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CN109543343B - 电动汽车续航里程的仿真方法 - Google Patents

电动汽车续航里程的仿真方法 Download PDF

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CN109543343B CN201811517700.2A CN201811517700A CN109543343B CN 109543343 B CN109543343 B CN 109543343B CN 201811517700 A CN201811517700 A CN 201811517700A CN 109543343 B CN109543343 B CN 109543343B
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车续航里程的仿真方法，包括：建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型；根据各模型的电量消耗，得到整车的电量消耗；根据所述动力电池模型计算电池SOC值；根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间；根据所述整车行驶时间获得整车续航里程。本发明提供的电动汽车续航里程的仿真方法，通过建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型，根据各模型的电量消耗来得到续航里程，试验次数和试验时间较少，提高了试验效率，能快速地得到仿真结果。

Description

电动汽车续航里程的仿真方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车的仿真技术，尤其涉及一种电动汽车续航里程的仿真方法。
背景技术
电动汽车是指部分或者全部以车载电池作为动力源的，符合国家道路安全法规中的各项规定的汽车，主要包括纯电动汽车(BEV)，混合动力汽车(HEV)和燃料电池动力汽车(FCEV)。与普通燃油汽车相比，电动汽车在排放和能源合理利用方面具有很大的优势，但是纯电动汽车在续驶里程试验时往往需要投入大量的时间、人员和财力，因此通过有限次的试验得出电动汽车的续驶里程对电动汽车的开发具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车续航里程的仿真方法，以解决现有技术中的问题，提高试验效率，快速得到仿真结果。
本发明提供了一种电动汽车续航里程的仿真方法，其中，包括：
建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型；
根据各模型的电量消耗，得到整车的电量消耗；
根据所述动力电池模型计算电池SOC值；
根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间；
根据所述整车行驶时间获得整车续航里程。
优选地，动力学模型的电量消耗通过如下方式获得：
P轮边＝Pf+Pj；
Pf＝Ff·ua；
Pj＝Fj·ua；
Ff＝F0+F1·ua+F2·ua 2；
Fj＝m·a；
其中，P轮边为动力学模型的电量消耗功率，Pf为滑行阻力功率，Pj为加速阻力功率，Ff为滑行阻力，ua为车速，Fj为加速阻力，F0、F1、F2为滑行阻力系数，a为加速度，m为车重。
优选地，用电器模型的电量消耗通过如下方式获得：
P用电器＝∑Pi；
其中，P用电器为用电器模型的电量消耗功率，Pi为各个不同用电器的功率。
优选地，DC/DC模型的电量消耗通过如下方式获得：
Figure BDA0001902424520000021
其中，PDC/DC输入为DC/DC模型的电量消耗功率，λDC/DC转换效率为DC/DC模型的转换效率。
优选地，电机系统模型的电量消耗通过如下方式获得：
当a≥0时，P电机输入＝P轮边/λ电机效率；
当a＜0时，P电机输入＝P轮边·λ电机效率；
其中，P电机输入为电机输入功率，λ电机效率为电机效率。
优选地，动力电池模型的电量消耗通过如下方式获得：
当P电机输入≥0时，P电池输出＝P电机输入+P用电器+PDC/DC损耗；
当P电机输入<0时，P电池输出＝P用电器+PDC/DC损耗-P电机输入；
PDC/DC损耗＝PDC/DC输入-P用电器；
其中，P电池输出为动力电池模型的电量消耗功率。
优选地，根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间具体为：
Figure BDA0001902424520000031
其中，ER为动力电池额定总能量，EC为第k秒时整车电量消耗，k取大于1的整数。
本发明提供的电动汽车续航里程的仿真方法，通过建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型，根据各模型的电量消耗来得到续航里程，试验次数和试验时间较少，提高了试验效率，能快速地得到仿真结果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动汽车续航里程的仿真方法示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种电动汽车续航里程的仿真方法，通过选择仿真工况，建立整车零部件模型，从而根据迭代法计算得出整车的续驶里程。
该仿真方法包括如下步骤：
S1，建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型。
