基于Advisor的电动车能量流仿真研究文献综述

 2022-11-25 04:11

文 献 综 述

1引言

汽车作为当今出行必不可少的现代化交通工具,为人类的社会活动带来了很 大的便利。但近年来,汽车保有量的急剧上升,带来了一些负面的影响,最突出 的问题是能源危机和环境污染。纯电动汽车与传统汽车相比,具有节能环保、整 车轻量化、运行成本低等优势。因此发展电动汽车,推动汽车领域的节能减排, 对于缓解能源压力和改善环境具有重要意义,发展纯电动汽车将会成为汽车产业 的最终选择,也是未来汽车业的必然发展趋势。目前纯电动汽车发展的最大制约 因素是蓄电池的技术问题,使得电动汽车续驶里程受到限制。 增程式电动汽车(E-REV)解决了上述纯电动汽车的问题,蓄电池和发动机 作为驱动装置的动力源,分割了用电与用油的时间。增程式纯电动汽车具有两种 工作模式:纯电动模式和增程模式,电能是驱动增程式电动汽车的主动力能源, 汽油则是辅助动力源,只有当蓄电池电能不足时,发动机才开始工作为驱动装置 提供驱动力,驱动车辆继续行驶,增加汽车行驶里程。增程模式下,发动机在最 佳工作曲线下带动发电机发电,根据蓄电池需求既可以连续充电,又可以带动电 机驱动汽车行驶,尤其在长途行驶中优势更加明显。虽然这种车型配备有发动机, 但是由于驱动汽车行驶的动力完全由驱动电机供给,发动机/发电机组的作用是对 纯电动汽车的增程,这种结构形式的电动汽车可以看作是在车上进行部分充电, 称为增程式电动汽车。

2 研究现状

国外新能源汽车起步较早,新能源汽车技术比较先进,部分企业已经实现了部分新能源车型的量产。目前国外在混合动力汽车参数匹配技术方面,主要通过两个节能机理和途径:(1)研发和使用小型发动机,提高发动机的负荷率,进而提高整车能源利用率;(2)对电能和发动机热能两动力源进行合理的耦合匹配。对增程式电动汽车在车型方面的开发进程比较快。

我国石油资源匮乏,电动汽车的研发起步早,在纯电动汽车技术上与国外的 差距相对较小。2005年,专门制定实施了混合动力电动汽车国家标准,更加规范了混合动力汽车的发展路线,促进企业和高校的合作,有利于形成良性可持续发展产业链。目前对增程式电动汽车开发和研究工作主要集中于对车型的开发,而对动力系统设计、参数匹配的相关研究相对较少,主要有上汽集团、同济大学、中国汽车工程研究院等。

3 文献综述

重庆理工大学的李鑫等为了延长行驶里程,在电池 SOC 较低时,通过能量管理控制策略,限制电机的扭矩输出,减小电池高倍率放电时间,是一个提高电池的放电效率,提升纯电动汽车的实际续航能力的有效途径。然而,电机扭矩输出受限必将影响其动力性能,在超车、起步、爬坡等需要驱动电机提供大扭矩的工况下是不能采取限制扭矩的控制策略。通过本课题的研究,提出了基于电池放电效 率的电池能量管理控制策略,使纯电动汽车的续航里程与动力性能均达到最优。[1]湖南大学的刘清虎基于传统的汽车理论分析的基础上,结合电动汽车的动力电池及电机的数学模型,从汽车的整体上分析能量的消耗过程和消耗量,并做了对比试验,为电动汽车设计初期提供理论上的依据。[2]吉林大学的叶冬金基于传统的汽车理论分析的基础上,结合电动汽车的动力电池及电机的数学模型,从汽车的整体上分析能量的消耗过程和消耗量,并做了对比试验,为电动汽车设计初期提供理论上的依据。[3]陈业函,熊会元等分析纯电动汽车能量消耗分布,对有针对性的提高能量利用效率有着重要的意义。计算机仿真是进行纯电动汽车能耗分析中重要的一环。[4] 合肥工业大学的周玮东在ECE EUDC的模拟工况下将工作模式分为启动、中低速(巡航)、高速和加速、减速制动、停车充电五种,并在此基础上提出了完整的整车控制策略。最后,进行了整车的道路运行试验,并与仿真结果进行了对比。[5]王昕、何冲等针对电动汽车用永磁电机的工作特性,利用MATLAB计算一台额定功率为80kW的永磁电机的效率map,为电机设计提供参考。[6]胡平、张浩基于中国汽车工程研究院及FEV车辆有限公司联合开发的项目,根据欧洲法规要求分析了EREV在不同驾 驶工况下的不同控制策略。[7]蔡玲、岳峰丽在ADVISOR平台下实现混合动力客车的模型建立,完成ADVISOR中各参数匹配和设定。[8]哈尔滨理工大学的赵文章基于增程式客车的DSP动力总成控制器,依托于和企业 之间的横向研究课题。在建立需求分析的基础上,制定了基于增程式客车的控制策略与普通的城市公交客车相比,增程式客车的节油率能达到30%左右。[9]高云等介绍了我国中重型商用车节能减排的新政策,并对中重型商用车节能减排的途径及关键技术进行了论述。[10]哈尔滨工业大学的秦昀参数匹配和性能仿真为重点,对比分析了增程式电动汽车与现阶段的各种新能源汽车的特点,并对增程式电动汽车的增程器结构进行了分析,根据动力性能要求,对动力传动系统关键零部件进行选型和匹配计算。为增程式电动汽车的开发提供了有效的参考。[11]长安大学的冯镇依托陕西省交通厅“场地教练电动汽车开发研究”课题,基于将教练车 SANTANA LX改制为纯电动教练车,通过资料查阅,结合教练车工作特点,分析对比确定了驱动系统方案;选择了电机与离合器的连接方式;对动力系统进行匹配计算,选择了电机的类型及参数,进行了变速器档位验算;确定了动力电池的类型与容量、数目;对电机提出了控制要求,对电机控制器进行控制方案说明;并应用advisor电动汽车仿真软件对所设计的动力系统元件进行动力性能仿真,建立了SANTANA LX的仿真模型。[12]周苏、牛继高等针对REEV研发中的动力系统参数匹配问题,以整车动力性能指标和续驶里程要求为约束条件,给出了一套REEV动力系统主要参数的设计方法。[13]梅振探讨了我国环卫车辆的发展方向[14] 余弢,王哲等着重分析了关键零部件的选项匹配对整车燃油经济特性的影响,并通过AVL-Cruise仿真软件对其动力性能和燃油经济特性进行了相关仿真研究。[15] 王 渊,赵欢欢基于某款REEV的整车性能指标和系统结构,动力系统进行选型和匹配,并建立相应的整车仿真模型,对整车的动力性和续驶里程进行验证和分析。[16] 龚贤武,吴德军等通过Matlab/Simulink和Advisor联合仿真,在NEDC下对车辆的动力系统进行了仿真验证。[17]

参考文献

[1] 李鑫. 基于电池放电效率的纯电动汽车续航能力的研究[D].重庆理工大学,2015.

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