純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)【3張CAD圖紙+論文+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書(shū)+外文翻譯+文獻(xiàn)綜述】.zip

純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)【3張CAD圖紙+論文+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書(shū)+外文翻譯+文獻(xiàn)綜述】.zip,3張CAD圖紙+論文+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書(shū)+外文翻譯+文獻(xiàn)綜述,電動(dòng)汽車(chē),動(dòng)力,傳動(dòng)系統(tǒng),匹配,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,論文,開(kāi)題,報(bào)告,任務(wù)書(shū),外文,翻譯,文獻(xiàn),綜述 外文翻譯 題 目 純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng) 系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 譯文 1 面向?qū)ο髷?shù)學(xué)建模蓄電池的電動(dòng)汽車(chē)仿真 Aden N Seaman Jone McPhee 摘要 我們提出了一種在 MapleSim 軟件中基于數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)出來(lái)的蓄電池電動(dòng)汽車(chē) 這個(gè)模型有個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 模型是在一種物理一致的方式下利用因果系統(tǒng)部件進(jìn)行描述的 我們利用一個(gè)由 Chen 和 Rincon Mora 建立的蓄電池模型來(lái)開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于數(shù)學(xué)模型 的完整蓄電池組 并開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單控制器 電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 地形模型 和驅(qū)動(dòng)循環(huán)模型 以此在不同工況下測(cè)試電動(dòng)車(chē)性能 由此產(chǎn)生的微分方程是被象征性地簡(jiǎn)化的 并進(jìn) 行數(shù)值模擬來(lái)給出物理一致的結(jié)果 還有便是清楚地表明了蓄電池和縱向車(chē)輛動(dòng)力學(xué) 的緊密耦合 1 簡(jiǎn)介 車(chē)輛建模是一個(gè)復(fù)雜而又極具挑戰(zhàn)性的工作 汽車(chē)公司每年發(fā)布一些新的車(chē)型 所 有的這些汽車(chē)都需要模擬和測(cè)試 然后才能進(jìn)行車(chē)輛試制 隨著推動(dòng)清潔 高效汽車(chē)的發(fā)展 傳動(dòng)系統(tǒng)正逐漸包含電機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 無(wú)級(jí)變速 器 類(lèi)似電池的能量?jī)?chǔ)存裝置 以及傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)等 在此 有一項(xiàng)技術(shù)能夠降低建立復(fù)雜車(chē)輛模型難度的便是非因果數(shù)學(xué)模型 該模 型是利用控制方程組內(nèi)組成部分動(dòng)作的物理方程組來(lái)描述的 在最終被求出數(shù)值解以 產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)之前 這些方程組特征地運(yùn)行 這種方法使設(shè)計(jì)者們指定各部分動(dòng)作 并約束各部分在一個(gè)更物理一致的語(yǔ)言環(huán)境中去描述各部分變得更容易 這使得交換 或是修改各部分 甚至于簡(jiǎn)化系統(tǒng)描述更為容易 1 Modelica 2 描述語(yǔ)言已被許多作者運(yùn)用在建立混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)上了 3 7 并且絕 大多數(shù)運(yùn)用 Dymola 8 仿真環(huán)境 我們選擇運(yùn)用 MapleSoft 軟件中的 MapleSim 