CN113158407A - 一种新能源汽车动力匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力匹配方法,用于新能源汽车动力系统装置(包含且不限于驱动电机、单级减速器及动力电池)匹配的计算方法以及计算系统,利用EXCEL内部函数及极其数据存储能力,分析目标动力性指标所需求动力输出需求,提供了一种新能源汽车动力系统开发、设计方法。采用上述技术方案,实现了反向匹配计算,即根据新能源汽车动力系统装置的动力性要求进而推断动力装置功率、转速及扭矩需求,且其匹配计算的方法简单、快速。

Description

一种新能源汽车动力匹配方法
技术领域
本发明属于新能源动力系统开发设计的技术领域。更具体地,本发明涉及一种新能源汽 车动力匹配方法,尤其涉及利用EXCEL内部函数及极其数据存储能力,分析目标动力性指 标所需求动力输出需求。
背景技术
目前对于新能源汽车而言,动力匹配分析计算多基于软件进行,且多为正向分析,即已 知动力装置,进而分析可实现动力性能。对于开发设计而言,应明确动力性要求进而推断动 力装置功率、转速及扭矩需求,目前尚无完善的方法可以简单实现。
在现有技术中,有以下公开的技术:
中国专利201811157799.X,一种电动汽车动力总成参数匹配方法、控制装置及设备;
中国专利201810993578.X,基于Visual Studio和Matlab混合编程的整车动力匹配及性能 分析方法;
中国专利201610878182.1,纯电动汽车动力系统仿真方法和装置;
中国专利201611124026.2,一种基于Matlab的汽车整车性能仿真和计算方法。
上述技术方案均采用的是正向分析,即已知动力装置,进而分析可实现动力性能,而无 法根据动力性要求进而推断动力装置功率、转速及扭矩需求(即所谓反向匹配)。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车动力匹配方法,其目的是实现新能源汽车动力系统装置匹配 的简单、快速的计算。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明的新能源汽车动力匹配方法,进行汽车动力性功率及扭矩需求计算;所述的计算 方法包括以下步骤:
第1步、在EXCEL内建立新能源汽车基本技术参数;
第2步、在EXCEL内建立新能源汽车动力性目标;所述的动力性目标包含1km最高车速(km/h)、30min最高车速(km/h)、0~50km/h加速时间(s)及最大爬坡度(%);
第3步、对新能源汽车基本参数进行处理,获取滑行阻力数据;
第4步、对新能源汽车基本参数进行处理,获取惯性质量数据;
第5步、对新能源汽车动力性目标所对应的工况数据进行处理,获取所采用工况动力输 出状态:对新能源汽车动力性试验时所采用的工况数据进行处理,获取所采用工况中每个时 刻的瞬间行驶阻力;使用上述工况中每个时刻的瞬间行驶阻力与对应时刻的速度相乘,即可 得出所述的工况中每个时刻的瞬间行驶功率;
第6步,针对上述1km最高车速(km/h),进行车速与滚动半径判断所需最高转速与速 比的双参数关系;
第7步,针对上述最大爬坡度(%),进行坡道阻力与滚动半径判断所需最高扭矩与速比 的双参数关系;
第8步,针对上述转速与速比的双参数关系及最高扭矩与速比的双参数关系,进行速比 库与转速数据库匹配。
第9步,针对上述30min最高车速(km/h),进行等速行驶时功率需求,判断所需额定功 率需求;
第10步,针对上述0~50km/h加速时间(s),进行加速曲线拟合。
在所述的第1步中,所述的基本技术参数尺寸至少包括外廓尺寸、重量参数、对标车行 驶阻力、滚动半径、滚阻系数、转动惯量、传动其效率。
在所述的第3步中,所述的滑行阻力数据的获取方式是:通过对标车行驶阻力进行换算; 当行驶阻力数据缺失时,按照物理合成将滚动阻力与迎风阻力求和;所述行驶阻力数据用一 元二次方程形式存储,便于调取;其中,所述的一元二次方程的自变量为行驶速度。
在所述的第4步中,所述的惯性质量包含车辆平移质量与旋转质量,其中平移质量为进 行续驶里程测试时整车质量,旋转质量轮胎转动惯量通过速比换算所得数据;所述的惯性质 量数据用旋转质量换算系数表示,旋转质量换算系数与动力性测试时整车质量相乘即为惯性 质量。
在所述的第5步中,所述的工况中每个时刻的瞬间行驶阻力包括工况中每个时刻的瞬间 滑行阻力与工况中每个时刻的惯性阻力;
