CN102955866A - 用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法，包括：A.设定整车性能目标数据；B.设定纯电动车中各子系统的性能参数；C.对各子系统进行选型；D.通过仿真和/或试验手段构建出各子系统的性能模型；E.整合所述性能模型以建立它们之间输入和输出数据流，并设立整车性能仿真模型的性能输出目标数据以构建整车性能计算模型；F.通过整车性能计算模型进行仿真计算，并输出所获得的性能计算数据；G.将所述性能计算数据与整车性能目标数据进行比较：如果性能计算数据符合整车性能目标数据，则结束；否则，返回步骤B重新设定至少一个子系统的至少一个性能参数，然后依次执行步骤C-G。它具有适用性强、评估准确等优点。

Description

用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法

【技术领域】

本发明涉及一种车辆性能评估及建模方法，尤其涉及一种适于在纯电动车整车开发过程中进行整车性能评估及建模的方法。

【背景技术】

在现有技术中，基本上是针对传统燃料车型来进行整车性能评估和建模的，建模方法原理是通过汽油、柴油等的燃烧过程而将其释放的热能转化为车辆的动能。随着现代社会能源危机以及环保问题的日益突出，人们对于完全使用电力作为动力来源的车辆的需求也正在不断提升。然而，对于这样的纯电动车而言，由于它的动力总成切换是将传统车的内燃机替换为驱动电机和动力电池，所用纯电动车所采用的能量转换方式已经变成将电能转化为车辆的动能。对比之下，传统的整车性能评估及建模方法已不再适用，基于此原因，本发明创造出了针对纯电动车的整车性能评估及建模方法。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法，以有效解决现有技术中存在的上述及其他方面的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法，所述方法包括以下步骤：

A.设定纯电动车的整车性能目标数据，所述整车性能目标数据至少包括整车动力目标数据、整车能耗目标数据、整车驾驶质量目标数据；

B.设定纯电动车中各子系统的性能参数以分解所述整车性能目标数据；

C.根据所设定的性能参数来对各子系统进行选型；

D.通过仿真和/或试验手段构建出各子系统的性能模型；

E.整合各子系统的性能模型以建立它们之间的输入和输出数据流，并且设立整车性能仿真模型的性能输出目标数据以构建出整车性能计算模型；

F.通过所述整车性能计算模型进行仿真计算并输出所获得的性能计算数据；

G.将所述性能计算数据与所述整车性能目标数据进行比较：如果所述性能计算数据符合所述整车性能目标数据，则结束；否则，返回步骤B重新设定至少一个子系统的至少一个性能参数，然后依次执行步骤C-G。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤B中对各子系统性能参数的设定是通过经验估算、竞争车型对比分析和/或理论计算手段来进行的。

在上述技术方案中，优选地，所述子系统包括动力电池子系统、驱动电机子系统、EPS转向子系统、电空调子系统、变速箱子系统、整车质量及阻力子系统、制动及滑行能量回收子系统、驾驶室子系统、数据监控子系统、减速器子系统、差速器子系统、轮胎子系统。

在上述技术方案中，优选地，对所述动力电池子系统进行选型所用指标包括电池容量、电压、电流、放电功率；

对所述驱动电机子系统进行选型所用指标包括电机功率峰值或额定功率、扭矩、电机工作电压、电机额定转速、最高转速；

对所述EPS转向子系统进行选型所用指标包括转向机功率；

对所述电空调子系统进行选型所用指标包括电空调最大制冷功率、高压PTC最大制暖功率；和/或

对所述变速箱子系统进行选型所用指标包括速比信息。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤D中的所述仿真和/或试验手段包括：

通过进行电池多工况下的性能试验来获取试验基础数据，以便构建出所述所述动力电池子系统的性能模型；

通过进行台架试验来获取建模数据，以便构建出所述驱动电机子系统的性能模型；

通过建立环境模拟仓、进行道路试验来获取建模数据，以便构建出所述电空调子系统和EPS转向子系统的性能模型；

通过进行系统质量预估、空气动力学仿真分析、风洞试验、滑行试验、转鼓倒拖试验来获取建模数据，以便构建出所述整车质量及阻力子系统的性能模型；和/或

通过进行初始滑行、制定制动及滑行能量回收策略、进行基于整车能量回收与驾驶质量的主观评估，以便构建出所述制动及滑行能量回收子系统的性能模型。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤F中的所述性能计算数据包括纯电动车在各工况下的动力计算结果数据、能耗计算结果数据、动力电池工作状态输出数据、驱动电机工作状态输出数据。

在上述技术方案中，优选地，所述动力电池工作状态输出数据包括电池温升数据、工作功率数据、工作效率数据，所述驱动电机工作状态输出数据包括电机功率数据、扭矩数据、效率数据。

在上述技术方案中，优选地，所述性能计算数据还包括组成纯电动车的子系统在特定工况下的工作状态输出数据。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤G中的重新设定内容包括：