9 仿真模塊作為我們的仿真環(huán)境 因 為該模塊允許我們利用控制 BEV 系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)方程組 我們選用的這種方法產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)化了的基于方程的可有效仿真的系統(tǒng)描述 方程 組也可以運(yùn)用在 HIL 實(shí)時(shí)仿真中 同時(shí)可以被運(yùn)用于靈敏度分析和系統(tǒng)最優(yōu)化中 10 11 在本文中 我們提出一個(gè)蓄電池電動(dòng)汽車(chē) BEV 這是在軟件 MapleSim 中我們 譯文 2 基于數(shù)學(xué)建模技術(shù)已經(jīng)建立的模型 如圖 1 中總體 BEV 系統(tǒng)框圖所示 這是一個(gè)更 復(fù)雜的數(shù)學(xué)化的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)模型建立的開(kāi)始 我們旨在建立一個(gè)可運(yùn)用的 符號(hào)化數(shù)學(xué)模型 圖 1 總體 BEV 系統(tǒng)框圖 我們將一個(gè) Chen 和 Rincon Mora 12 建立的鋰離子電路電池模型應(yīng)用到 BEV 系統(tǒng) 中 我們修改電池方程來(lái)模擬一個(gè)電池組 該電池組是由單個(gè)的電池單元通過(guò)串 并 聯(lián)方式組合起來(lái)的 為了將電池組和驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)系起來(lái) 我們必須建立一個(gè)能量控制 器模型作為系統(tǒng)集成的一部分 我們進(jìn)一步結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的在一個(gè)斜面驅(qū)動(dòng)的一維動(dòng) 力學(xué)模型 一個(gè)地形模型控制傾斜度 一個(gè)驅(qū)動(dòng)循環(huán)模型控制車(chē)輛所期望的速度 通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)循環(huán)和地形模型 我們?cè)诓煌鸟{駛環(huán)境下檢測(cè)了所設(shè)計(jì) BEV 純電 動(dòng)汽車(chē)的性能 2 系統(tǒng)建模和仿真 我們決定使用的技術(shù)是利用 MapleSim 數(shù)學(xué)化模型作為仿真環(huán)境 它有一個(gè)圖形 界面互連系統(tǒng)部件 該系統(tǒng)模型通過(guò) Maple 數(shù)學(xué)引擎進(jìn)行運(yùn)行 并且最后描述系統(tǒng)的 微分方程 DAEs 被用于數(shù)值模擬以產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù) 作為三維多體系統(tǒng)仿真 利用以線 性圖論為基礎(chǔ)的 DynaFlex Pro 引擎對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真 1 11 2 1 蓄電池 無(wú)論 BEV 電動(dòng)車(chē)還是 HEV 混合動(dòng)力汽車(chē) 其中一個(gè)最重要組成部分是蓄電池 根據(jù)所需保真度和主要研究的電池參數(shù) 這里有很多種建立不同電池化學(xué)物質(zhì)的方法 譯文 3 參考 Rao 所著論文 13 中總結(jié)的一些建模方法 一般來(lái)說(shuō) 隨著計(jì)算設(shè)備精度的提高 模型的精度也必將隨著提高 一些我們所回顧的電池建模技術(shù)有 Salameh 建立的鉛酸蓄電池模型 14 Rong 和 Pedram 建立的鋰離子電池?cái)?shù)學(xué)模型 15 其考慮了電池的 SOH 值和溫度效應(yīng) 在 3 1 節(jié) PNGV 電池測(cè)試手冊(cè)中的集總參數(shù)模型 16 Piller 發(fā)明的卡爾曼濾波技術(shù) 17 Chen 和 Rin con Mora建立的電氣電路模型 12 Nelson 建立的阻抗模型 18 這些不同的技 術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 也有其適用范圍 在此 我們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)采用鋰離子電池具有極大的興趣 因?yàn)殇囯x子電池質(zhì)量輕 并且具有高于鉛酸蓄電池和鎳基蓄電池的重量質(zhì)量比和能量體積比 當(dāng)司機(jī)加速和再 生制動(dòng)時(shí) 