基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析
CRUISE纯电动车动力性能仿真及优化
虚 拟与仿 真CRU ISE 纯电动车动力性能仿真及优化姜海斌,黄宏成(上海交通大学汽车工程研究院汽车电子控制技术国家工程实验室,上海200240)Simulation and Optimization of the Electric Vehicle s Dynamic Perf ormance on CRUISEJIANG Hai bin,HUANG Hong cheng(N ational Eng ineer ing L abor ator y of Automo tiv e Elect ronics,I nstitute o f Automo tiv e Eng ineer ing,Shang hai Jiao T ong U niv ersity ,Shang hai 200240,China)摘要:以后轮驱动纯电动车为例,利用CRU ISE 软件建立了电动车的动力系统模型,并用此软件模拟得到其动力性能,验证了该模型分析车辆动力性能的可行性.分析了影响续驶里程及最大爬坡度的各种因素,提出的措施和方法能够很好地提高电动汽车动力性能.关键词:纯电动车;建模;CRUISE;续驶里程;优化中图分类号:U 469.7文献标识码:A 文章编号:10012257(2010)04006104收稿日期:20091203Abstract:T aking r earw heel dr iv e as an ex -am ple,the mo del of the electric vehicle is estab -lished in CRUISE.Also this softw are is used to simulate the perfo rmance of the vehicle.T he simu -lation results validate that CRU ISE can analyze the feasibility of vehicle per for mance.Then,various facto rs that affect continued driving range and lar -g est gr adeability ar e analyzed.The applied methods ar e all useful for the improvement of perform anceof the vehicle.Keywords:electricvehicle;m odeling;CRUISE;co ntinued driving rang e;optimization0 引言随着能源和环境对人类生活和社会发展的影响越来越大,全球石油危机和大气污染日趋严重,各种电动汽车也应运而生.纯电动汽车没有内燃机车辆工作时产生的废气,是目前最环保的车型之一[1].与传统的燃油汽车相比,由于电动车所具有的节能、环保优点,使其成为未来汽车产业发展的趋势之一.在研究和开发电动汽车的部件及选择最佳结构时,为缩短开发周期,降低开发成本,缩小研究范围,找到技术的突破口,特别是在技术方案的选择阶段,在系统和关键部件的选择上,可依靠高效的计算机对系统和关键部件进行建模,然后进行模拟仿真,从而找到最佳方案.1 纯电动汽车建模纯电动汽车的建模和动力总成系统的选择,对于整车系统的建立是非常重要的.电动汽车的运行性能主要由动力总成系统来决定.电动汽车动力总成系统的组成部分主要包括电池、电机、离合器、变速箱、减速器以及车轮.本文设计的纯电动车模型和动力总成系统如图1所示.图1 整车模型和动力系统1.1 电机模块电机是纯电动汽车惟一的驱动单元,它的技术性能直接影响到车辆的运行性和经济性.因此,必须按照电动车的技术要求合理地选择电机的参数和指标.在CRU ISE 中,电机的参数设置定义了电机的额定电压,电机在各种工作过程状态中的转矩和转速,电机效率关系以及其它一些参数[2].模型中电机的基本参数如表1所示.表1 电机的基本参数额定转速(r/m in)1430峰值转速(r/m in)5600额定转矩(N m)20峰值转矩(N m)40额定功率(kW)3峰值功率(kW)6额定电压(V)481.2 电池模块电池是制约电动汽车发展的关键因素,目前可采用的电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池和燃料电池等.铅酸电池虽然比能量比较低,但其技术可靠,生产工艺成熟,成本低,拥有适合电动汽车使用的良好的大电流输出性能以及多种型号和尺寸.考虑到整车的成本,本车型选用了铅酸电池作为动力源.在CRU ISE中,根据电池建模的参数做出电池的SOC与电池电压之间的关系曲线,SOC 值的大小直接反映了电池所处的状态,由此可限定电池的最大放电电流,并可在仿真过程中更精确地计算各种工况下电动车的续驶里程.所选用的电池在试验室经过不同状态下的充放电试验,根据在试验中测得电池电压、电流和放电时间等参数,推断出SOC与电压的关系.2 CRU ISE中建模与仿真CRUISE软件可以用于车辆的动力性,燃油经济性以及排放性能的仿真,其模块化的建模理念使得用户可以便捷地搭建不同布置结构的车辆模型,其复杂完善的求解器可以确保计算的速度.它可用于汽车开发过程中的动力和传动系统的匹配、汽车性能预测和整车仿真计算;可以进行发动机、变速器、轮胎的选型及其与车辆的匹配优化;可以用于混合动力汽车、纯电动汽车的动力、传动及控制系统的开发和优化[3].CRUISE软件的主要特点是:a.模块化的设计思想使得用户能够便捷地进行车辆的整车模型和动力总成系统的建模,并且能够方便地进行修改和优化.b.智能化的驾驶员模块,能够很好的模拟驾驶员的意图.c.M atlab接口模块,使得用户能够使用比较复杂的控制算法.2.1 CRUISE中车辆模型按照上述结构,在CRUISE中进行建模. CRU ISE采用图形化的界面,用户可以从已有的模型箱中选择自己想要的模型.将电池、电机、离合器、变速箱、驾驶员模块以及车轮等模块拖入CRUISE 的工作区中,建立模型.输入系统中各个模块的参数,如车辆模块的满载重量、迎风面积和阻力系数等;电机的电压、转矩和转速等;车轮的摩擦系数;主减速器的主减速比等.在CRUISE仿真时,系统会提示所有必须要输入的参数,按照这个要求,把参数一一输入即可.建立系统的物理连接和信号连接.首先完成物理连接,当各子系统模型选定之后,应根据汽车配置方案和部件连接关系建立模型的物理连接.只需用connect连接功能建立物理连接.传动系各部件之间有直接的物理连接关系,车轮和制动器之间也有物理连接关系,但驾驶室与动力传动系和制动系之间没有物理连接.在仿真过程中,它们之间是通过信号连接来传递信息.