【正文】 征（道路路況對(duì)電動(dòng)汽車的負(fù)載力影響）、在應(yīng)用國(guó)際國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，也可以自行定義。 綜合考慮電動(dòng)汽車的操作人員及操作特征，如檔位更換對(duì)整車的運(yùn)行性能影響； 其計(jì)算輸出應(yīng)包括各個(gè)部件的輸入、輸出結(jié)果，如電機(jī)輸入、輸出，傳動(dòng)系輸入、輸出結(jié) 果及各個(gè)部件的輸出等；這對(duì)于考慮整車情況下的部件性能設(shè)計(jì)和評(píng)估具有重要的價(jià)值； 基于整車車況的運(yùn)行特征和負(fù)載及變化情況，建立針對(duì)公司 PMSM 電機(jī)控制的動(dòng)態(tài)性能分析及控制調(diào)校設(shè)計(jì)平臺(tái)； 建立以電機(jī)性能、驅(qū)動(dòng)控制及控制動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能為中心的整車匹配性能仿真平臺(tái)，綜合考慮電機(jī)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性下的電動(dòng)汽車整車性能仿真，該平臺(tái)的不但將整車運(yùn)行仿真計(jì)算時(shí)把 PMSM 電機(jī)的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)特性及控制效果引入并充分考慮其對(duì)性能和參數(shù)計(jì)算結(jié)果的影響，因此可以獲得最準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，同時(shí)，對(duì)電機(jī)及各部件在動(dòng)態(tài)階段時(shí)間的性能也是一個(gè)很好的描述 ； 提供一個(gè)對(duì)部件，如電機(jī)、控制器等的試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的引入，并基于這些測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)電動(dòng)汽車整車或部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化； 提供一個(gè)基于多目標(biāo)優(yōu)化的整車設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇等功能，可以根據(jù)公司的實(shí)際情況，選擇優(yōu)化目標(biāo)，如最長(zhǎng)須時(shí)里程，電機(jī)最高使用效率及區(qū)域，最優(yōu)電源回饋等，基于這些優(yōu)化目標(biāo)，該平臺(tái)可提供整車、部件的設(shè)計(jì)參數(shù)及準(zhǔn)則。 提供一個(gè)開放平臺(tái)，在這個(gè)構(gòu)架下，部件參數(shù)變化，車型選擇、電機(jī)型號(hào)及參數(shù)等部件參數(shù)指標(biāo)、新的功能設(shè)定及參數(shù)計(jì)算等可方便引入及集成，不需要進(jìn)行對(duì)軟件構(gòu)架的調(diào)整，新增功能無縫集成。 基于總體 構(gòu)架及設(shè)計(jì)思想和所描述的功能要求， EvLab 軟件的基本構(gòu)架如下圖 51所示：下面分別描述如下： 在整個(gè) Evlab 平臺(tái)中，中間部分為基于電動(dòng)汽車的仿真模型和核心計(jì)算和模塊，在本系統(tǒng)平臺(tái)中，我們重點(diǎn)放在整車、 PMSM 電機(jī)、控制器、傳動(dòng)系、驅(qū)動(dòng)車輪系電池及其他耗能部件，其計(jì)算方法和模型均被包含在該核心模塊中，在這個(gè)核算模型中，提供兩種整車計(jì)算仿真模型，一種是基于控制電機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速為計(jì)算依據(jù)的計(jì)算方法，該方法從總體上描述電動(dòng)汽車的運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)，其計(jì)算依據(jù)依賴于電機(jī)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)， 如電機(jī)功率，效率、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速等，而忽略了電機(jī)瞬態(tài)指標(biāo)，就是說，其計(jì)算結(jié)果未能考慮整個(gè)電機(jī)的瞬態(tài)性能對(duì)車輛運(yùn)行的影響。從直觀的角度上講，這個(gè)符合我們?cè)隈{駛過程中的常識(shí)要求，但在實(shí)際上，這個(gè)階段的性能對(duì)整個(gè)車輛性能還是存在很大的影響，主要體現(xiàn)在如下方面： 1）能耗的要求：這對(duì)于電動(dòng)汽車而言，其要求節(jié)能以獲得更長(zhǎng)的續(xù)時(shí)里程，而電動(dòng)汽車在啟動(dòng)階段，對(duì)電力的消耗是非常大的，不同的策略系數(shù)，可能會(huì)在能耗、響應(yīng)時(shí)間等方面存在差異。 2）加速性要求：加速性要求作為汽車的一個(gè)可策略指標(biāo)，往往會(huì)成為車輛性能描述的重要指 標(biāo)之一，雖然電動(dòng)汽車在加速性方面可能不會(huì)有太高的指標(biāo)要求，但尋求一個(gè)合理的加速性要求，也是電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)和匹配研究的一個(gè)重要方面。 3）對(duì)不同負(fù)荷及不同路面的行駛性能要求。 