对于所述动力电池子系统，包括提高电池的容量参数、调整特定工况下的温升模型、调整电池内外阻抗特性；

对于所述驱动电机子系统，包括提高驱动电机的性能参数、调整特定工况下的效率特性；

对于所述EPS转向子系统，包括调整转向力大小；

对于所述电空调子系统，包括调整制冷、制暖性能参数；

对于所述变速箱子系统，包括调整速比参数、调整结构阻力大小；

对于所述整车质量及阻力子系统，包括调整分配整车质量大小、调整空气动力学参数、调整结构阻力大小；和/或

对于所述制动及滑行能量回收子系统，包括调整制动及滑行能量回收策略。

本发明的有益效果在于：本用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法具有使用方便、适用性强、评估准确、优化效果好等优点，采用本发明方法能对纯电动车整车性能进行优化，该优化过程是基于性能评估及计算的结果进行的，具体优化对象可包括整车驱动电机、动力电池、变速箱、能量回收系统、整车阻力特性、EPS、PTC、电动空调等。本发明的应用价值大，能够在在纯电动车整车开发过程中实现非常良好的技术效果。

【附图说明】

以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中：

图1是本发明的用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法一个实施例的处理流程示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，该图在总体上以示意方式图示出了本发明的用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法一个实施例的基本处理流程。

首先，在示例中设定纯电动车的整车性能目标数据，这主要包括三大部分，即整车动力目标数据、整车能耗目标数据、整车驾驶质量目标数据。

完成整车性能目标数据设定后，就开始对这些整车性能目标数据进行分解，进行分解时可以采用经验估算、竞争车型对比分析和/或理论计算等手段，以便设定出组成纯电动车的子系统的性能参数。

一般而言，上述这些子系统包括了动力电池子系统、驱动电机子系统、EPS转向子系统、电空调子系统、变速箱子系统、整车质量及阻力子系统、制动及滑行能量回收子系统、驾驶室子系统、数据监控子系统、减速器子系统、差速器子系统、轮胎子系统等。当然，在必要时还可以再另外包括其他一些子系统。

接下来，根据以上所设定的性能参数来相应地对纯电动车中的这些子系统进行选型。作为示范性举例，下面将就其中一些子系统的选型情况进行介绍，然而应当理解的是，这些文字内容都属于方便理解本发明之用的解释性说明，而不应将它们理解为对本发明的任何限制。

对于动力电池子系统而言，进行选型时可以选用电池容量、电压、电流、放电功率等参数作为选型参考指标；

对于驱动电机子系统而言，进行选型时可以选用电机功率峰值或额定功率、扭矩、电机工作电压、电机额定转速、最高转速等参数作为选型参考指标；

对于EPS转向子系统而言，进行选型时可以选用转向机功率等参数来作为选型参考指标；

对于电空调子系统而言，进行选型时可以选用电空调最大制冷功率、高压PTC最大制暖功率等参数作为选型参考指标；和/或

对于变速箱子系统而言，进行选型时可以选用速比信息等来作为选型参考指标。

在完成基本选型之后，就可以通过仿真和/或试验手段来进行各子系统性能模型的构建。在图1示例中，这些仿真和/或试验手段包括：

通过进行电池多工况下的性能试验等来获取试验基础数据，从而完成动力电池子系统的性能模型的构建；

通过进行各种台架试验等来获取建模数据，从而完成驱动电机子系统的性能模型的构建；

通过建立环境模拟仓、进行道路试验等来获取建模数据，从而完成电空调子系统和EPS转向子系统的性能模型的构建；

通过进行系统质量预估、空气动力学仿真分析、风洞试验、滑行试验、转鼓倒拖试验等来获取建模数据，从而完成整车质量及阻力子系统的性能模型的构建；和/或

通过进行初始滑行、制定制动及滑行能量回收策略、进行基于整车能量回收与驾驶质量的主观评估等，从而完成制动及滑行能量回收子系统的性能模型的构建。

然后，进行整车性能计算模型的构建。具体而言，通过对构建出的以上各性能模型进行集成和整合来建立各子系统性能模型之间的输入和输出数据流，设立整车性能仿真模型的性能输出目标数据，从而构建出整车性能计算模型，并且在完成该建模后即开始性能仿真计算。

通过以上得到整车性能计算模型来进行仿真计算(所使用可以是AVLCruise软件等工具)，由此获得各种所需要的性能计算数据。这些性能计算数据包括纯电动车在各工况下的动力计算结果数据、能耗计算结果数据、动力电池工作状态输出数据、驱动电机工作状态输出数据，还可以包括组成纯电动车的一些子系统在特定工况下的工作状态输出数据。其中，动力电池工作状态输出数据可以是电池温升数据、工作功率数据、工作效率数据等，驱动电机工作状态输出数据可以是电机功率数据、扭矩数据、效率数据等。

最后，在完成以上仿真计算后，将所获得的性能计算数据与整车性能目标数据进行比较并其是否符合一开始设定的目标数据。如果性能计算数据符合整车性能目标数据则结束，否则就返回之前步骤去重新设定至少一个子系统的至少一个性能参数来进行调整、优化，然后再按照前述的相应步骤依次进行处理，直到最终获得的性能计算数据能够符合整车性能目标数据为止。

