純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性仿真分析和試驗(yàn)研究

劉雪梅 馮琳 侯明月

摘 要：石油短缺、氣候變暖是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)，發(fā)展新能源汽車(chē)已勢(shì)不可擋，動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性是汽車(chē)最基本、最重要的性能。本文主要以某純電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，利用AVL Cruise搭建整車(chē)仿真分析模型，并在相同的工況下，用相同的參數(shù)在底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)。通過(guò)仿真和實(shí)車(chē)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證仿真分析的準(zhǔn)確性，為后續(xù)分析和優(yōu)化提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車(chē);動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性;Cruise仿真;試驗(yàn)

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，汽車(chē)需求量不斷提升[1]。然而全球的石油資源有限，采用可替代的清潔能源作為汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源迫在眉睫[2]。發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)是光明之路，是科技發(fā)展的大趨勢(shì)[3]。加速性能、最高車(chē)速、爬坡性能、續(xù)航里程、電量消耗等動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)[4]，是整車(chē)性能開(kāi)發(fā)的重中之重，也是消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的決定性因素。在整車(chē)開(kāi)發(fā)前期，通過(guò)仿真分析初步評(píng)估動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性是否滿足預(yù)期指標(biāo)，與市場(chǎng)競(jìng)品車(chē)對(duì)比是否具備足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，從而降低項(xiàng)目開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)通過(guò)仿真分析，可以縮短項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期及減少試驗(yàn)驗(yàn)證的費(fèi)用[5]。

2 cruise建模及仿真計(jì)算

（1）車(chē)輛模型搭建。Cruise 軟件是一個(gè)模塊化的建模軟件，通過(guò)將所需的組件如動(dòng)力電池、電機(jī)、車(chē)身、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等拖拽到建模窗口，連接好相應(yīng)的物理連接線，就能快速的建立純電動(dòng)車(chē)整車(chē)性能仿真模型，如圖1所示：

（2）參數(shù)設(shè)置。車(chē)型開(kāi)發(fā)最初階段，只能添加一些基本參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，后期隨著車(chē)型的開(kāi)發(fā)，通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)或者對(duì)標(biāo)車(chē)試驗(yàn)等慢慢完善各系統(tǒng)零部件的參數(shù)。以下簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)主要組件的基本參數(shù)設(shè)置，如表1所示：

（3）信號(hào)搭建。汽車(chē)各組件模塊參數(shù)設(shè)置及機(jī)械連接完成后，也要進(jìn)行模塊之間的數(shù)據(jù)線和信號(hào)線連接。數(shù)據(jù)線和信號(hào)線的搭建是汽車(chē)建模的關(guān)鍵，需要深入理解汽車(chē)各系統(tǒng)之間的控制關(guān)系、信息傳遞關(guān)系。

（4）計(jì)算任務(wù)設(shè)置。根據(jù)開(kāi)發(fā)目標(biāo)設(shè)定仿真任務(wù)如下：設(shè)置Cycle Run用于計(jì)算NEDC續(xù)航里程，設(shè)置Climbing Performance用于計(jì)算最大爬坡度，設(shè)置 Full Load Acceleration用于計(jì)算加速時(shí)間和超速時(shí)間，設(shè)置Constant Drive用于計(jì)算最高車(chē)速。

（5）仿真結(jié)果。動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果如表2所示：

NEDC一個(gè)循環(huán)工況需求車(chē)速和實(shí)際車(chē)速跟隨情況如圖2所示，從圖中可以看出，車(chē)隨跟隨情況良好，基本完全吻合。

3 動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)

為了驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，在底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)開(kāi)始前，由各專(zhuān)業(yè)工程師確認(rèn)試驗(yàn)車(chē)輛的性能狀態(tài)。車(chē)輛道路負(fù)載、磨合里程、整車(chē)慣量，試驗(yàn)工程師均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。本次試驗(yàn)在企業(yè)的底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)室進(jìn)行，環(huán)境溫度為常溫（25℃），試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：

4 結(jié)語(yǔ)

本文應(yīng)用AVL Cruise對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了仿真分析，并進(jìn)行了底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合性良好，誤差均在±5%以內(nèi)，滿足工程設(shè)計(jì)要求。也進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性，后續(xù)開(kāi)發(fā)車(chē)型將以此模型為基礎(chǔ)，縮短開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省開(kāi)發(fā)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]桑楊.上海新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線圖研究[D].上海工程技術(shù)大學(xué).

[2]遲佳男，孫麗瑋.淺談我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技資訊，2012，000（020）：137.

[3]崔叢學(xué).基于AVL CRUISE的某小型貨車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化匹配[D].青島理工大學(xué)，2015.

[4]張來(lái)云，何榮國(guó)，李科迪等.純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性仿真研究[J].上海汽車(chē)，2014（12）：2-6.

[5]劉坤.某客車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算分析[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：劉雪梅（1991-），女，河北人，碩士研究生，助理工程師，主要從事新能源汽車(chē)整車(chē)性能方面的工作。