其中,用每时刻的行驶速度作为变量代入所述的第3步中采用的一元二次方程,即可获 得工况中每个时刻的瞬间滑行阻力;
其中,用每一时刻与上一时刻的速度差与每一时刻与上一时刻的时间差的比值,即为工 况的该时刻的瞬间加速度;使用所述的瞬间加速度、续驶里程测试时整车质量与旋转质量换 算系数的乘积,即为工况中该时刻的惯性阻力;
所述的工况中每个时刻的瞬间行驶阻力为工况中该时刻的瞬间滑行阻力与工况中该时刻 的惯性阻力之和。
在所述的第8步中,纯电动车型常用最高转速包括9000、12000、15000(rpm);常用速 比包括7~11。
在所述的第10步中,根据竞品车型车速曲线即速度—时间曲线,进行拟合;采用EXCEL 中“添加趋势线”的方式实现;将其对应关系进行结合阻力转化为功率。
本发明采用上述技术方案,实现了根据新能源汽车动力系统装置的动力性要求进而推断 动力装置功率、转速及扭矩需求,实现了反向匹配计算,且其反向匹配计算的方法简单、快 速,满足了新能源汽车动力系统开发、设计的需要。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领 域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明为一种新能源汽车动力匹配方法。为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷, 实现新能源汽车动力系统装置匹配的简单、快速的计算的发明目的,本发明采取的技术方案 为:
本发明的新能源汽车动力系统装置(包含且不限于驱动电机、单级减速器及动力电池) 匹配方法以及计算系统。该新能源汽车动力性功率及扭矩需求计算的计算方法,至少包括如 下计算步骤:
第1步,在EXCEL内建立新能源汽车基本参数;所述参数尺寸至少包括外廓尺寸、重量参数、对标车行驶阻力、滚动半径、滚阻系数、转动惯量、传动其效率;
第2步,在EXCEL内建立新能源汽车动力性目标;所述目标包含1km最高车速(km/h)、 30min最高车速(km/h)、0~50km/h加速时间(s)及最大爬坡度(%);
第3步,对新能源汽车基本参数进行处理,获取滑行阻力数据;具体通过对标车行驶阻 力进行换算,当行驶阻力数据缺失时,按照物理合成将滚动阻力与迎风阻力求和;所述行驶 阻力数据用一元二次方程形式存储,便于调取,其中所述方程变量为行驶速度;
第4步,对新能源汽车基本参数进行处理,获取惯性质量数据;所述惯性质量包含车辆 平移质量与旋转质量,其中平移质量为进行续驶里程测试时整车质量,旋转质量轮胎转动惯 量通过速比换算所得数据;所述惯性质量数据用旋转质量换算系数表示,旋转质量换算系数 与动力性测试时整车质量相乘即为惯性质量;
第5步,对新能源汽车动力性目标所对应的工况数据进行处理,获取所采用工况动力输 出状态;所述工况每个时刻的瞬间行驶阻力包括工况每个时刻的瞬间滑行阻力与工况每个时 刻的惯性阻力;其中用每时刻的速度作为变量代入上述一元二次方程,即可获得工况每个时 刻的瞬间滑行阻力,其中用每一时刻及其上一时刻的速度差与每一时刻及其上一时刻的时间 差的比值即为工况的该时刻的瞬间加速度,使用所述瞬间加速度、续驶里程测试时整车质量 与旋转质量换算系数的乘积即为工况每个时刻的惯性阻力;所述工况每个时刻的瞬间行驶阻 力为工况每个时刻的瞬间滑行阻力与工况每个时刻的惯性阻力加和;
第5步,对新能源汽车动力性试验时所采用的工况数据进行处理,获取所采用工况每个 时刻的瞬间行驶阻力及;使用上述工况每个时刻的瞬间行驶阻力与对应时刻的速度相乘,即 可得出所述工况每个时刻的瞬间行驶功率;
第5步,针对上述1km最高车速(km/h),进行车速与滚动半径判断所需最高转速与速 比的双参数关系;
第6步,针对上述最大爬坡度(%),进行坡道阻力与滚动半径判断所需最高扭矩与速比 的双参数关系;
第7步,针对上述转速与速比的双参数关系及最高扭矩与速比的双参数关系,进行速比 库与转速数据库匹配,其中纯电动车型常用最高转速多为9000、12000、15000或其他,常用 速比多为7~11或其他,;
第8步,针对上述30min最高车速(km/h),进行等速行驶时功率需求判断所需额定功率 需求;
第9步,针对上述0~50km/h加速时间(s),进行加速曲线拟合,具体根据竞品车型车 速(速度-时间)曲线,进行拟合,具体可使用EXCEL中“添加趋势线”方式实现。将其对 应关系进行结合阻力转化为功率。
