电动汽车动力性与内燃机汽车动力性的不同之处在于产生驱动力的动力源,内燃机汽车动力源来源于发动机,电动汽车动力源来源于电机。 一、电机的外特性电动汽车中驱动电机输出的外特性曲线如图7-1所示。该特性曲线分为两个区域,恒转矩和恒功率工作区。恒转矩区域是从零转速到额定转速,电机的输出转矩恒定,而功率随转速的提高线性
增加;恒功率区域是从额定转速到最大转速,电机的输出功率恒定,而转矩随转速的提高呈双曲线逐渐下降驱动电机输出转矩为
为了建立驱动电机外特性的数学模型,需在专门的电动汽车动力测功平台上测试驱动电机的外特性,然后采用最小二乘法原理对电机外特性试验数据进行拟,建立电机外特性数学模型。驱动电机外特性数学模型是整车动力性仿真计算的重要依据,是把在电动汽车动力平台上测试的电机转矩看成电机转速的函数,其数学模型为
二、电动汽车的驱动力和行驶阻力电动汽车在行驶过程中,动力电池储存的电能通过控制器输出给驱动电机电机输出功率,驱动电机产生的转矩经传动系统传到驱动轮上电动汽车驱动力为
三、电动汽车的动力性评价指标电动汽车动力性评价指标和燃油汽车一样,也是最高车速、加速能力和爬坡能力。
当电动汽车达到最高车速时,电机处于恒功率区域运行,汽车的驱动力与滚动阻力及空气阻力处于平衡状态,求出电动汽车驱动力与行驶阻力曲线的交点,得出最高车速;同时,已知电机调速所能达到的最高转速,由式(6-1)确定所能达到的最高车速,取两者之中的小者。
如图7-2所示为某具有两挡变速器电动汽车的驱动力行驶阻力平衡图,可以看出二挡驱动力曲线交点出现在车速约为38km/h处,当汽车从原地起步加速行驶到此车速时,为了获得最大驱动力,车辆应该从一挡换入二挡。行驶阻力曲线与二挡驱动力曲线存在交点,汽车的最高行驶车速接近110km/h。
如图7-3所示为某具有二挡变速器电动汽车行驶车速与时间的关系曲线,从图中可知,0~50km/h加速时间约为7.3s,在国家标准规定的10s之内;5080km/h的加速时间约为7.5s,在国家标准规定的15s之内。
如图7-4所示为某具有二挡变速器电动汽车爬坡度图,由图可知,汽车最大爬坡度在20%以上,满足国家标准。汽车通过4%坡度的行驶车速接近70km/h,高于标准规定的60km/h;通过12%坡度的行驶车速约为36km/h,满足国家标准规定的30km/h。
电动汽车驱动电机的外特性特征是低速区恒转矩输出,高速区恒功率输出。
电机本身具有很宽的工作范围,基本不必通过变速机构或多挡变速机构即可提供汽车正常行驶所需要的动力性能。因此绘制出来的电动汽车驱动力-行驶阻力平衡图、加速度图以及爬坡度图比燃油汽车的简单。
四、电动汽车动力性仿真实例电动汽车动力性仿真所需的基本数据见表7-1。
根据电动汽车动力性数学模型,编写绘制电动汽车动力性仿真曲线的MATLAB程序如下。
在 MATLAB编辑器中输入这些程序,点击运行按钮,就可得到电动汽车驱动力行驶阻力平衡图,如图7-5所示;电动汽车行驶最大加速度曲线如图7-6所示;电动汽车加速时间曲线如图7-7所示;电动汽车行驶最大爬坡度曲线如图7-8所示。最高车速为176km/h;百公里加速时间为11.8s;最大坡度为32.3%。
通过改变电动汽车参数,使用该仿真程序,可以对任意电动汽车的动力性能进行仿真。
