纯电动汽车整车能量建模与仿真分析

纯电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车，其动力电池组储存的电能将直接影响着电动汽车的续驶里程。如何合理的使用这些有限的电能量，很大程度上决定了纯电动汽车的使用性能。文章首先从电化学的原理出发，建立了锂离子动力电池的电动势和内阻基于电池荷电状态值SOC的数学模型，并根据实验所得的测试数据，确定了某锂离子电池的容量特性和电压特性。利用Peukert方程的变形式，用线性插值法计算出锂离子电池的Peukert常数β值；利用最小二乘法拟合了该动力电池的容量特性、电动势和内阻特性曲线；在50A的放电电流下，数学模型的计算值与试验结果的最大相对误差为2.59％。然后引用较成熟的三相异步交流电机的数学模型建立了纯电动汽车传动系中电机的能量特性模型。利用该模型可计算出动态条件下电机定子相电流、相电压的变化。文章从传统的汽车理论出发，结合锂离子动力电池和电机的数学模型，分析了纯电动汽车整车的能量消耗途径和大小；基于欧洲ECE循环驱动模式，建立了纯电动汽车的功率消耗与电池的充放电电压、电流以及电机定子电压、电流之间的关系，并在此基础上分析了纯电动汽车的续驶里程和制动能量的回收问题。最后还将数学模型的计算值与实验数据进行对比，验证了数学模型的正确性。