插電式混合動(dòng)力汽車(chē)模型EcoSIM 3 的開(kāi)發(fā)

俄亥俄州立大學(xué)在參加EcoCAR3比賽時(shí)，對(duì)2016款雪佛蘭科邁羅進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以降低汽車(chē)能源消耗。由于比賽要求時(shí)間較短，因而在對(duì)汽車(chē)架構(gòu)和硬件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)時(shí)，需要同時(shí)進(jìn)行控制策略的開(kāi)發(fā)。控制策略的開(kāi)發(fā)則依賴(lài)于建立的整車(chē)模型，對(duì)此，俄亥俄州立大學(xué)參賽隊(duì)基于Matlab/Simulink仿真平臺(tái)構(gòu)建了用于實(shí)現(xiàn)整車(chē)性能和能源消耗預(yù)測(cè)的EcoSIM3整車(chē)模型。

構(gòu)建EcoSIM3整車(chē)模型的過(guò)程包括：①確定汽車(chē)組件及其子系統(tǒng)的仿真要求和建模要求，定義；②整車(chē)模型與執(zhí)行器、傳感器模型傳遞信息的接口；③確定汽車(chē)組件及其子系統(tǒng)建模的物理因素以及建模方法；④確定模型中使用的假設(shè)和限制。由此建立的EcoSIM3整車(chē)模型包含汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型、汽車(chē)附件模型、駕駛員模型和控制器模型。其中，最為關(guān)鍵的是傳動(dòng)系統(tǒng)模型，該模型主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)模型、電機(jī)模型和電池模型的構(gòu)建。發(fā)動(dòng)機(jī)模型需要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩計(jì)算、燃油消耗計(jì)算、排放計(jì)算和發(fā)動(dòng)機(jī)熱量計(jì)算4種功能。電機(jī)模型只需要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩計(jì)算和轉(zhuǎn)速計(jì)算2種功能。電池模型則需要實(shí)現(xiàn)電池荷電狀態(tài)、電流、開(kāi)路電壓、電池內(nèi)阻和電池內(nèi)阻產(chǎn)生熱量的計(jì)算。建立的汽車(chē)組件和子系統(tǒng)模型，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、電機(jī)功率、直流-直流轉(zhuǎn)換器功率消耗和汽車(chē)附件功率消耗之間的關(guān)系進(jìn)行集成。最終，該團(tuán)隊(duì)確定了采用容量18.9kWh鋰離子電池組、額定功率119kW缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)和最大功率150kW異步感應(yīng)電機(jī)的后置變速器插電式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)。

Arjun Khannaetal.SAE 2016-01-1252.

編譯：張振偉