整车能量的传递方向是从动力电池输出经DC/DC转换器传递给用电器和经DC/AC转换器传递给电动机，电动机将能量传递给驱动轮从而使整车行驶。根据能量的传递方向，建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型。
其中，用电器包括收音机、液晶显示屏、雨刮和照明灯等，但不局限于所述的这几类。
S2，根据各模型的电量消耗，得到整车的电量消耗。
各个模型的电量消耗可以通过以下方式获得：
一、动力学模型的电量消耗通过如下方式获得：
P轮边＝Pf+Pj；
Pf＝Ff·ua；
Pj＝Fj·ua；
Ff＝F0+F1·ua+F2·ua 2；
Fj＝m·a；
整车在道路行驶的滑行阻力和车速呈现二次项关系，其中，P轮边为动力学模型的电量消耗功率，Pf为滑行阻力功率，Pj为加速阻力功率，Ff为滑行阻力，ua为车速，Fj为加速阻力，F0、F1、F2为滑行阻力系数，a为加速度，m为车重。
二、用电器模型的电量消耗通过如下方式获得：
P用电器＝∑Pi；
其中，P用电器为用电器模型的电量消耗功率，Pi为各个不同用电器的功率。
三、DC/DC模型的电量消耗通过如下方式获得：
Figure BDA0001902424520000041
根据所建立的DC/DC转换效率MAP，和用电器总功率，通过查表的方式确定DC/DC的转换效率，根据上述公式得出DC/DC的输入功率。
其中，PDC/DC输入为DC/DC模型的电量消耗功率，λDC/DC转换效率为DC/DC模型的转换效率。
四、电机系统模型分为两类，需要依据实际行驶状态确定。通过所建立的电机效率MAP图和驱动轮轮边功率，通过查表的方式确定电动机的输入功率。
电机系统模型的电量消耗通过如下方式获得：
当a≥0时，P电机输入＝P轮边/λ电机效率；
当a＜0时，P电机输入＝P轮边·λ电机效率；
其中，P电机输入为电机输入功率，λ电机效率为电机效率。
五、动力电池模型的电量消耗通过如下方式获得：
当P电机输入≥0时，P电池输出＝P电机输入+P用电器+PDC/DC损耗；
当P电机输入<0时，P电池输出＝P用电器+PDC/DC损耗-P电机输入；
PDC/DC损耗＝PDC/DC输入-P用电器；
其中，P电池输出为动力电池模型的电量消耗功率。
S3，根据所述动力电池模型计算电池SOC值。
S4，根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间。
S5，根据所述整车行驶时间获得整车续航里程。
在上述S3-S5中，结合动力电池模型和以下公式形成相应的迭代计算方法。
Figure BDA0001902424520000051
其中，ER为动力电池额定总能量，EC为第k秒时整车电量消耗，k取大于1的整数。
根据迭代计算方法可以计算出动力电池能量全部释放时所用的时间，在持续时间内对该工况下的车速进行积分，从而计算出电动车的续驶里程。
本发明实施例提供的电动汽车续航里程的仿真方法，通过建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型，根据各模型的电量消耗来得到续航里程，试验次数和试验时间较少，提高了试验效率，能快速地得到仿真结果。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种电动汽车续航里程的仿真方法，其特征在于，包括：
建立动力电池模型、用电器模型、DC/DC模型、电机系统模型和动力学模型；
根据各模型的电量消耗，得到整车的电量消耗；
根据所述动力电池模型计算电池SOC值；
根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间；
根据所述整车行驶时间获得整车续航里程；
动力学模型的电量消耗通过如下方式获得：
P轮边＝Pf+Pj；
Pf＝Ff·ua；
Pj＝Fj·ua；
Ff＝F0+F1·ua+F2·ua 2；
Fj＝m·a；
其中，P轮边为动力学模型的电量消耗功率，Pf为滑行阻力功率，Pj为加速阻力功率，Ff为滑行阻力，ua为车速，Fj为加速阻力，F0、F1、F2为滑行阻力系数，a为加速度，m为车重；
用电器模型的电量消耗通过如下方式获得：
P用电器＝∑Pi；
其中，P用电器为用电器模型的电量消耗功率，Pi为各个不同用电器的功率；
DC/DC模型的电量消耗通过如下方式获得：
Figure FDA0003910637740000011
其中，PDC/DC输入为DC/DC模型的电量消耗功率，λDC/DC转换效率为DC/DC模型的转换效率；
电机系统模型的电量消耗通过如下方式获得：
当a≥0时，P电机输入＝P轮边/λ电机效率；
当a＜0时，P电机输入＝P轮边·λ电机效率；
其中，P电机输入为电机输入功率，λ电机效率为电机效率；
动力电池模型的电量消耗通过如下方式获得：
当P电机输入≥0时，P电池输出＝P电机输入+P用电器+PDC/DC损耗；
当P电机输入<0时，P电池输出＝P用电器+PDC/DC损耗-P电机输入；
PDC/DC损耗＝PDC/DC输入-P用电器；
其中，P电池输出为动力电池模型的电量消耗功率。
2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，根据所述整车电量的消耗和电池SOC值，计算获得动力电池SOC值为0时的整车行驶时间具体为：
Figure FDA0003910637740000021
其中，ER为动力电池额定总能量，EC为第k秒时整车电量消耗，k取大于1的整数。
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