信号连接是汽车建模过程中比较关键内容之一,也有较大难度.要想正确建立汽车各子模型之间的信号连接关系,必须对汽车系统内部各部件之间的连接、控制关系以及信息传递关系,有比较深刻的理解.如驾驶员模块需要连接来自电机的转速信号,变速箱的档位信号等;制动器需要连接制动压力信号;摩擦离合器需要来自驾驶员期望的结合程度[4].系统需要把所需的信号连接全部定义准确,如果有一个错误,那么将无法运行仿真程序.2.2 仿真及结果分析根据纯电动汽车仿真的要求,选择和编辑相应的任务及工况,设置合适的仿真步长和精度进行仿真计算.设定的计算任务有:在任务Cycle Run中仿真续驶里程;在任务Climbing Per for mance中仿真最大爬坡度;在任务Constant Dr iv e中仿真最高速度.运行CRUISE,得到仿真结果如下所述.a.续驶里程.建立一个25km/h匀速行驶工况,通过对电池SOC的变化对应的时间来得到纯电动车的续驶里程所需要的电量值.运行这个任务,得到纯电动车的SOC变化图.考虑到电池的输出效率为85%,得到当电动汽车以25km/h行驶100km 后,电池所消耗的电量约为130.6A h,行驶120km所消耗的电量为156.8A h.和理论所求得结果一致.b.爬坡性能.根据CRUISE软件result的报告,可以得到最大爬坡度和最高速度确切值.爬坡表现:档位,1;最大爬坡度,15.43%;车速,5.00km/ h;电机转速,602.86r/min;速度率,0.00.最大车速理论值,51.41km/h;实际值,43.71km/h.从仿真结果可以看出,根据目前车辆的参数,当电池的容量为160A h时,在25km/h的匀速运行工况下,电动汽车的续驶里程约为120km.电动汽车的最大爬坡度为16.05%,最高速度为43.71 km/h.与通过汽车理论计算得到以及车辆所要求的性能参数基本一致.这证明了利用CRU ISE软件对车辆整车性能仿真和分析是可行的.3 整车性能影响因素分析3.1 续驶里程设f为滚动阻力系数;r为轮胎滚动半径;m为汽车总质量;i g为传动系速比;C D为迎风阻力系数; t为传动系效率;A为迎风面积;Q为电池的额定容量;U E为电池的端电压; 为电机效率.则汽车以速度v等速行驶时所需的电机输出扭矩M和功率P 分别为:M=(f m+C D A v2/21.15)ri g t(1)P=(f m+C D Av2/21.15)(v/3.6)ri g t(2)电池携带的额定总能量为:W0=QU E(3)理想状态下等速行驶的续驶里程s为:s=W0vP/=QU E vP(4)从式(4)可以看出,在整车携带的电池总量和电池比能量不变的条件下,续驶里程指标与行驶阻力功率P有关[5].而行驶阻力功率又与滚动阻力系数f,迎风阻力系数C D,整车总质量m,迎风面积A,车速v,传动系效率 t,车轮半径r和传动系速比i g 有关.以电动车参数(总质量m=1100kg;f= 0 012;A=3m2;C D=0.45; t=0.9;r=0.26m)为例作分析.a.不同等速v对续驶里程的影响.在不同速度的匀速状态下运行,车辆的续驶里程是不同的[6].设置电池的电量为160A h(为确保安全,视电量剩20%时一次运行结束),不同匀速行驶状态对车辆的续驶里程的影响,如图2所示.图2 不同匀速行驶状态下车辆续驶里程的影响从图2中可以看到,各种不同的匀速行驶中,以速度接近零行驶时,车体所消耗的能量最小,对于拥有固定能量的系统来讲,其续驶里程也最长.因此,若想增加续驶里程,应尽可能以低速行驶.b.整车参数对续驶里程的影响.图3,图4和图5分别表示在匀速25km/h行驶下,迎风阻力系数C D,滚动阻力系数f和整车总质量m对一次充图3 迎风阻力系数对续驶里程的影响图4轮胎滚动阻力系数对续驶里程的影响图5 整车总质量对续驶里程的影响电续驶里程的影响.可见携带能源极为有限的电动汽车对降低滚动阻力系数、迎风阻力系数和整车总质量的要求非常迫切.c.电池参数对续驶里程的影响.由式(4)可知,电动汽车携带的电池总量以及电池的端电压的大小都会影响续驶里程,并且它们与续驶里程成正比.可见提高电池的最大容量及电池端电压,对提高电动汽车续驶里程意义重大.另外,电池放电效率同样对续驶里程有着重要的影响,电池放电效率越高,续驶里程的数值也越大.d.电机对续驶里程的影响.电机参数中电机的效率 对续驶里程的影响最大.效率越高,续驶里程的数值越大.同时在各种工况下的效率对续驶里程的影响更大.因此对电动车用电机而言,不仅要求电机在额定状态下具有较高的效率,而且要求电机具有很宽的高效率区域,这样才能在各种行驶工况下充分利用有限的能量.对此,提出了增加一次充电续驶里程的措施:尽可能选择较低的行驶速度;降低轮胎的滚动阻力系数,选用低阻力轮胎;降低迎风阻力系数,进行车身的流线型改进;减轻汽车总质量;扩大电机的高效区范围及提高电机效率.3.2 最大爬坡度汽车的最大爬坡度,是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度,它表征汽车的爬坡能力.爬坡度用坡度的角度值(以度数表示)的百分数来表示.设T tq为电机最大转矩;i g为变速器加速档传动比;i0为主减速器传动比; t为传动系的机械效率;r 为轮胎半径.则对于电动汽车来说,车辆的最大驱动力为[7]:F t=T tq i g i0 tr(5)而车辆的滚动阻力F f=mf cos ,坡度阻力为F i=m sin ,加速阻力.同时由于在计算最大爬坡度时车速很小,故可忽略空气阻力F W.由驱动力行驶阻力平衡公式F t= F=F f+F W+F i+F j,得到最大爬坡度 max的计算公式为:T tq i g i0 tr=mf cos max+m sin max(6)由式(6)可以看出,最大爬坡度与电机最大转矩T tq、轮胎半径r、整车总质量m和滚动摩擦系数f 等参数有关.a.电机参数对最大爬坡度的影响.在电机参数中,电机最大转矩的大小与车辆最大爬坡度的大小有着直接的联系[8].电机的最大转矩越大,最大爬坡度也越大.因此,从电机方面来说,若想提高车辆的爬坡性能,可以通过提高电机的最大转矩来实现.b.车辆参数对最大爬坡度的影响.图6,图7分别表示轮胎滚动阻力系数f和整车总质量m对车辆最大爬坡度的影响.从图6,图7中可见,轮胎滚动阻力系数和整车总重量都对最大爬坡度有很大的影响[9].要想获得合适的最大爬坡度,就必须合理地设置这2个参数.图6轮胎滚动阻力系数对最大爬坡度的影响图7 整车总质量对最大爬坡度的影响对此,提出了增加爬坡性能的措施:选择拥有较高最大转矩的电机;降低轮胎的滚动阻力系数,选用低阻力轮胎;减轻汽车总重量.4 结束语运用CRUISE软件对纯电动车进行建模和动力性能的仿真,得到了续驶里程、最大速度及最大爬坡度等指标,仿真结果验证了CRU ISE仿真动力性能的可行性.通过本文的仿真和分析,为电动汽车的参数选择以及结构优化提供了依据.