關(guān)于ADVISOR的純電動模塊介紹.

1、關(guān)于刪SOR的轆動就篙ADVISOR(Advanced Vehicle Simulator)高級車輛仿真器是矣 國國家可再牛能源實驗室開發(fā)的一款著名的電動汽乍仿貞軟件。 主要用J EV、HEV及FCEV的仿真研究工作，同時兼具刈CV 的仿真功能。其內(nèi)部程序山模塊化的Matlab / Simulink語言編 寫而成，提供了多種可供選擇的電動汽車格車模和及靈活可修 改的部件模型庫。可對選定車輛的報車燃汕經(jīng)濟性、排放、加 速時間、最人爬坡度等進行仿克計算，并丄能9其它芳種軟件 共同仿貞。人性化的GUI操作界ifri人人簡化了用戶的操作難度。 通過修改部件模型或控制策略，還町實現(xiàn)對特怎車型的優(yōu)化計 算

2、。目前已成為電動汽車仿真研究首選的工具?；贏DVISOR的純車仿真模型的建立對丁純電護車ADVISOR設(shè)計了報車(Vehicle). _ 車輪./車軸(Wheel/Axle)、主減速器(Final drive)、 能呈儲存系統(tǒng)(Energy Storage System,簡稱ESS,用于存儲電能的設(shè)備，如蒂電池)和電動機(Motor) 可控制策略等多個部件的仿真模型(圖)所不。1循環(huán)仿真工況的選擇、(運行界而如圖1) ADVISTOR做眾r道路循環(huán)(DriveCycle)、多重循環(huán)(Multiple Cycle)和測試過用(Text Procedure)三種仿真工況來仿真車輛的性能。 道路循

3、環(huán)提供了CYC_ECE、CYC_FTP和CYC_1015等56中國外標(biāo)準(zhǔn)道路玄幻提供川戶選抒，刀歹卜捉址了行程設(shè)計器(Trip builder)町以將多達八種步通的道路循壞任惹袒介在=起，綜合 仿真車輛的性能。 名重循環(huán)功能可以用批處理的方式以相同的初始條件，快速計舁和保存不同的道路循環(huán)怙況下的仿真結(jié)來，并將它們顯示在 一起，供用戶進行比較。匸 測試過程包括TEST_CITY_HWY和TEST_FTP等八個國外標(biāo)準(zhǔn)的測試過程供用戶眞。_2車輛模塊的仿真如圖2所示,ADVISOR屮車輛模塊的輸入暈為仿真步氏結(jié)朿時 的速度和系統(tǒng)可提供的驅(qū)動力和線速度，根據(jù)午輛驅(qū)動力與行駛 阻力平衡方程(滾動阻力、

4、坡度陽力、空氣阻力和加速阻力模塊) 得到輸出量，即車輪所需要的驅(qū)動力和速度。車輛模塊中需要定義的參數(shù)包括：veh_description=,CA6700 Vehicle1; %定義汽車描述變量 veh_CD=0.56; %定義風(fēng)阻系數(shù)veh FA=5.35： %定義迎風(fēng)面積，單位：(mA2)veh cg_height=0.735; %定義質(zhì)心高度，單位(m)veh front_wt_frac=0.4; %定義前軸荷占整乍質(zhì)量的百分比 veh_wheelbase=3.935; %定義軸距，單位：(m) veh_glider_mass=3190; %定義車輛滑行質(zhì)量(kg) veh_cargo_m

5、ass=1950; %定義最大裝載質(zhì)屋(包括乘員. 單位：kg21行駛阻力模型行駛阻力模電，即整乍動力學(xué)模型。它是在向后仿真 屮以匚況車速為輸入，以所需牽引力和車速為輸出，在向 前仿真中，以可以得到的實際牽引力為輸入，并在此?？?屮計算申實際nJ以得到的車速。其整車動力學(xué)模型如圖 2. 1所示。實際乍速將作為跟蹤車速與F1標(biāo)乍速進行對比，來評價 在一個工況帖況下所選電機和電池參數(shù)是否達到I】況耍求 。實際車速的仿真模型如圖2/所示。3車輪模塊的仿真它豳足ADVISOR屮車輪模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。左側(cè)為模塊的輸入 端，包括變量1、2,分別對應(yīng)右側(cè)的兩個輸出量。模塊中主要有兩 條運算路線(這個特點在后面