電池將受到持續(xù)高電流和反復(fù)充電的作用 因此 電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池的性能 要求很高 而且 隨著駕駛環(huán)境變化 電池溫度大范圍變化可能會(huì)嚴(yán)重影響電池的性 能和壽命 因此我們需要建立一個(gè)鋰離子電池化學(xué)模型 其具有較寬范圍 SOC 值 能承受 較大范圍電流變化 適應(yīng)較大范圍溫度變化 因此 最后我們更傾向于在 HIL 系統(tǒng)中 建立這個(gè)電動(dòng)汽車(chē)模型 并且我們需要的是一個(gè)成本不太昂貴 保真度也不十分高的 模型 這些要求把我們注意引向 Chen 和 Rin con Mora提出的電氣電路蓄電池模型 我 們?cè)谲浖?MapleSim 中執(zhí)行這些不同部分并且在充電狀態(tài)和電器元件之間 在他們論 文中方程 2 至 6 運(yùn)用常用功能模塊代替非線性關(guān)系 見(jiàn)圖 2 電池的框圖 圖 2 電池結(jié)構(gòu)框圖 因?yàn)樗麄兊哪Ｐ褪且粋€(gè)單一的單元 我們通過(guò)調(diào)整他們的方程用串 并聯(lián)的方式來(lái) 模擬由若干單元組成的電池 Chen 和 Rin con Mora的電池可分為兩個(gè)線性電路以及 兩個(gè)線性電路之間的非線性耦合關(guān)系 見(jiàn)圖 2 不同電路的標(biāo)簽 一個(gè)電路是一種大型 譯文 4 的電容器并聯(lián)電阻 這一電路是模擬電池充電狀態(tài)和電池自放電 這可以稱(chēng)為 電容 電路 另一個(gè)電路是一個(gè)電壓源串聯(lián)一個(gè)電容電阻網(wǎng)絡(luò) 這一電路是模擬電池時(shí)域 響應(yīng) 這可以稱(chēng)為 時(shí)域響應(yīng)電路 調(diào)整單個(gè)單元模型來(lái)模擬整個(gè)電池組 令 Nparallel 是眾單元中的一個(gè)并聯(lián)單元 令 Nseries 是許多并聯(lián)單元中的串聯(lián)單元 由此構(gòu)成整個(gè)電池組 在時(shí)域響應(yīng)電路中 開(kāi)路電壓乘以 Nseries 當(dāng)電流在電容電路中流動(dòng)時(shí) 流經(jīng)電流在時(shí)域響應(yīng)電路中為 除以 Nparallel 在時(shí)域響應(yīng)電路中 電阻為乘以 Nseries Nparallel 并且電容為乘以 Nparallel Nseries 電池模型的單個(gè)單元擁有的開(kāi)路電壓為 3 3 V 并且在從 100 荷電狀態(tài)以 1A 的 恒定電流放電情況下 其容量為 837 5 mAh 將每 8 個(gè)電池單元并聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)并 聯(lián)單元 再將 74 個(gè)這樣的并聯(lián)單元串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)最大電壓為 244 2V 和容量為 6 7Ah 的電池組 如此得到的電池組是可以和應(yīng)用在 2007 款豐田凱美瑞混合動(dòng)力汽車(chē) 上的電池組相媲美的 19 Chen 和 Rin con Mora的電池模型在短時(shí)間內(nèi)用于仿真是十分簡(jiǎn)單的 然而 在 以下提供的方式中是比較復(fù)雜的 如 開(kāi)路電壓隨 SOC 值的變化 充電損耗和恢復(fù) 的暫態(tài)效應(yīng) 以及電量損耗和電量恢復(fù)對(duì) SOC 值的依賴(lài)性 電池容量隨放電電流的 變化等 此外 因?yàn)榇四Ｐ褪且粋€(gè)電氣電路模型 所以很容易并入 BEV 電動(dòng)汽車(chē)模 型的電氣系統(tǒng) 并且 這易于代替利用數(shù)學(xué)建模技術(shù)的方法 該模型的一個(gè)負(fù)面因素是在沒(méi)有設(shè)置任何溫度影響的情況下建模 盡管 Chen 和 Rin con Mora陳述了要包含一個(gè)溫度影響模塊并不是難事 對(duì)于電動(dòng)汽車(chē) 其溫度會(huì) 隨外部環(huán)境條件 電池內(nèi)部耗散熱量和熱化學(xué)反應(yīng)等變化 我們唯一遇到的明確包括 溫度依賴(lài)性模塊的數(shù)學(xué)模型是 Rong 和 Pedram 所建立的 15 但是他們的模型假定的 是一個(gè)恒定的放電電流 因此 并不適合我們的 BEV 電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng) Chen 和 Rincon Mora 的模型也能承受超過(guò)額定電流的充電電流 同時(shí)不用考慮電 池內(nèi)部增加的電阻值 因?yàn)槠溆绊懞苄?