参考文献:[1] 康龙云.电动汽车最新技术[M].北京:机械工程出版社,2008.[2] 王 斌,李 征,等.CR U ISE 软件在混合动力汽车性能仿真中的应用[J].计算机应用,2007,9(3):1-3.[3] 赵海峰.基于CR U ISE 软件的AM T 车辆性能仿真分析与实验研究[D].重庆:重庆大学,2005.[4] 王保华,罗永革.基于CRU ISE 的汽车建模与仿真[J].湖北汽车工业学院学报,2005,19(2):2-3.[5] 李国良,初 亮,鲁和安.电动汽车续驶里程的影响因素[J].吉林工业大学自然科学学报,2000,30(3):1-3.[6] 杜发荣,吴志新.电动汽车传动系统设计与续驶里程研究[J].农业机械学报,2006,37(11):3-4.[7] 余志生.汽车理论.3版[M ].北京:机械工程出版社,2000.[8] Cheng Chang T ing.H y br id electric vehicle design tominimize ener gy use [C].T he U niv ersity of T ex as at A rling ton,2000.[9] Sha Y L.T he pow er desig n and calculation o f EV S[A].T he 16t h Inter nat ional Batter y,H ybrid and F uel Cell Elect ric Vehicle Symposium &Ex hibitio n [C ].Beijing ,1999.作者简介:姜海斌 (1985-),男,江苏张家港人,硕士研究生,研究方向为汽车动力系统仿真以及汽车系统控制等;黄宏成 (1972-),男,江苏苏州人,副教授,研究方向为汽车系统控制以及底盘开发.ARM 7参数自整定模糊PID 控制器的仿真及设计王朝宁1,姜学东1,马立刚2(1.北京交通大学电气工程学院,北京100044;2.山西省电力公司吕梁供电分公司,山西吕梁033000)Design and Simulation of Self tuning PID type Fuzzy Controller Based on A RM 7ProcessorWANG C hao ning 1,JIANG Xuedong 1,MA Li gang 2(1.Schoo l o f Electrica l Eng ineering ,Beijing Jiaoto ng U niver sity,Beijing 100044;2.Shanx i L vliang P ower Supply Co mpany ,L v liang 033000,China)摘要:常规PID 控制器参数设定之后,运行环境改变时不能实现参数的在线整定,这样会影响系统的控制效果.本设计以误差e 和误差变化率ec 作为输入,经过一定的模糊推理规则,对PID 控制器的参数进行自动整定.在M atlab 环境下对系统进行了仿真,从仿真的结果可以看出,添加模糊控制环节后,系统的动静态性能得到了提高.同时基于ARM 7处理器完成了该控制器的软硬件设计.关键词:参数自整定模糊控制PID;M atlab;ARM 7处理器中图分类号:T P273文献标识码:A 文章编号:10012257(2010)04006505收稿日期:20091203Abstract:When operating environmentchang ed,the traditio nal PID contro ller can t online regulate its parameters,w hich are co nfigured w ellat the beginning.And that w ould affect contro l per for mance o f system.Taking erro r and decay r ate of err or as inputs in the desig n,arg um ents o f PID contro ller can reach self tuning function,as to some accurate fuzzy sets.From the result of simu -latio n done w ith M atlab,dy namic and static per -formances of system added fuzzy controller are im -proved.T he autho r also com pleted the hardw are and so ftw are desig n of the contro ller based on ARM7processor.Key words:self tuning PID type fuzzy con -troller;M atlab;ARM7processor0 引言模拟PID 闭环控制在常规的电源控制技术中应用很普遍,效果比较理想并且稳定,但其缺点是一。
基于遗传算法的纯电动卡车动力系统参数匹配及优化设计
能要求和续驶 里程要求 ， 利 用遗传算 法优化传动 系传动 比， 并对得到 的优化结果予 以仿真 ， 仿真结果验证 了优
化 方 法和 优 化 结 果 的正 确性
［ 关键词 ］纯 电动卡车 ； 动力 系统 ； 参数 匹配 ； 优化设计
［ 中图分类号］Ｕ ４ ６ ９ ． ７ ２ ［ 文献标志码］Ａ ［ 文章编 号］１ ６ ７ ３ — ３ １ ４ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ２ — ０ ５
Ｐａｒ ａｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｍａ ｔ ｃ ｈｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｏｐｔ ｉ ｍａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｔｒ ｕｃ ｋ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＤｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｇｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ３ １ ４ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ０ ９
基于遗传算法 的纯 电动卡车动力系统 参数 匹配及优化设计
滑文 山 ， 邱今胜 ， 孙辉 安 ， 陈静