为了进一步理解本发明，下面再结合图1来对以上提及的对子系统进行调整、优化的处理过程进行说明。

对于动力电池子系统而言，这样的调整、优化处理可以是提高电池的容量参数、调整特定工况下的温升模型、调整电池内外阻抗特性等；

对于驱动电机子系统而言，这样的调整、优化处理可以是提高驱动电机的性能参数、调整特定工况下的效率特性得；

对于EPS转向子系统而言，这样的调整、优化处理可以是调整转向力大小等；

对于电空调子系统而言，这样的调整、优化处理可以是调整制冷、制暖性能参数等；

对于变速箱子系统而言，这样的调整、优化处理可以是调整速比参数、调整结构阻力大小等；

对于整车质量及阻力子系统而言，这样的调整、优化处理可以是调整分配整车质量大小、调整空气动力学参数、调整结构阻力大小等；和/或

对于制动及滑行能量回收子系统而言，这样的调整、优化处理可以是调整制动及滑行能量回收策略等。

以上列举了若干示例来详细阐明本发明的用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A.设定纯电动车的整车性能目标数据，所述整车性能目标数据至少包括整车动力目标数据、整车能耗目标数据、整车驾驶质量目标数据；

B.设定纯电动车中各子系统的性能参数以分解所述整车性能目标数据；

C.根据所设定的性能参数来对各子系统进行选型；

D.通过仿真和/或试验手段构建出各子系统的性能模型；

E.整合各子系统的性能模型以建立它们之间的输入和输出数据流，并且设立整车性能仿真模型的性能输出目标数据以构建出整车性能计算模型；

F.通过所述整车性能计算模型进行仿真计算并输出所获得的性能计算数据；

G.将所述性能计算数据与所述整车性能目标数据进行比较：如果所述性能计算数据符合所述整车性能目标数据，则结束；否则，返回步骤B重新设定至少一个子系统的至少一个性能参数，然后依次执行步骤C-G。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中对各子系统性能参数的设定是通过经验估算、竞争车型对比分析和/或理论计算手段来进行的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述子系统包括动力电池子系统、驱动电机子系统、EPS转向子系统、电空调子系统、变速箱子系统、整车质量及阻力子系统、制动及滑行能量回收子系统、驾驶室子系统、数据监控子系统、减速器子系统、差速器子系统、轮胎子系统。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述动力电池子系统进行选型所用指标包括电池容量、电压、电流、放电功率；

对所述驱动电机子系统进行选型所用指标包括电机功率峰值或额定功率、扭矩、电机工作电压、电机额定转速、最高转速；

对所述EPS转向子系统进行选型所用指标包括转向机功率；

对所述电空调子系统进行选型所用指标包括电空调最大制冷功率、高压PTC最大制暖功率；和/或

对所述变速箱子系统进行选型所用指标包括速比信息。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤D中的所述仿真和/或试验手段包括：

通过进行电池多工况下的性能试验来获取试验基础数据，以便构建出所述所述动力电池子系统的性能模型；

通过进行台架试验来获取建模数据，以便构建出所述驱动电机子系统的性能模型；

通过建立环境模拟仓、进行道路试验来获取建模数据，以便构建出所述电空调子系统和EPS转向子系统的性能模型；

通过进行系统质量预估、空气动力学仿真分析、风洞试验、滑行试验、转鼓倒拖试验来获取建模数据，以便构建出所述整车质量及阻力子系统的性能模型；和/或

通过进行初始滑行、制定制动及滑行能量回收策略、进行基于整车能量回收与驾驶质量的主观评估，以便构建出所述制动及滑行能量回收子系统的性能模型。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤F中的所述性能计算数据包括纯电动车在各工况下的动力计算结果数据、能耗计算结果数据、动力电池工作状态输出数据、驱动电机工作状态输出数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述动力电池工作状态输出数据包括电池温升数据、工作功率数据、工作效率数据，所述驱动电机工作状态输出数据包括电机功率数据、扭矩数据、效率数据。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述性能计算数据还包括组成纯电动车的子系统在特定工况下的工作状态输出数据。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤G中的重新设定内容包括：

对于所述动力电池子系统，包括提高电池的容量参数、调整特定工况下的温升模型、调整电池内外阻抗特性；

对于所述驱动电机子系统，包括提高驱动电机的性能参数、调整特定工况下的效率特性；

对于所述EPS转向子系统，包括调整转向力大小；

对于所述电空调子系统，包括调整制冷、制暖性能参数；

对于所述变速箱子系统，包括调整速比参数、调整结构阻力大小；

对于所述整车质量及阻力子系统，包括调整分配整车质量大小、调整空气动力学参数、调整结构阻力大小；和/或

对于所述制动及滑行能量回收子系统，包括调整制动及滑行能量回收策略。

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