即使有內(nèi)阻 充電后的電量也接近完全充滿(mǎn) 電的狀態(tài) 此外 電池的 SOH 值隨時(shí)間和充電循環(huán)次數(shù)的變化情況也未建立模型 這些負(fù)面因素是可接受的 考慮到在以后的模型中車(chē)輛控制系統(tǒng)將要限制電池的最大 充電量 并且盡管本文沒(méi)有研究模型的溫度或者 SOH 值 但他們應(yīng)該不至于太難編 入 譯文 5 2 2 能量控制器 接下來(lái) 純電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分是能量轉(zhuǎn)化器 能量轉(zhuǎn)換器在蓄電池和 傳動(dòng)電機(jī) 發(fā)電機(jī)之間起著紐帶作用 在行駛過(guò)程模式下 能量轉(zhuǎn)換器控制大部分能量 輸入電機(jī) 當(dāng)在再生制動(dòng)的模式下 大部分制動(dòng)能量回流到電池 通常 升壓或升壓去磁轉(zhuǎn)換器的使用取決于輸出電壓是高于還是低于輸入電壓 20 通過(guò)改變高頻切換電路的工作周期 從而可以控制電機(jī)的輸出電壓 電流和功率 圖 3 能量控制器框圖 為避免在 MapleSim 中建立高頻電路模型 我們決定選用一個(gè)簡(jiǎn)單的近似值 該 值能作為能量從電池流向電機(jī)的升壓或是升壓去磁轉(zhuǎn)換器 反之亦然 如圖 3 所示是 能量控制器框圖 盡管當(dāng)前模型擁有一個(gè) 100 效率的轉(zhuǎn)換器 但一種 Hellgren 3 在其 論文中所采用的效率更為現(xiàn)實(shí)的模型是可以被采用的 在輸出循環(huán)中運(yùn)用一種由信號(hào)驅(qū)動(dòng)的電流源 據(jù)此可以測(cè)量輸出電壓和計(jì)算輸出 功率 輸入電流是受 PID 控制器調(diào)整的 以致根據(jù)輸入功率匹配輸出功率 無(wú)論是對(duì) 于決定功率流方向的正向電流還是反向電流 該電路都能很好地工作 當(dāng)輸出電壓和 輸出電流趨近于零時(shí) 這個(gè)模型解決了一個(gè)簡(jiǎn)單代數(shù)功率轉(zhuǎn)換器 除以零 的問(wèn)題 并 且能適應(yīng)變化的輸入輸出阻抗 但是其并未考慮該部件的物理限制 例如 電池的最 大充放電率 電機(jī) 電線或是功率電子元件的電壓 電流限制等 2 3 電機(jī) 本汽車(chē)模型中電機(jī)是選用的 Modelica 直流永磁電機(jī) 該電機(jī)包括內(nèi)電阻 電感和 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 21 電機(jī)的機(jī)械和電氣動(dòng)作是通過(guò)方程 1 和 2 進(jìn)行建模 在方程中 Ja 是電樞慣性 是點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)角 Vnom Inom 和 fnom 分別是電機(jī)公稱(chēng)電壓 電流和旋轉(zhuǎn)頻率 是電機(jī)軸扭矩 La 和 Ra 分別是電樞電感和電阻 最后 和 分別是電機(jī)輸 譯文 6 出端電壓和電流 30 0 1 30 0 2 我們選擇由 L M C 公司 22 生產(chǎn)的型號(hào)為 LEM 200 的 D127 直流永磁電機(jī)模型 然而 我們需要修改電機(jī)的額定電壓和電流以適應(yīng)我們所選電池電壓 這要求我們用 不同的線束和改變電機(jī)自身磁體來(lái)得到重繞線圈電機(jī) 電機(jī)所用到的參數(shù)已在表 1 中給出 我們可以注意到電機(jī)的電壓和功率均是各自 額定值的兩倍 2 4 車(chē)輛動(dòng)力學(xué) 我們所使用的車(chē)輛模型十分簡(jiǎn)單 其物理參數(shù)基于 2007 款豐田凱美瑞混合動(dòng)力 汽車(chē) 因?yàn)槲覀冎魂P(guān)心傳動(dòng)部件的性能 我們不關(guān)心車(chē)輛自身的懸架系統(tǒng)或是轉(zhuǎn)向系 統(tǒng) 我們運(yùn)用了一個(gè)具有規(guī)定重量的位于斜面上的無(wú)阻力運(yùn)輸車(chē)一維模型 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 與運(yùn)輸車(chē)變形車(chē)輪通過(guò) 9 1 的固定轉(zhuǎn)速比變速器進(jìn)行彈性連接 車(chē)胎和凱美瑞汽車(chē)輪 徑相同 型號(hào)為 P215 60V R16 0 方程 3 描述了電機(jī)旋轉(zhuǎn)和電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩關(guān)系 是電機(jī)軸上轉(zhuǎn)矩 m 是汽車(chē)的 