（ １ ． ２ ５ ５ ０ ４ ９山东省 淄博市 山东理工大学 交通与车辆工程学院 ； ２ ． ５ １ ８ １ ７ ２ 广东省 深圳市 深圳 信息职业技术学 院）
电动汽车动力性能的仿真和优化
２１ ０ ２年 ４月
德 州 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｚ ｏ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＤｅ ｈ ｕ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ
Ｖ０ ． ８． ． １ ２ ＮＯ ２
Ａｐ ．， ０ ２ ｒ ２ １
电 动 汽 车 动 力 性 能 的 仿 真 和 优 化
张 琦
次 换 至 最 高 档 ， 速 至 某 一 预 定 距 离 或 车 速 所 需 的 加
能 环保 并 具有 高效 的性 能 的 电动 汽 车成 了汽 车制 造 业 未来 的方 向 ， 其 动力 系统 的设 计 是 制 约 电动 汽 而 车 发展 的关 键 ． 电动 汽车 的开发 过 程 中 ， 低开 发 在 降 成 本 和提 高开 发效 率 是 研 发 人 员 面 临 的 共 同 问题 ． 为 充分 发挥 电动汽 车 动 力 系 统在 油 耗 、 放 及其 他 排 性 能方 面 的优 势 ， 电动 汽 车 动 力 性 能 进 行仿 真分 对
择
１ １ 动 力 性 能 指 标 ．
在 进 行 仿 真 前 ， 先 要 确 定 整 车 的仿 真 参 数 ． 首 动 力 参 数 可 以通 过 ＧＵＩ 面 修 改 ， 可 以通 过 编 辑 Ｍ 界 也
文件 建立 或修 改． 整车仿 真参 数如 表 １ 示 所
收 稿 日期 ：２ １ ０ １一Ｏ ６一Ｏ ９
０ 引 言
面 对 全 球 能 源 与 环 境 问 题 的 严 峻 挑 战 ， 发 节 开
坡 能力 两个 方面 ， 车 的加 速 性 能 是 由其 原 地 起 步 汽
加 速 时 间 和 超 车 加 速 时 问 来 确 定 的 ， “ 地 起 步 的 即 原
加速 时 间是用 Ｉ 或 Ｉ 档 起 步 ， 档 Ｉ 按最 佳 换 档 时 问 逐
某电动汽车电池包强度仿真分析与优化
某电动汽车电池包强度仿真分析与优化作者：夏宇锋来源：《科学与财富》2019年第08期摘要：通过对某电动汽车电池包结构强度仿真分析，探测电池包强度薄弱区域，找出电池包在整车工况载荷下结构容易失效的风险点。
通过电池包结构改进优化，消除电池包结构风险点，保证电池包及整车强度安全。
关键词：电池包;CAE;强度;失效0 引言新能源汽车、智能化汽车、互联网汽车是目前汽车发展的三大主流方向。
据统计截至2017年，我国汽车保有量2.17亿辆，燃油汽车已成为能源消耗的主要领域，为解决能源危机，中国政府对新能源汽车发展高度重视并大力扶持。
汽车行驶时，路面的凹凸不平会使电池包受到振动载荷。
电池包强度需要满足国家强制检测标准GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》，电池包要经受X/Y/Z三个方向机械冲击载荷试验。
在工程设计阶段，若采用物理样机试验验证电池包结构强度破坏区域，开发周期不便于控制，经济成本也高。
使用CAE技术可以把试验时间压缩至原来的十分之一甚至百分之一，大大降低了开发成本，缩短了开发周期[1]。
当前，工程中常采用CAE技术进行电池包结构强度校核、改进，使开发周期和经济成本有利控制。
本文基于电池包的原始结构，按照试验工况，首先进行CAE结构仿真分析，探测电池包易破坏的风险区域，对风险区域提出结构优化改进方案，保证电池包的机械强度安全。
1 电池包CAE分析流程及建模1.1 CAE分析流程CAE技术的核心思想是结构的离散化[2]。
本文CAE分析流程如图1：1.2建立有限元模型（1）电池包三维模型处理电池包的初始三维模型如图2所示：（2）电池包三维模型几何清理清理电池包模型干涉问题，去除电池包模型中的尖角、圆角等细微特征，避免出现网格划分精度及网格畸异造成仿真结果失真。
（3）电池包载荷类型根据电池包国家强制检测标准GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》，电池包要进行机械冲击试验，因此电池包需要进行垂直Z方向3g，水平X方向4g及水平Y方向4g冲击载荷，如下表1所示。
基于CRUISE与ADVISOR前后向仿真软件的汽车动力性对比分析
客 车 技 术 与 研 究第2期 BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.2 2018作者简介:何安清(1968 ),男,高级工程师;主要从事新能源汽车储能与驱动技术研究工作㊂基于CRUISE 与ADVISOR 前后向仿真软件的汽车动力性对比分析何安清1,孙可华2,沈利芳3,宋国鹏1,胡远敏1(1.浙江中车电车有限公司,浙江宁波 315111;2.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130025;3.联合汽车电子有限公司,上海 201206)摘 要:通过基于前向仿真软件CRUISE 与后向仿真软件ADVISOR 的某型纯电动汽车动力性能仿真对比,详细介绍两者在仿真思路㊁参数设置及使用方法方面的区别㊂结果表明,两种仿真平台虽然有所不同,但通过深入研究和设置,所得结果差异很小㊂关键词:CRUISE ;ADVISOR ;前/后向仿真;动力性能中图分类号:U464.12+2 文献标志码:A 文章编号:1006-3331(2018)02-0001-04Comparison and Analysis of Vehicle Power Performance Based on CRUISE Forward-facing and ADVISOR Backward-facing Simulation SoftwaresHe Anqing 1,Sun Kehua 2,Shen Lifang 3,Song Guopeng 1,Hu Yuanmin 1(1.Zhejiang CRRC Electric Vehicle Co.,Ltd,Ningbo 315111,China;2.State Key Laboratory of Automotive Simulation andControl,Jilin University,Changchun 130025,China;3.United Automotive Electronics Co.,Ltd,Shanghai 201206,China)Abstract :Based on the forward -facing simulation software CRUISE and