任晶鼎 張宏鵬 王慧慧

摘 要：文章建立了基于卡爾曼濾波法的鉛酸蓄電池組模型，并利用Advisor仿真軟件，搭建了整車仿真模型，進(jìn)行了整車動(dòng)力性能仿真分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的正確性和方案的可行性。

關(guān)鍵詞：Advisor；電動(dòng)汽車；仿真

中圖分類號(hào)：U467.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-7988（2018）12-63-02

Abstract： In this paper， the model of lead-acid battery group based on Calman filter is established， and the simulation model of the whole vehicle is built by using Advisor simulation software， then the dynamic performance simulation analysis of the whole vehicle is carried out. The simulation results verify the correctness of the simulation model and the feasibility of the scheme.

Keywords： Advisor； Electric Vehicle； Simulation

CLC NO.： U467.2 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）12-63-02

前言

我國(guó)《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》中指出，到2020年新能源汽車、節(jié)能環(huán)保等綠色低碳產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破10萬(wàn)億元，成為支柱產(chǎn)業(yè)。在此方案的指導(dǎo)下，電動(dòng)汽車日益成為國(guó)家和人們關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是電動(dòng)汽車的剩余里程問題更是成為了研究熱潮。電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能及動(dòng)力電池SOC對(duì)其剩余里程有顯著的影響，因此，研究電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能顯得尤為重要。本文在估算動(dòng)力電池SOC的基礎(chǔ)上，利用Advisor仿真軟件和MATLAB相結(jié)合的方式，對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力性能進(jìn)行仿真分析，為電動(dòng)汽車剩余里程預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。

1 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)概況

本文的研究對(duì)象為常見的觀光電動(dòng)汽車，如圖1所示。

該電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)由電池組、控制器、電動(dòng)機(jī)、耦合器、減速器、驅(qū)動(dòng)輪等組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。電池組是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源，也是其關(guān)鍵部件，決定著電動(dòng)汽車的多方面性能。本文所涉及的觀光電動(dòng)汽車使用的是鉛酸蓄電池，采用的是交流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

2 電池模型及SOC估算

本文所涉及的觀光電動(dòng)汽車使用的是型號(hào)為3-DG-190的鉛酸蓄電池，單體電池電壓為6V，由8個(gè)串聯(lián)而成電池組。本文利用Matlab仿真軟件搭建了電池組的充放電模型，將卡爾曼濾波法與電池組模型有效地相結(jié)合，研究了電池組端電壓和SOC波形變化情況，為后續(xù)的電動(dòng)汽車整車性能仿真奠定基礎(chǔ)。圖3為卡爾曼濾波法電池組放電模型。

3 仿真模型建立

本文在Advisor仿真軟件中創(chuàng)建了電動(dòng)汽車的整體仿真模型（如圖4所示），包括循環(huán)工況、車輛、車輪、變速器（耦合器）、主減速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、能量源（電池組）等子模塊。其中，每個(gè)子模塊都利用MATLAB建立了相應(yīng)的Simulink仿真模塊，并且可通過M函數(shù)控制子模塊參數(shù)的變化。

本文所研究的觀光電動(dòng)汽車主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

根據(jù)表格中所列技術(shù)參數(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)工況中的ECE- EUDC循環(huán)工況對(duì)已建模型進(jìn)行仿真。通過改變“time step時(shí)間步長(zhǎng)”，“# of cycles工況數(shù)據(jù)”兩個(gè)參數(shù)，設(shè)置工況數(shù)據(jù)，進(jìn)行行駛里程仿真。初始電量設(shè)置為100%，道路坡度設(shè)置為constant road grade，即一般道路的坡度值。仿真結(jié)果如圖5、6所示。

車速隨時(shí)間變化如圖5所示。車速在在車輛穩(wěn)定行駛后，隨時(shí)間的增加而增大得比較迅速，這符合電動(dòng)車的行駛規(guī)律。

圖6是動(dòng)力電池的SOC狀態(tài)曲線圖。車輛在頻繁加減速的工作過程中，可以回收能量給動(dòng)力電池充電。另外，在整個(gè)電動(dòng)汽車的行駛過程中，電池的荷電狀態(tài)SOC在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)下降比較平緩，工作在比較穩(wěn)定的區(qū)域。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用Advisor建立了觀光電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)模型，并對(duì)其整車動(dòng)力性能進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果給出了該電動(dòng)汽車在ECE-EUDC循環(huán)工況下的行駛、加速、制動(dòng)等過程的汽車車速、電池SOC的變化曲線圖，分析了電動(dòng)汽車整車動(dòng)力性能，為電動(dòng)汽車的剩余里程預(yù)測(cè)研究奠定了基礎(chǔ)。

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