纯电动汽车动力系统匹配及续驶里程仿真
电动汽车等速行驶里程仿真
本例中驾驶员质量 m ren 为 70kg，设定电池能量 E 范围40～103kW·h，放电效率 β 取值98%，等速行驶速度为60km/h。
借助Matlab软件计算得出电动汽车60km/h等速行驶时在不同电池能量下的续驶里程， 如图1所示。当E =69kW·h时，续驶里程 D y =643.4km。
电动汽车NEDC循环行驶里程仿真
NEDC驾驶循环由4个市区循环和1个市郊循环程序组成， 理论试验距离为11.022km，时间为19min40s，具体详见GB/T 18386－2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》，如图2所示。
1.市区循环概况
一个基本市区循环时间是195s，其中停车60s，占30.77%；加速42s，占21.54%；等速59s，占30.26%；减速34s，占17.44%。一个基本城市循环的理论行驶距离是1 017m，平均速度为18.77km/h。
基本市区循环组成如图 3所示。等速阶段：3、8、14和16；加速阶段：2、6、7、11、12和13；减速阶段：4、9、15和17。
2. 市郊循环概况
一个市郊循环时间是400s，其中停车40s，占10%；加速109s，占27.25%；等速209s，占52.25%；减速42s，占10.50%。一个市郊循环的理论行驶距离是6 956m，平均速度为62.60km/h。
等速阶段：6、8、10、12、14；加速阶段：2、3、4、5、9、11、13；减速阶段：7、15、16、17；基本市郊循环组成，如图4所示。
3. 计算公式及算法
（1）等速工况 等速行驶功率见式（13），等速工况行驶里程 D y 为
（2）加速、减速行驶工况 加速行驶功率
（3） NEDC续驶里程计算 1 个基本市区循环内能量消耗量等于多段加速行驶过程、多段等速行驶过程、多段减速行驶过程能量消耗量之和。默认停车及整车待机时功耗忽略不计。
式中：h 为制动时能量回收效率,当关闭能量回收功能时为0%；行业内能量回收效率普遍为60%～75%，当开启时，取值75%。
1个基本市区循环行驶里程等于多段加速行驶过程、多段等速行驶过程、多段减速行驶过程行驶里程之和。
同理，1 个市郊循环内能量消耗量及行驶里程分别为 E sj 、 D sj 。
综上所述，NEDC循环行驶里程为
β 为电池放电效率， 取值98%，E 范围 40～103kW·h 。借助Matlab软件计算得出在关闭或开启能量回收功能时，不同电池能量情况下的整车续驶里程，如图 5和图 6所示。
图上对比看出，能量回收开启后续驶里程增加了约28.7%。按照此续驶曲线，还可以预估出此款车搭配其他能量电池系统时的续驶里程。
（4）理论计算与实车NEDC测试结果对比 将这5种车型的整备质量、电池质量能量密度、电池能量等参数输入至公式及模型中，计算得出的NEDC行驶里程与实测里程最大误差、最小误差分别为9.3%和2.9%，模型准确度良好，但仍有继续优化的空间。
NEDC续驶里程实测示意图如图7所示，仿真计算续驶里程与NEDC实测里程对比见表 2。
图7 NEDC续驶里程实测示意
结 语
通过将前期整车设计要求的输入，经过公式计算出电动机、传动系统关键参数，为后续电动机的选型和匹配提供了指导意见。同时将NEDC循环工况分段处理，构建数学模型。理论计算出整车在不同电池能量下的NEDC行驶能耗及续驶里程，与实测数据对比误差不超过10%，说明此方法合理有效，可对后续车型进行较高准确度的续驶仿真，也为车企整车动力设计人员提供了一种科学、实用的计算思路。
参考文献
[1]张勇斌.汽车性能与评价 [M].北京：化学工业出版社，2016：25-26.
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[3]熊明洁,胡国强,闵建平.纯电动汽车动力系统参数选择与匹配[J].汽车工程师，2011（5）：37-38.
[4] 崔胜民. 新能源汽车技术解析[M].北京：化学工业出版社，2016：98-101.
[5]GB/T 18386－2017.《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》[S].北京：中国标准出版社，2017.
作者： 刘 宝 泉
单位： 威马汽车科技集团有限公司 （浙江 温州）
本文已在《汽车工艺师》杂志2020年第 11 期发表，
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编辑： 畅 达