the backward -facing simulation software ADVISOR,the power performance of a pure electric vehicle is simulated and compared,and the differences between the two softwares,including simulation ideas,parameter settings and use methods are introduced in detail.The results show that although there are differences between the two simulation plat⁃forms,yet the differences between the simulation results obtained through deep research and setting are very small.Key words :CRUISE;ADVISOR;forward-facing and backward-facing simulation;power performance 随着新能源汽车技术的发展,用于新能源汽车研发的仿真分析软件种类不断丰富㊁功能不断完善,依据分析方法主要可以分为后向和前向两类㊂目前,应用比较普遍的后向仿真软件是美国可再生能源实验室的ADVISOR,前向仿真软件是AVL 公司的CRUISE㊂后向与前向仿真软件在仿真思路和建模方法上都存在较大的差异:后向仿真软件ADVISOR 基于SIMULINK 建立汽车模型,通过m 文件定义汽车参数,并首先从仿真工况需求出发沿能量传递的相反方向进行分析计算;前向仿真软件CRUSIE 基于模块化建模思想,通过部件模块定义部件类型和参数,并在驾驶员cockpit 模块或控制策略控制下跟随仿真工况㊂两平台下的汽车参数设置也有所差异,所以其仿真结果的一致性和准确性成为相关人员关心的重要问题㊂本文将以纯电动汽车的动力性能仿真分析为例,对比分析两软件下的动力性能仿真过程及结果㊂1 CRUISE 与ADVISOR 的建模对比参考ADVISOR 软件中自带的某型纯电动汽车,在两平台中建立模型的参数如下:整车整备质量1187kg,1迎风面积2.0379m 2,滚动阻力系数0.009,空气阻力系数0.19,质心高度400mm,车轮半径282mm,车轮转动惯量0.816kg ㊃m 2,前轴负荷55%,电池仿真初始SOC 值90%,电动机转动惯量0.0235kg ㊃m 2,电机额定功率62kW,固定挡变速器传动比5.3386,主减速器传动比1(ADVISOR 模型默认数值)㊂1.1 CRUISE 建模在CRUISE 中,可以通过不同模块的各种连接组合,方便快捷地建立各种结构类型的整车仿真模型,并应用于传统及新能源汽车的动力性㊁燃油经济性㊁排放性能和制动性能的仿真分析[1]㊂利用其智能驾驶员模块,可以准确地模拟驾驶员意图㊂利用其MATLAB 接口模块,可以开发测试复杂的整车或部件控制策略㊂各模块之间通过机械端口㊁信息端口㊁排气系统端口以及电器端口进行连接[2-4]㊂在CRUISE 中建立的纯电动汽车模型如图1所示㊂CRUISE 作为前向仿真软件,在运行仿真时,车辆在驾驶员或控制策略的控制下行驶,驾驶员或控制策略把汽车的有关信号与工况或控制策略的需求数值相比较,并对制动或动力系统做出相应操作或输出相应的控制信号,使车辆模型完成指定循环工况仿真㊂1.2 ADVISOR 建模与CRUISE 中通过表示不同车辆部件的模块组合来定义车辆类型的方式不同,在ADVISOR 中,建模时需首先在整车参数输入界面通过车辆定义文件选择汽车类型,然后通过部件数据文件选择电池㊁电机㊁变速器等部件的具体型号㊂整车和部件的参数通过修改相应的m 文件进行设置[5-6]㊂即ADVISOR 通过由SIMULINK 模型文件形式的仿真模块来实现整车仿真模型的建立㊂在ADVISOR 中建立的纯电动汽车顶层模型如图2所示㊂图1 CRUISE中的纯电动汽车模型图2 ADVISOR 中的纯电动汽车模型 与CRUISE 中从驾驶员开始的前向仿真不同,ADVISOR 作为一种运行在MATLAB 和SIMULINK 软件环境下的以后向仿真为主㊁前向仿真为辅的仿真软件,在仿真分析时,软件从所选的分析工况出发计算汽车的需求车速和牵引力,进而求得车轮处的需求转速和驱动力,然后依次求得主减速器输出端和变速器输出端的需求转速㊁转矩,从而得到对电动机(动力源)的转速㊁转矩需求,再加上电气附件负载后依次得到对功率总线和电池(能量存储装置)的功率需求㊂仿真信息沿后向路线和前向路线同时传递,并在后向路线中对部件的转速㊁转矩和功率需求最值进行限制[7-9]㊂所以,与CRUISE 不同,在ADVISOR 的模型中既没有驾驶员模块,也没有制动及加速踏板信号㊂综上,前向仿真软件CRUISE 与后向仿真软件ADVISOR 不仅在车辆模型建立方式上存在较大差异,其仿真分析思路也截然不同:CRUISE 通过驾驶员或控制策略对车辆部件的主动控制实现循环工况跟随,而ADVISOR 则通过循环工况反向计算其对车辆部件的动力需求,然后各部件依据需求进行被动输出响应㊂与此对应,两平台在动力性能仿真设置与结果2客 车 技 术 与 研 究 2018年4月获取处理方面也将存在一定的差异㊂1.3 参数设置方式对比基于前述CRUISE和ADVISOR的建模与仿真方式差异,两平台的车辆参数定义方式和统一设置方法也存在如下不同:1)轮胎滑移率㊂在ADVISOR车轮模型的后向路径中有轮胎滑移率的计算模块㊂该模块通过需求驱动力㊁驱动轴负荷及轮胎滑移力系数3个参数,查表得到对应的轮胎滑移率㊂然后由需求车速㊁车轮半径与轮胎滑移率求得需求的车轮转速㊂即ADVISOR 的车轮模型在后向路径里考虑车轮滑移率对需求转速的影响㊂CRUISE中限制轮胎最大纵向反力的轮胎最大滑移率修正系数是根据车轮实际运行状况求得的,且其驱动/制动时轮胎滑移率也是根据车轮实际运行状态求得的㊂车轮滑移率对仿真结果影响并不大,在一般仿真中均不予考虑㊂所以本文在两平台仿真时也不考虑驱动滑移率㊂2)车轮拖曳转矩损失㊂在ADVISOR的后向计算路径中,根据整车动力学模块传递的信息,车轮的需求转矩考虑了拖曳转矩损失与转动惯量的影响㊂而在CRUISE中,只有车轮转动惯量,没有车轮拖曳转矩损失(变速器有此参数)㊂所以需要把ADVISOR 的拖曳转矩损失设置为0,以统一参数㊂3)变速器机械摩擦损失㊂在ADVISOR的传动系m文件中,变速器机械摩擦损失效率是效率数组的形式㊂而CRUISE中的变速器㊁主减速器的机械摩擦损失可以通过转矩损失脉谱或单个确定的效率数值等多种形式来定义㊂但其损失脉谱是表格形式,与ADVISOR中的数组形式不同㊂通常可以通过转化数据形式来实现数据的统一㊂但在一般仿真中,变速器㊁主减速器等部件的效率可简化为某一固定数值,仅在精度要求高的仿真中采用台架实测数值作为MAP输入数据[10-11]㊂因此,在本文的仿真中将变速器和主减速器效率统一设置为98%㊂为此需在ADVISOR的变速器顶层模型中做如图3线框中所示的更改㊂图3 