整車(chē)質(zhì)量 R 是驅(qū)動(dòng)輪的半徑 是電機(jī)到車(chē)胎的傳動(dòng)比 是電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位移 g 是重力加速度常數(shù) 且 是傾斜角度 譯文 7 2 2 sin 3 表 2 列出了所用到的參數(shù)值 在本模型中唯一的一種制動(dòng)方式是再生制動(dòng) 在再生制動(dòng)的過(guò)程中 電機(jī)電流反 向流動(dòng) 利用車(chē)輛的動(dòng)能給蓄電池充電 我們沒(méi)有將反復(fù)充電時(shí)電池的電流限制考慮 在內(nèi) 對(duì)于這個(gè)車(chē)輛模型我們附加上了一個(gè)簡(jiǎn)單的地形模型 根據(jù)時(shí)間查表控制地形的 傾斜度 該地形是車(chē)輛的行駛環(huán)境 有了這樣的地形模型 我們可以仿真電動(dòng)汽車(chē)在 平原和丘陵地帶的性能 駕駛循環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)車(chē)輛理想速度隨時(shí)間的對(duì)照表 PID 控制器將理想速度與實(shí) 際速度進(jìn)行對(duì)比 并驅(qū)動(dòng)能量控制器輸入傳送動(dòng)力到電機(jī)或是從電機(jī)獲得動(dòng)力 直到 車(chē)輛的實(shí)際速度和理想速度相匹配 如圖 1 總體 BEV 框圖所示 2 5 數(shù)值仿真 在 MapleSim 軟件將車(chē)輛模型轉(zhuǎn)換成微分方程組過(guò)后 象征性地降低和減少了系 統(tǒng)的方程組 然后用減少了的方程求出數(shù)值解以得到最終的輸出數(shù)據(jù) MapleSim 是利用自身的非剛性求解器來(lái)仿真我們建立的車(chē)輛系統(tǒng) 該非剛性求 解器使用一個(gè) Fehlberg fourth fifth 命令四階插值 Runge Kutta 法 我們采用一種絕對(duì) 誤差和相對(duì)誤差值均為 1e 7 的自適應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng) 并打開(kāi) MapleSim 的使仿真程序運(yùn)行 更快的自身代碼生成能力 這個(gè)模型是在運(yùn)用適合于 Linux 系統(tǒng)的 MapleSim 版本 3 的 3 兆英特爾 Core2 Duo 環(huán)境中運(yùn)行的 它被設(shè)定在一個(gè)仿真超過(guò) 30 秒時(shí)間間隔 并且需 10 秒鐘實(shí)際時(shí)間才能完成 譯文 8 3 仿真結(jié)果 圖 4 是單一電池單元脈沖放電在 MapleSim 仿真模型和實(shí)際電池單元中的對(duì)照 實(shí)際電池單元數(shù)據(jù)可以從 Chen 和 Rin con Mora論文中圖 5 提取 類(lèi)似在他們的論文 中一樣 我們的模型也不考慮自放電電阻 最初 98 SOC 值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果很接近 直 到電池容量耗盡之前都很貼近實(shí)際值 我們的模型要求一個(gè)放電循環(huán)而不僅僅是實(shí)際 上看到的電池終端電壓快速下降 運(yùn)用我們的車(chē)輛模型進(jìn)行了兩個(gè)簡(jiǎn)單而直觀的測(cè)試 表 3 中列出了在驅(qū)動(dòng)循環(huán)系 統(tǒng)中應(yīng)用到的參數(shù) 3 1 加速度 我們所做的第一個(gè)測(cè)試是在平坦地形上以硬和軟的加速度模擬車(chē)輛的駕駛狀況 由于內(nèi)部損失 如果是軟加速而硬加速 那么蓄電池電動(dòng)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)的效率將更高 硬加速循環(huán)和軟加速循環(huán)的初始加速度是不同的 但是最大速度和減速度是相同的 見(jiàn)圖 5 是駕駛循環(huán)速度隨時(shí)間變化的硬和軟加速曲線圖 譯文 9 圖 6 為電池 SOC 值隨時(shí)間變化圖 曾描述該模型沒(méi)有滾動(dòng)阻力 你可以看到硬 加速驅(qū)動(dòng)周期以一個(gè)低于軟加速循環(huán)的 SOC 值結(jié)束加速狀態(tài) 不相同的地方是由于 電阻損失來(lái)自于電機(jī)繞組和電池內(nèi)部化學(xué)損失 3 2 山地 我們所做的第二個(gè)測(cè)試是測(cè)試汽車(chē)上坡和下坡的情況 當(dāng)汽車(chē)上坡時(shí) 電池消耗 能量并部分轉(zhuǎn)化為汽車(chē)重力勢(shì)能 然而 在下坡的時(shí)候 