6、的模塊屮也很普遍)，一條是根據(jù)卜 級模塊的盂求運算得到上級模塊的需求，即“盂求路線”；另一條 是市上級模塊發(fā)出的功率到下級模塊得到的實際功率(“實際路 線”)。在需求路線中，模型從車輪所需的驅(qū)動力和轉(zhuǎn)速通過牽引 力控制接口和輪胎滑移率模塊計算傳動系應(yīng)提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。在 實際路線屮，傳動系提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速通過前/后制動控制接I I和輪 胎滑移率等模塊計算出車輪獲得的牽引力和線速度。車輪模塊中需要定義的參數(shù)冇： whadius=0.385; %定義車輪滾動半徑，單位：(m) wh_inertia=40*wh_radiusA2/2; %定義輪胎的轉(zhuǎn)動慣敲，單位： (kg*mA2)wh 1 st r

7、rc=0.00938; %定義輪胎的滾動卞力系數(shù)31輪胎驅(qū)動力模型輪胎足汽車中一個復(fù)雜的系統(tǒng)，在汽車行駛中它既受縱 向力乂受側(cè)向力，并影響看汽午的操縱穩(wěn)定性。木文在建 模過程屮，只考慮了輪胎的縱向力，并假設(shè)輪胎是剛性物 體，忽略了汽車行駛過秤中的慣性損失，只建立了輪胎的 驅(qū)動力模世。如圖LL所示,該模型主要包括：附著力限 制子模塊和制動力分配子模塊。1 附著力限制子模塊該模塊上要是對純電動汽乍在加速 和等速過程屮，整車需求的牽引力和驅(qū)動系統(tǒng)可提供的牽引 力進行限制。牽引力限制模型如圖3丄1所示2.制動力分配子模塊該模塊主要是對純電動汽乍在減 速過程屮的制動力進行分配，考慮到制動過程屮的電動機

8、制動，制動力分為：前后輪機械制動力和前輪電動機制動 力。本模塊屮的制動力分配策略按照ADV1SOR2002屮制動 力分配策略的思想建芷，即：前輪機械制動力分配系數(shù)和 前輪電機制動力分用系數(shù)由車速輸入信號確定。制動力分 配模塊如圖312所示4主減速器模塊的仿真ADVISOR屮的4減速器模塊如圖4所示。在需求路線中該模塊根據(jù)車輪的盂求轉(zhuǎn)知和 轉(zhuǎn)速，哥慮損耗和慣性作川等0索肩計算111對匕級(變速器)模塊的轉(zhuǎn)爐和轉(zhuǎn)速盂求。而實際 路線則山變速器捉供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計算出匸減速器實際輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。ADVISORY匸減速器模塊 的參數(shù)在變速器模塊屮定義。5變速器模塊的仿真柘為ADVISOR中的變速器模塊

9、，與匸減速器模塊類 似，通過需，氏路線和實際路線分別得到了變速器輸入端 所需轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速(對電動機的要求)和變速器實際輸出 的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。變速器模塊中需要定義的參數(shù)包扌舌：gb_ratio=1.4 6; %怎義變速器各檔速比 gb_gears num=max(size (gb ratio) ); %屯義變速 器檔位數(shù)-gb_mass=120； %定義變速器質(zhì)量，單位；(kg) fb_ratio=6.167; %定義主減速器速比fb_mass=50; %定義主減速器質(zhì)最，單位：(kg)6電動機模塊的仿真所示的電動機模塊中，程序根據(jù)轉(zhuǎn)子所盂轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速通過 電動機轉(zhuǎn)速預(yù)佔程序，考慮了慣性作用和轉(zhuǎn)矩限制

10、等影響因素, 在參石電動機輸出功率Map圖的妹礎(chǔ)I.計算得到電動機所需的 輸入功率。在實際路線屮通過可得到的電動機輸入功率求出轉(zhuǎn) 子可得到的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電動機模塊中需要定義的參數(shù)包括：mc_map_trq=-239.0 -221.0 -190.3 -172.7 -159.2 -145.6 -132.0 18.5 -99.9 -89.4 -77.8 -64.2 -49.7 -34.1 -19.6 0.019.6 34.1 49.7 64.2 77.8 89.4 99.9 118.5 132.0 145.6 159.2 172.7 190.3 221.0 239.0; %定義電動機的轉(zhuǎn)矩范圍