具体数据见下表:
Figure RE-GDA0003092711880000051
以上对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采 用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思 和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车动力匹配方法,进行汽车动力性功率及扭矩需求计算,其特征在于:所述的计算方法包括以下步骤:
第1步、在EXCEL内建立新能源汽车基本技术参数;
第2步、在EXCEL内建立新能源汽车动力性目标;所述的动力性目标包含1km最高车速(km/h)、30min最高车速(km/h)、0~50km/h加速时间(s)及最大爬坡度(%);
第3步、对新能源汽车基本参数进行处理,获取滑行阻力数据;
第4步、对新能源汽车基本参数进行处理,获取惯性质量数据;
第5步、对新能源汽车动力性目标所对应的工况数据进行处理,获取所采用工况动力输出状态:对新能源汽车动力性试验时所采用的工况数据进行处理,获取所采用工况中每个时刻的瞬间行驶阻力;使用上述工况中每个时刻的瞬间行驶阻力与对应时刻的速度相乘,即可得出所述的工况中每个时刻的瞬间行驶功率;
第6步,针对上述1km最高车速(km/h),进行车速与滚动半径判断所需最高转速与速比的双参数关系;
第7步,针对上述最大爬坡度(%),进行坡道阻力与滚动半径判断所需最高扭矩与速比的双参数关系;
第8步,针对上述转速与速比的双参数关系及最高扭矩与速比的双参数关系,进行速比库与转速数据库匹配。
第9步,针对上述30min最高车速(km/h),进行等速行驶时功率需求,判断所需额定功率需求;
第10步,针对上述0~50km/h加速时间(s),进行加速曲线拟合。
2.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:在所述的第1步中,所述的基本技术参数尺寸至少包括外廓尺寸、重量参数、对标车行驶阻力、滚动半径、滚阻系数、转动惯量、传动其效率。
3.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:在所述的第3步中,所述的滑行阻力数据的获取方式是:通过对标车行驶阻力进行换算;当行驶阻力数据缺失时,按照物理合成将滚动阻力与迎风阻力求和;所述行驶阻力数据用一元二次方程形式存储,便于调取;其中,所述的一元二次方程的自变量为行驶速度。
4.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:在所述的第4步中,所述的惯性质量包含车辆平移质量与旋转质量,其中平移质量为进行续驶里程测试时整车质量,旋转质量轮胎转动惯量通过速比换算所得数据;所述的惯性质量数据用旋转质量换算系数表示,旋转质量换算系数与动力性测试时整车质量相乘即为惯性质量。
5.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:
在所述的第5步中,所述的工况中每个时刻的瞬间行驶阻力包括工况中每个时刻的瞬间滑行阻力与工况中每个时刻的惯性阻力;
其中,用每时刻的行驶速度作为变量代入所述的第3步中采用的一元二次方程,即可获得工况中每个时刻的瞬间滑行阻力;
其中,用每一时刻与上一时刻的速度差与每一时刻与上一时刻的时间差的比值,即为工况的该时刻的瞬间加速度;使用所述的瞬间加速度、续驶里程测试时整车质量与旋转质量换算系数的乘积,即为工况中该时刻的惯性阻力;
所述的工况中每个时刻的瞬间行驶阻力为工况中该时刻的瞬间滑行阻力与工况中该时刻的惯性阻力之和。
6.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:在所述的第8步中,纯电动车型常用最高转速包括9000、12000、15000(rpm);常用速比包括7~11。
7.按照权利要求1所述的新能源汽车动力匹配方法,其特征在于:在所述的第10步中,根据竞品车型车速曲线即速度—时间曲线,进行拟合;采用EXCEL中“添加趋势线”的方式实现;将其对应关系进行结合阻力转化为功率。
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