基于Modelica的純電動客車多領(lǐng)域建模與仿真.pdf

1、隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻和節(jié)能環(huán)保意識逐漸深入人心，對純電動汽車的開發(fā)與研究已經(jīng)成為新時代的焦點。純電動汽車整車系統(tǒng)的開發(fā)研究涉及機(jī)械、電子、控制、熱力學(xué)等多個學(xué)科，是典型的復(fù)雜多領(lǐng)域系統(tǒng)，其多領(lǐng)域建模過程不僅要求模型貼近系統(tǒng)實際，而且對模型的集成能力提出了更高的要求。當(dāng)前，純電動汽車的建模與仿真的研究大多局限于單一領(lǐng)域，較少涉及及處理不同領(lǐng)域建的耦合關(guān)系，為了全面提升純電動汽車的綜合性能，有必要利用多領(lǐng)域協(xié)同仿真技術(shù)，在統(tǒng)一環(huán)境下進(jìn)行整

2、體系統(tǒng)的建模與仿真，實現(xiàn)多個領(lǐng)域的集成，從而有效地縮減仿真與真實結(jié)果之間的差距。
　　基于以上背景，本文以某款純電動客車為研究對象，選用一種適用于復(fù)雜系統(tǒng)的多領(lǐng)域統(tǒng)一建模語言Modelica對其進(jìn)行系統(tǒng)級建模與仿真，主要研究工作如下：
　?。?）在分析常用電池建模方法的基礎(chǔ)上，選擇了適合純電動汽車電池建模的PNGV等效電路模型并對其參數(shù)進(jìn)行了辨識，在充分考慮溫度效應(yīng)對電池性能的影響下構(gòu)建了基于溫度效應(yīng)的等效電路電池模型；根據(jù)

3、永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立其等效電路模型，并在充分考慮其各種損耗的基礎(chǔ)上，基于Modelica語言建立考慮損耗和溫度效應(yīng)的 PMSM詳細(xì)模型，模型中對電機(jī)內(nèi)部的機(jī)電耦合和磁電耦合進(jìn)行了模擬，充分考慮了機(jī)、電、磁、熱等多個學(xué)科的耦合關(guān)系；基于Modelica提供的機(jī)械和動力學(xué)基礎(chǔ)元件，建立了液壓制動系統(tǒng)和多體動力學(xué)的雙橫臂獨立懸架和板簧懸架，并根據(jù)魔術(shù)公式構(gòu)建了輪胎多體模型。
　　（2）構(gòu)建了系統(tǒng)一致的總線信號及接口，實現(xiàn)了整車數(shù)據(jù)

4、的交互傳遞和不同領(lǐng)域模型的交叉融合；根據(jù)油門開度、踏板開度以及方向盤轉(zhuǎn)角信號對駕駛意圖進(jìn)行了表達(dá)，并基于Modelica電子元器件庫建立了包含再生制動、力矩分配和行駛狀態(tài)控制的整車控制器模型。
　　（3）對建立的子系統(tǒng)模型進(jìn)行集成，構(gòu)建了純電動汽車整車仿真模型，并根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對模型進(jìn)行動力性、工況跟隨性、經(jīng)濟(jì)性、操控性和制動安全性仿真，通過國標(biāo)的相關(guān)規(guī)定和實車的數(shù)據(jù)對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。
　　結(jié)果顯示模型仿真數(shù)據(jù)與實車試驗