11、me map spd=0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400 4800 5200 5600 6000; %定義電動機的轉(zhuǎn) 速范圍 mc_max_trq=239 239 239 239 239 239 239 239 239 239 214?9 195.3 179.04 165.3 153.5 143.235; %定義電動機 不同轉(zhuǎn)速下的最大轉(zhuǎn)矩，單位：(Nm) me max crrnt=385; %定義電動機的最大電流，單位： (A) me min volts=200： %定義電動機的最低工作電壓，單 位(V)me mass

12、=125; %定義電動機的質(zhì)量，單位：(kg)7能量存儲(電池)模塊的仿真怪遼所示為能駅存儲(電池)模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)功率總 線的功率需求該模塊通過三個了模塊(電池組電壓/內(nèi)阻模塊、 功率限制模塊和電流值計算模塊)計算出功率總線實際得到的功 率，并通過SOC算法子模塊計算御到SOC值變化Illi線。電池組電壓/內(nèi)阻模塊(packVcc.Rint)。該子模塊輸入總線 功率需求、SOCfft和電池組溫度，根據(jù)SOC溫度電丿Kllll線和 SOC-溫度電阻曲線,計算出某時刻電池組的端電壓和內(nèi)阻。功率限定模塊(limit power)。模塊根據(jù)電池組能提供的最 大電爪和電機控制器要求的最小也R來限定

13、電池組的電丿R值。根 據(jù)公式(E-U) U/r-0.1來求電池放電的最大功率,其中公式中E 為電池開路電壓，U為工作限值電壓，r是電池組內(nèi)阻，0.1是安 全保護值，由電池SOC值、電池最大放電功率、允許放電功率的 電壓限值得到電池組的輸出電壓限值。電流計算模塊(compute current).該模塊根據(jù)總線功率我求、 電池的電爪和內(nèi)阻以及功率限圧模塊中得到的功率限值，利川公式E Je? _4rP _ E-yjE2-4r(E-U)U/r2r =2r和(EUmax) /r分別求電流限值，再進行比較取較小值，此值為實 際允許電流輸出。最后利用公式E-lcha r來計算此時的輸出電壓。 電池模塊屮需

14、要定義的參數(shù)包扌氐(Dess max ah cap=250 280 300; %泄義電池容量隨SOC值 隨溫度的蚓t 一ess_r_dis=0.0419 0.0288 0.0221 0.014 0.0145 0.0145 0.0162;0.072 0.01515 0.00839 0.00493 0.00505 0.005524 0.005722;0.0535 0.0133 0.0082 0.0059 0.0059 0.006 0.0063; % 定義電池的放電電阻，單位：(ohm)(2) ess_r_chg=0.021 0.018 0.0177 0.0157 0.0138 0.0138 0.0

15、15；0.0?24 0.0068 0.005426 0.00442 0.00463 0.00583 0.00583 ;0.0104 0.0079 0.0072 0.0064 0.0059 0.0058 0.006; %定義電池的充電電阻，單位：(ohm)(3) ess_voc=4.13 4.09 3.97 4.05 4.11 3.96 4.00;3.89 4.16 4.14 4.13 3.98 3.91 3.898;4.128 4.136 3.94 4.128 4.162 3.961 3.899; %定義電池的端電壓，單位(V)ess_min_volts=2*87; %定義電池的最小電壓，單位

16、：(V) ess_max_volts=4.25*87: %左義電池的最人電丿k,單位：(V)ess_module_mun=87: %定義電池的數(shù)屋 ess_module_mass=9; %逹義電池的質(zhì)量，單位：(kg)8設(shè)計控制策略ADVISOR提供了并聯(lián)電輔助騾動式控制 策略(Parrallel Electric Assist)、fl適應(yīng)控制 策略(Adaptive Control Srategy)、模糊邏輯 控制策略(Fuzzy Logic Strategy)和本田 insight控制策略等6種控制策略模塊。用戶還 可以通過在ADVISOR的Simulink模糧中輸入控 制策略模型或便用GUI修改控制參數(shù)來設(shè)訃口 己的控制策略。gt)oIrmMC:.n1w ? t31-4211:F h : -G-XZEZZICkk OctordrAaWrwwlann 4詢onfolor crw 貝腔圳ewifNOBWer