对ADVISOR变速器模型的修改2 动力性仿真对比动力性能是汽车各项性能中最重要㊁最基本的性能,可直接影响汽车的运输效率和驾驶体验㊂通常从最高车速㊁加速时间和最大爬坡度3个指标来评价汽车的动力性能[12]㊂因此,本文用CRUISE和ADVISOR分别仿真分析了上述纯电动汽车的0~100km/h加速时间㊁最大加速度㊁最高车速和最大爬坡度性能,并进行结果对比㊂在ADVISOR中需要对加速和爬坡分别进行分析,每次仿真完成后,都可在ADVISOR仿真结果界面查看结果曲线或在MATLAB工作空间查看各结果变量的具体数据㊂而在CRUISE中,由于可以添加多个仿真任务文件夹,所以可以通过运行一次仿真得到所有的动力性能结果㊂仿真完成后可将需要的结果数据复制到MATLAB工作空间进行分析处理㊂用两平台进行动力性仿真分析的结果对比如表1所示㊂加速过程中两平台电机工作状况如图4所示㊂表1 动力性指标仿真分析结果对比动力性指标ADVISOR结果CRUISE结果相差百分比百公里加速时间11.47s11.52s0.4%5km/h最大爬坡度32.26%32.52%0.8%最高车速159.3km/h159.0km/h0.2%最大加速度2.89m/s22.91m/s20.6%3 第2期 何安清,孙可华,沈利芳,等:基于CRUISE与ADVISOR前后向仿真软件的汽车动力性对比分析图4 电动机转速㊁转矩结果对比对于最大爬坡度的仿真,在ADVISOR中是计算某一给定车速下的最大爬坡度,即一次仿真可得一个与给定车速相对应的最大爬坡度数值㊂而在CRUISE 中,可以一次给出汽车在不同挡位㊁各个车速下的最大爬坡度曲线㊂本文中为便于对比两平台的仿真结果,在ADVISOR中进行了不同车速下的多次仿真,进而得到汽车在各车速下的最大爬坡度数值㊂从表1和图4可知,虽然两平台在参数定义与设置方式㊁仿真步长㊁建模及计算思路等方面有所不同,但所得电机工作状况基本一致㊁车辆爬坡性能和加速性能仿真结果差异很小㊂3 结束语本文基于常用的混合动力后向仿真软件ADVI⁃SOR与前向仿真软件CRUSIE,通过统一两个平台下的汽车参数,进行了某纯电动乘用车动力性能仿真对比㊂结果表明:1)ADVISOR与CRUSIE的建模思想和方式均不相同,所以二者的参数设置方式有所差异㊁仿真计算顺序相反㊂在工作量上,ADVISOR平台的模型搭建需要依据车辆动力学方程,因而工作量更大;CRUSIE 平台仅需实现部件间的相互连接,因而较为简单实用㊂在使用和理解的难度上,ADVISOR模型因与动力学方程一致,且简化较多㊁考虑因素较少,因而相对简单;CRUSIE平台考虑了仿真计算求解器类型㊁仿真步长㊁驾驶员PID参数可调等,因而难度稍大㊂2)虽然ADVISOR中的汽车是稳态模型,模型简单㊁步长较大㊁不能得到汽车的瞬态性能㊂但由于其采用了后向仿真为主前向仿真为辅的混合仿真方法,使最终动力性仿真结果具有较高的精度,与CRUISE 所得结果误差较小㊂3)在仿真分析中,若从模型搭建㊁参数设置的方便性和车辆结构直观性方面考虑,前向仿真软件CRUISE可为较佳选择;若从学习模型仿真计算方法和原理方面考虑,后向仿真软件ADVISOR可作为较佳选择㊂参考文献:[1]姜海斌,黄宏成.CRUISE纯电动车动力性能仿真及优化[J].机械与电子,2010,28(4):61-65.[2]曾小华,于永涛,王加雪,等.基于CRUISE软件的混合动力客车主动同步换档的建模与仿真[J].吉林大学学报(工学版),2008,38(5):1015-1019.[3]王庆年,于永涛,曾小华,等.基于CRUISE软件的混合动力汽车正向仿真平台的开发[J].吉林大学学报(工学版),2009,39(6):1413-1419.[4]王锐,何洪文.基于Cruise的整车动力性能仿真分析[J].车辆与动力技术,2009,31(2):24-26.[5]于永涛,曾小华,王庆年,等.混合动力汽车性能仿真软件的可用性仿真验证[J].系统仿真学报,2009,21(2):380-384.[6]曾小华,王庆年,李骏,等.基于ADVISOR2002混合动力汽车控制策略模块开发[J].汽车工程,2004,26(4):394-396.[7]曾小华,宫维钧.ADVISOR2002电动汽车仿真与再开发应用[M].北京:机械工业出版社,2014:185.[8]曾小华,王庆年,李胜,等.正向仿真模型与反向软件AD⁃VISOR的集成开发[J].汽车工程,2007,29(10):851-854.[9]张翔,赵韩,钱立军,等.ADVISOR软件的混合仿真方法[J].计算机仿真,2005,22(2):203-206. [10]汪学明.纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究[D].长春:吉林大学,2009.[11]张红,郑泽亮,孟国庆.某8m纯电动客车动力系统参数设计及仿真分析[J].客车技术与研究,2017,39(4):12-15.[12]高云.基于Advisor的纯电动汽车整车性能参数化分析[J].汽车工程师,2011,38(12):31-34.修改稿日期:2018-01-044客 车 技 术 与 研 究 2018年4月。
某电动汽车动力电池箱随机振动仿真与试验
141中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.01 （上）动力电池是新能源汽车“三电”系统的核心组成部分，动力电池的使用安全直接影响着整车的性能安全和使用寿命。
其中，结构安全和电气安全构成了动力电池安全的两个重要方向，而结构强度是保证结构安全的首要保障。
为保证动力电池工作状态下的安全性和可靠性，对动力电池系统进行振动分析测试具有非常重要的意义。
由于动力电池的内部模组结构比较复杂，并且车辆行驶工况的存在多样化和不确定性等特点，对其进行相关道路测试需要消耗大量的人工和时间成本等，因此，利用传统的试验方法对车载动力电池进行结构强度测试比较困难，而借助有限单元方法（FEM），通过计算机仿真模拟的手段，可以得到和真实情况相近的结果。
本文针对一种应用于新能源汽车的车载动力电池箱，基于有限元分析软件ANSYS WORKBENCH 对其结构强度进行随机振动仿真分析，研究该电池箱能否满足规范的运行要求，进而对该电池箱体进行振动试验，对仿真结果进行验证和分析。
1 电池箱体有限元模型的建立使用SOLIDWORK 建立该车载动力电池箱三维结构如图1 所示，其长×宽×高尺寸为：990mm×570mm×243mm，该电池由上壳体、下壳体、外部支架、内部支架、插件转接铝板、MSD 以及箱体内部的电池模组、BMS 等部分构成。