汽車(chē)減少的部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn) 化到電池當(dāng)中 見(jiàn)圖 5 駕駛循環(huán)速度隨時(shí)間變化的山地循環(huán)曲線 地形循環(huán)非常簡(jiǎn)單 在 t 9 5s 時(shí) 車(chē)輛遇到陡坡 并駛上陡坡 或是在 t 20 5s 之前從坡度為 8 度的斜坡 譯文 10 上駛下 返回平地 圖 7 為這個(gè)測(cè)試中電池 SOC 值隨時(shí)間變化曲線 在兩種情況下 電池消耗能量 使車(chē)輛加速 將電池的能量部分轉(zhuǎn)化為車(chē)輛的動(dòng)能 在上坡的情況下 SOC 值減小 駕駛控制器應(yīng)用更多能量到電機(jī)以使車(chē)輛的速度 和理想速度相匹配 并且電池能量轉(zhuǎn)化成了車(chē)輛的重力勢(shì)能 在下坡的情況下 SOC 值增加 駕駛控制器應(yīng)用蓄熱式 制動(dòng) 以使車(chē)輛保持速度 恒定 并且車(chē)輛的重力勢(shì)能隨著轉(zhuǎn)化成電能回流到電池中 最后 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到平緩的地點(diǎn)并利用再生制動(dòng)實(shí)現(xiàn)剎車(chē) 同時(shí)將車(chē)輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化到 電池中儲(chǔ)存起來(lái) 3 3 驗(yàn)證 在基于能量守恒的原則下我們對(duì)在 MapleSim 中的仿真結(jié)果和近似計(jì)算結(jié)果做了 一下對(duì)比 對(duì)硬和軟加速循環(huán)做了以下幾點(diǎn)對(duì)比 在車(chē)輛啟動(dòng)之前和啟動(dòng)后達(dá)到最大 速度開(kāi)始直至再生制動(dòng)以前 因?yàn)檐?chē)輛在平直道路上無(wú)滾動(dòng)阻力地運(yùn)動(dòng) 僅僅包含車(chē) 輛動(dòng)能和電機(jī) 電池上必須考慮的阻力損失 譯文 11 見(jiàn)表 4 基于能量守恒的近似理論計(jì)算和 MapleSim 軟件為硬和軟加速度循環(huán)做 的仿真結(jié)果在以下參數(shù)上做的對(duì)比結(jié)果 J 轉(zhuǎn)化到車(chē)輛的能量 P 加速全程的 平均功率 SOC 電機(jī)和電池上納入考慮的損失中電池的 SOC 值變化 詳見(jiàn) Appendix A 在硬加速驅(qū)動(dòng)循環(huán)計(jì)算中的步驟 MapleSim 仿真結(jié)果與近似理論結(jié)果比較吻合 考慮到近似理論公式的使用 出 現(xiàn)較小的誤差并不奇怪 4 總結(jié) 我們利用了運(yùn)用 MapleSim 軟件的基于數(shù)學(xué)的方法模擬了一個(gè)簡(jiǎn)單的蓄電池電動(dòng) 汽車(chē) 這項(xiàng)技術(shù)減少了汽車(chē)開(kāi)發(fā)時(shí)間 并使系統(tǒng)更接近物理系統(tǒng) 運(yùn)用一個(gè)基于 Chen 和 Rin con Mora的電池模型建立的完整電池組數(shù)學(xué)模型 一 個(gè)簡(jiǎn)單的功率控制器模型和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) Modelica 直流電機(jī)模型 我們能夠 組成一個(gè) BEV 傳動(dòng)系統(tǒng)并將其與一個(gè)簡(jiǎn)單的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型聯(lián)系起來(lái) 通過(guò)運(yùn)用不同的地形條件和駕駛循環(huán) 對(duì)兩個(gè)不同的情景進(jìn)行測(cè)試以比較我們汽 車(chē)模型的性能和人們期望的實(shí)際汽車(chē)的性能 在兩種情況下 得到的測(cè)試結(jié)果和直覺(jué) 想象以及近似理論計(jì)算都是想符合的 基本的描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)方程能用到靈敏度分析 優(yōu)化或是實(shí)時(shí) HIL 仿真等運(yùn)用中 后續(xù)工作將包括給系統(tǒng)增加內(nèi)燃機(jī)作為一個(gè)增程器 增加功率控制器 電機(jī)模型 的保真度 增加更復(fù)雜車(chē)輛模型 地形模型和駕駛循環(huán)模型 譯文 12 致謝 我們特別感謝豐田公司 MapleSoft 公司以及加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì) 的大力支助和支持