基于MATLAB电动汽车仿真研究

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1、4技术纵横轻型汽车技术2010(3)总247基于MATLAB电动汽车仿真研究刘某兴阮米庆王晨(南京航空行天大学能源与动力学院)摘要针对目前电动汽车领域大量使用ADVISOR、CRUISE等专业性能仿真工具进行前期设计的现状，描述了一种独立于MATLAB／sIMuLINK模块，完全依托MATLAB编程语言所构建的纯电动汽车数学模型以及各个子模块模型，解决了传统设计人员不能与专业仿真软件中各模块底层代码交互的问题。本文以某纯电动轻型商用车为例，构建其蓄电池模型并仿真出其恒电流、恒功率放电曲线以及整车加速性能曲线和在SFUDS车辆运行工况下的续驶里程。关键词：

2、电动汽车仿真MATLAB托任何模块化建模仿真软件，从构建最基本的数学引言模型出发，编写程序代码，最后进行仿真并给出相运用ADVISOR[”、CRUISEt2]等专业仿真工具对应的仿真结果。所设计的电动或混合动力汽车进行l生能仿真，初步l纯电动汽车加速性能建模仿真验证其各动力性能参数是否满足要求，已成为电动或混合动力汽车前期设计的基本步骤。1．1电机一轮胎模型ADVISOR、CRUISE等仿真工具基于模块化的由图1可知，牵引电机的输出扭矩T电机和地面建模理念，用户可以根据需要，便捷地搭配不同布置作用在车轮上的驱动力F驱分别为：结构的车辆模型，其复杂完善的求

3、解器可以确保计T电机=(1)算精度和速度。人性化的操作界面在方便设计人员U使用的同时，也隔离了设计人员与软件中各子模块F驱=T电机(2)内核(底层代码)之间的联系，不利于工程师们按根据车速v和车轮半径r得牵引电机的旋转角需修改和创建模块。本文基于MATLAB[3】环境，不依速度和角加速度分别为：(1)：G(3)r(1)=G旦(4)r汽车加速时旋转质量(主要是牵引电机)加速旋转，需克服的惯性力偶矩和该力偶矩等效在车轮上的驱动力分别为：Ta=I=IG—a(5)r图1电机一轮胎模型轻型汽车技术2010(3)总247技术纵横5Fa==旦T日=旦IG旦：Ia(6)

4、的直流电机，电机额定扭矩T电机一=8ON·in，临界转rrrr速(1)。=750rad(对应车速v=6．6rn／s)，当电机转根据电机的工作特性可知，当电机转速低于临速超过临界转速时，电机以60kW恒功率运行；汽车界转速时，电机恒扭矩输出；当电机转速超过临界转迎风面积A=4．325m；假设汽车在平直路面上行驶，速时，电机的输出转矩随着电机转速的上升而下降。坡度角=0；传动系统总效率11s=0．95；g=0．98m／s2。对于无刷直流电机而言，电机输出扭矩随电机转速当v<6．6m／s时，有：的上升而线性下降；对于其它形式的电机而言，电机=以恒功率形式输出扭

5、矩。即：一0．625ACav2+ma+I鲁a当(

6、)<(I)时，有：0．95×113×80=369+1．352v2+2510iv(11)T电机=T电机一(7)当(

7、)≥(t)时，有：d=3．27—0．0005386v(12)t=∞电机=G×=等bV(8)取时间步长6，有：V1=Vn+8(3．27-0．0005386V2~(13)1．2驱动力平衡方程式当6．6m／s

8、2v2+2510d根据力平衡方程式有：．qzv(14)F驱=FFad+Fhc+F1F山(9)2：一0．147—0．0005386v(15)，、dtvF驱=IX~ong+0．625ACdV+mgsin()+ma+I—a取时间步长6，有：gr，’，、1(10)V1=V+8(—；一一0．147—0．0005386V~(16)式中，F表示滚动阻力；F表示空气阻力；Fk表当v>=20m／s时示爬坡阻力；F表示加速阻力；F表示克服旋转质V1=V(17)量加速时的旋转惯性矩所需的等效驱动力；表取6t=0．1s并用MATLAB进行编程仿真，得出示滚动阻力系数；ITI表示

9、汽车总质量；A表示汽车的该纯电动轻型商用车的加速度曲线如下：迎风面积；p表示空气密度；C表示空气阻力系数；v表示车速；表示坡度角；a表示汽车加速度；I表示电机的转动惯量；G表示电机至轮胎的传动比；r表示车轮半径；-q表示电机到车轮问机械传动系统总效率。1．3电动汽车加速度仿真一旦选定纯电动汽车的各项参数，则可由汽车驱动力平衡方程式列出其加速时的数学模型，它是一个关于车速v的一元一阶微分方程。设有某纯电动轻型商用车一辆，整车整备质量2350Kg；载有2名乘客，70Kg／人；配备24组12V密me，SECOntis封型铅酸蓄电池组，额定电压288V；空气阻力

10、系数图2加速度曲线Cd=0．5；滚动阻力系数丌=0．015；将汽车加速时需克服的