在满足计算精度的前提下，对该车载动力电池箱作如下简化：通过Space Claim 完成对箱体的几何修复和中面抽取，对箱内的锰酸锂电池模组通过质量点的方法施加到箱体中，电池箱体与其支架构件的焊接采用点焊模拟，见图2。
为动力电池箱的箱体和电池模组单元赋予材料属性，完成前处理设置。
电池箱整体划分为239738个单元，所建立的网格模型如图3所示。
图3 电池箱全网格模型2 电池箱模态分析进行随机振动前，首先要得到电池箱体的模态，本文中模态提取方法选择Block Lanczos 法，此方法计算精确，收敛性较快，在工程应用中常用此法来提取结构的模态。
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化一、本文概述本文主要探讨了纯电动汽车电池箱的结构设计分析及优化。
随着环保意识的提高和新能源汽车的发展，电动汽车已成为现代社会的重要组成部分。
电池箱作为电动汽车的关键部件之一，用于存放电池单元并提供电力给汽车的电动驱动系统，其结构优化设计对电动汽车的性能和安全性至关重要。
本文将对电动汽车电池箱的结构进行分析，并针对现有结构存在的问题，提出相应的优化设计方案，以期提高电池箱的性能和可靠性。
通过本文的研究，旨在为纯电动汽车电池箱的设计提供参考和指导，推动电动汽车行业的进一步发展。
二、电池箱结构设计理论基础电池箱是纯电动汽车的核心组件之一，其主要功能是安全、高效地储存和供应电能。
在进行电池箱的结构设计时，需要综合考虑电气性能、机械强度、热管理、安全性和成本效益等多方面因素。
本节将重点讨论电池箱结构设计的基本理论和关键参数。
（1）安全性：确保电池在正常使用和极端条件下都能保持安全，防止电池过热、短路和泄漏。
（2）电气性能：优化电池箱的布局，减少电池间的电阻，提高电池组的整体性能。
（3）机械强度：电池箱需要有足够的强度和刚度，以承受车辆运行中的各种振动和冲击。
（4）热管理：合理设计电池箱的散热系统，确保电池在适宜的温度范围内工作，延长电池寿命。
（2）单体电池箱：将单个电池封装在一个独立的箱体内，适用于小型电动汽车。
（3）整体式电池箱：将所有电池集成在一个大型的箱体内，适用于大型电动汽车。
（2）电池箱材料：选择具有良好机械性能、耐腐蚀性和散热性能的材料。
（3）电池箱布局：合理布置电池，减少电池间的电阻，提高电池组的性能。
（4）电池箱连接方式：选择合适的连接方式，确保电池间的电气连接可靠。
电池在充放电过程中会产生热量，如果不能及时散发，会影响电池的性能和寿命。
电池箱的热管理至关重要。
常见的热管理方式包括：（1）自然散热：通过电池箱的材料和结构设计，利用自然对流和辐射散热。
本节对电池箱结构设计的基本理论和关键参数进行了分析，为后续的电池箱结构优化提供了理论基础。
基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用
基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了越来越多的关注和推广。
在电动汽车的研发过程中，仿真模型的建立与应用发挥着至关重要的作用。
本文旨在探讨基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用，旨在为电动汽车的设计、优化和控制提供理论支持和实践指导。
本文将对电动汽车仿真模型的重要性进行阐述，指出其在电动汽车研发过程中的地位和作用。
接着，将详细介绍Matlab/Simulink在电动汽车仿真模型设计中的应用，包括其强大的建模功能、灵活的仿真能力以及高效的算法处理能力等。
在此基础上，本文将重点讨论电动汽车仿真模型的设计方法。
包括电动汽车动力系统的建模、控制系统的建模以及整车模型的集成等。
将结合具体案例，对电动汽车仿真模型在实际应用中的效果进行展示和分析，以验证其有效性和可靠性。
本文还将对电动汽车仿真模型的发展趋势进行展望，探讨其在未来电动汽车研发中的潜在应用前景。
通过本文的研究，希望能够为电动汽车仿真模型的设计与应用提供有益的参考和启示，推动电动汽车技术的不断发展和进步。
二、电动汽车仿真模型设计基础电动汽车（EV）仿真模型的设计是一个涉及多个学科领域的复杂过程，其中包括电力电子、控制理论、车辆动力学以及计算机建模等。
在Matlab/Simulink环境中，电动汽车仿真模型的设计基础主要包括对车辆各子系统的理解和建模，以及如何利用Simulink提供的各种模块和工具箱进行模型的构建和仿真。
电动汽车的主要子系统包括电池管理系统（BMS）、电机控制系统（MCS）、车辆控制系统（VCS）以及车辆动力学模型。
这些子系统都需要根据实际的电动汽车设计和性能参数进行精确的建模。
电池管理系统（BMS）建模：电池是电动汽车的能源来源，因此，BMS建模对于电动汽车的整体性能至关重要。
BMS模型需要包括电池的荷电状态（SOC）估计、电池健康状况（SOH）监测、电池热管理以及电池能量管理等功能。
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基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析
摘 要 动力系统参数的选择与匹配对电动汽车的动
力性和经济性会产生很大的影响。文章在理论计算和系统分 析的基础上，对
电机、电池以及传动系传动比进行了参数匹 配，分析了纯电动汽车动力系统
参数的选择对电动汽车性能 的影响。 GT-suite 仿真结果表明，所选动力
总成部件与整车 匹配后能够满足纯电动轿车动力性的要求。为纯电动汽车动
力系统参数选择与匹配提供了参考。
关键词 电动汽车 动力系统 参数匹配 动力性仿真
电动汽车是解决当前能源短缺和环境污染问题可行的
技术之一。电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放 汽车。近些年
来， 电动汽车的研制热潮在全世界范围内兴起， 尤其是在我国，逐步向小
批量商业化生产的方向发展。电动 汽车技术的发展依赖于多学科技术的进
步，尤其需要解决的 问题是进一步提高动力性能，增加续驶里程，降低成
本。考 虑开发经费和开发周期，建立计算机仿真模型对电动汽车的 性能进
行仿真分析是很有意义的。
1
电动汽车动力系统参数要求 电动汽车的动力性主要取决于动力及传
动系统参数匹 配，包括动力电池、驱动电机及传动系统控制器等部
件。
根据设计要求，本电动汽车设计参数为：最高车速
150km/h，最大爬坡度》30%，续驶里程》180km。0100km/h
的时间为： < 15s。相关的车辆参数为：汽车整备质量: 1600kg ;迎风面
积：2.19m2;长？卓？赘呤滴？ 631?? 790??
470 m m ；轴距为： 2650；滚动阻力为： 0.0015
；风阻系数：
0.296
。
2
电机参数匹配 电机作为电动汽车主要动力源，电机的匹配对电动汽
车
中图分类
号： U463. 23 文献标识码：
A
性能起着关键作用。电机匹配主要考虑参数为电机的额定功 率、峰值功率，
电机的最高转速、额定转速。
2.1
电机额定功率、峰值功率的选择 电机功率的高低直接决定了汽车
动力性的好与坏。电机
额定功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡度就越好， 但是带来的是电
机体积与质量的增加，而且此时电机不能保 持在较高效率下工作，降低车辆
的能量利用效率，缩短了汽 车的续驶里程。因此，为了满足整车动力性能要
求的同时， 使车辆具备一定的后备功率。 驱动电机的最大功率
（ Pemax）
必须满足最高车速时的阻力功率（ Pe）、最大爬坡度时的功
率（ Pa）及根据加速时间的功率（Pc）要求，即：Pemax> max[Pe ，
Pa， Pc]
。
Pe = （ mgf +
）；
Pa = ( mgf + mg +
);
Pc = ( m + mgf +
);
umax 最高车速（ km/h）; T 传动系机械效率; m
电动
汽车整备质量（ kg ）；f 滚动阻力系数； CD 空气阻力系数；
A
迎风面积（ m2）； max 最大爬坡度（ ?埃 ?ui 车速（ km/h ）；
ua汽车的加速末速度（km/h ）； ta汽车加速时间（s
）;为汽
车旋转质量换算系数。
根据设计要求以及汽车参数带入公式可计算得
Pe=35kw ； Pa=37kw； Pc=47kw
；
电机的峰值功率与额定功率的关系为： P1= P2。
式中：P1电机额定功率（kW）;P2电机峰值功率（kW）;
电机过载系数。
驱动电机的过载系数通常根据其工作环境温度决定，如
果环境温度长期处于在 40 度以上，只能按照额定功率使用， 如果在
20
度左右，可以在 1.2-2.5 内使用，如果工作在零度 以下，可以将过载系
数调至 1.5-1.6，过高的过载系数会导致
绕组温度过高而烧毁，电动汽车的工作环境一般处于 -10 C到
35C,将过载系数确定为 2。根据Pe max
选择驱动电机的峰 值功率，本文
选择 P1=30 kW， P2=60 kW。
2.2 电机额定转速和最大转速的选择 驱动电机的额定转速（nb
）和最
高转速（nmax）的选取
应符合驱动电机的转矩转速特性要求，如图 1 所示，在启动
即低转速时得到恒定的最大转矩（ Tmax ），同时在高转速时 得到恒定的
较高功率（ wb ）。
nmax/nb=
（电机扩大恒功率区系数） 。增大 值，可使
电机在恒转矩区获得较大的转矩，提高汽车的加速和爬坡性
和尺寸增大，因此 值一般取2〜3。如果 值处于此范围，仅 需要一级
减速，而本电动汽车满足此要求所以采用一级减 速。
2.3
电机转矩制定
Tmax
选择依据要根据整车整备质量来确定，既要能满
足汽车启动的最小转矩 Tmin 和最小设计加速度 amin ，同时 要结合传动
系最大传动比（ imax ）和最大爬坡度 max 来确 定。
式中： r 汽车轮胎滚动半径（ m）；imax 传动系统最大传
动比，Tmin为需要最小转矩（N?m）;而结合公式本车型通
3
电池组参数设计 对于电动汽车，动力的直接来源是动力电池的电
能；电
动汽车的动力性能主要由整车参数、驱动电机性能、动力电 池放电能力决
定。因此，动力电池的能量输出直接决定了电 动汽车动力性能。
3.1 由最大输出功率确定电池组数目（ n
）
能。 但 值过大，会导致电机工作电流和逆变器的功率损耗
过仿真计算得到的电机最大扭矩为
280Nm
。
电池单体数量的选择，基本要求是要满足电动机最大功
率的需求，本车采用的是三个电池组串联的方式
n=
式中： L 电动车续驶里程（ km ）；W 电动汽车行驶
1km
所消耗的能量（ kW）；C 单节电池额定容量（ A?h）；U 单节
电池电压（ V ）。
np 和 n
的较大值作为最后确定的电池组数目。
4
传动系参数设计 电动汽车的传动系参数匹配设计主要包括：变速器
传动
比及挡位的确定和主减速器的匹配设计等。在电机定型之
4.2 最小传动比（ imin
）的确定
imin=0.37 ； 式中：nmax为电机最高转速（r/min ）;r
为轮胎
半径（m）。
由于此电动汽车采用了单级减速比，所以本车需要兼顾
算出的最大、 最小传动比的值， 而本车的减速比选择为
8.28
。
5
动力性能仿真
性能指标要 后，传动系速比的匹配，主要取决于整车的动力性能指
求。
4.1 最大传动比（ imax
）的确定
由最大爬坡度和最大输出扭矩决定的
imax
为：
式中： Ttqmax 电机最大输出转矩（ N?m）；
由电机最高转速和最高行驶车速确定的
imin
为：
5.1
动力性能仿真 根据整车布置和设计方案，以广泛应用于电动汽车
动力
性仿真的 GT-Suite 软件进行仿真计算， 建立整车和关键部件
电机、电池和减速器等）的仿真模型，建立模型的基本步 骤包括选择车辆
和部件模块，进行各部件间的机械、电器和 信号连接，输入各模块主要参数
等。
NEDC ( New European Driving
5.2 仿真结果 文章基于软件 GT-suite
对动力系统进行的仿真结果
如
F:该车的最大速度为 150 km/h ; 0〜100 km/h
的加速时间
为10.24 S，最大爬坡度为 32.995 7%。NEDC工况续驶里程
为207km。仿真结果表明，电动汽车的最大车速、加速性和 爬坡性等动力
性能能够满足设计的要求，说明整车匹配方案 合理。所选电机能够确保整车
动力性能达到设计要求。
6
结论 电动汽车动力传动系统参数设计及合理匹配对其性能
有很大的影响。根据整车动力性要求，通过理论计算，对电 动汽车电机、电
池和传动系统进行匹配计算，仿真结果表明 利用此方法进行电动汽车动力总
成的匹配计算是合理的，同 时也为电动汽车的设计、动力性能预测和分析提
供了一种有 效方法和手段。
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电动汽车电动机的选择及加速性能试
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2003.
动力性仿真选用欧盟的
Cycle
）作为道路循环工况，
该工况时间为 1180s，距离
10.98km
，要求最高车速为
120km/h ，平均车速 33.50km/h
。
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