因此，在基于上述穩(wěn)定參數(shù)的計(jì)算基礎(chǔ)上，為了獲得更加準(zhǔn)確的計(jì)算仿真結(jié)果，需要建立基于電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的整車運(yùn)行仿真模型，這也是該平臺(tái)所能提供的第二種仿真計(jì)算模型。 在平臺(tái)的上面部分為整個(gè)平臺(tái)的輸入單元，包括所有的整車相關(guān)、電機(jī)特性參數(shù)、傳動(dòng)系參數(shù)、車輪等參數(shù)，這些數(shù)據(jù)可以是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也可以是我們實(shí)驗(yàn)測(cè)得的測(cè)試數(shù)據(jù)；其輸入?yún)?shù)不 同，將直接引起計(jì)算結(jié)果的不同，同時(shí)，除了車輛相關(guān)的數(shù)據(jù)外，還有與運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入，這這個(gè)平臺(tái)中，重點(diǎn)考慮的是工況和路況信息，同時(shí)也在一定程度上考慮駕駛的情況； ： 在平臺(tái)的下面部分為整個(gè)平臺(tái)的計(jì)算輸出單元，輸出結(jié)果不但包括整車的運(yùn)行性能，如續(xù)時(shí)里程，爬坡能力，最高車速，加速特性，電機(jī)效率分布，傳動(dòng)等各個(gè)部件的效率分布等，同時(shí)還能分別輸出在確定路況及工況及駕駛狀況下的各個(gè)部件的計(jì)算輸出，這對(duì)于優(yōu)化單個(gè)部件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有很大的意義。 在整體平臺(tái)的左下方，為電動(dòng)汽車的匹 配優(yōu)化模塊，該模塊根據(jù)實(shí)際情況，可提供針對(duì)一定多目標(biāo)的優(yōu)化要求，從而確定在滿足該優(yōu)化目標(biāo)的情況下各部件的性能要求情況，該優(yōu)化模塊不但可以優(yōu)化駕駛，優(yōu)化整車運(yùn)行指標(biāo)，如最長(zhǎng)續(xù)時(shí)里程，最低能耗等，也可以優(yōu)化各個(gè)部件，若電機(jī)最大效率利用區(qū)間，傳動(dòng)系匹配整車后的最大傳動(dòng)及電機(jī)工作效率，制動(dòng)的能量分配和能量回饋等。該模塊對(duì)于設(shè)計(jì)最佳部件和滿足一定性能要求的車輛整車匹配具有重要的意義。 圖 52給出了基于該平臺(tái)所得到的電動(dòng)汽車性能計(jì)算結(jié)果。 該計(jì)算結(jié)果包括：加速性能，里程，續(xù)航能力，爬坡能力等方面。也包括各個(gè)模塊在動(dòng)力 參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的各種輸出。 圖 52 電動(dòng)汽車性能計(jì)算結(jié)果 圖 53 效率統(tǒng)計(jì)圖 特色功能 本軟件相對(duì)于傳統(tǒng)的 ADVISOR 軟件增加了以下 四個(gè)主要 功能： 1. 變速系擋位和傳動(dòng)比具有可選擇性 ，并與工況信息相融合 . ，多工況同時(shí) 計(jì)算 仿真 4：基于電機(jī)動(dòng)態(tài)特性的整車性能計(jì)算（該部分由于計(jì)算量很大，未能在本文中實(shí)現(xiàn)） 變速系擋位和傳動(dòng)比具有可選擇性 原有的 ADVISOR 軟件中變速器的各擋位傳動(dòng)比比值是固定不變的，用戶只能在其 m文件中進(jìn)行修改設(shè)置， EVlab 中則添加了變速器擋數(shù)選擇和傳動(dòng)比選擇的功能。打開整車參數(shù)設(shè)置界面后，點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置（手動(dòng)）”中的變速器選項(xiàng)，彈出變速器擋位數(shù)和傳動(dòng)比選擇框，如圖 54。 圖 54 變速器檔位數(shù)和傳動(dòng)比選擇框 在該選擇框中用戶可根據(jù)需要選擇電動(dòng)汽車為“自動(dòng)變速”或“恒傳動(dòng)比”行駛，也可對(duì)變速器的擋數(shù)進(jìn)行選擇，最多可選為 5個(gè)擋位，并對(duì)每一擋位的傳動(dòng)比值進(jìn)行設(shè)定。 在不同的傳動(dòng)比擋數(shù)和擋位的情況下，電動(dòng)汽車的行駛過程中各部件的運(yùn)行效率是不同的，用戶可在效率統(tǒng)計(jì)圖中對(duì)各部件的效率情況進(jìn)行查看。這樣便為在用戶在傳動(dòng)比的 設(shè)計(jì)過程中提供了參考和檢驗(yàn)，為電動(dòng)汽車傳動(dòng)系參數(shù)匹配優(yōu)創(chuàng)造了條件。以下分別為電動(dòng)汽車在不同檔位不同傳動(dòng)比比值的情況下的效率統(tǒng)計(jì)圖。下面以兩種不同檔位數(shù)和傳動(dòng)比比值的情況進(jìn)行說明：情況一為采用 3檔變速器，變速比分別為： 15,8,4；情況二為采用 5擋變速器，變速比分別為：， ,， ， 。 情況一： 圖 55 情況一條件下的仿真結(jié)果 圖 56 情況一條件下電機(jī)的效率統(tǒng)計(jì)圖 圖 57 情況一條件下的變速器效率統(tǒng)計(jì)圖 情況二： 圖 58 情況二條件下的仿真結(jié)果 圖 59 情況二條件下的電機(jī)效率統(tǒng)計(jì)圖 圖 510 情況二條件下的變速器效率統(tǒng)計(jì)圖 在情況一條件下，相同條件下電動(dòng)汽車的行駛里程為 ，電機(jī)效率在 效率區(qū)間所占的比例為 ，變速器效率在 效率區(qū)間所占的比例為 。情況二條件下，電動(dòng)汽車的行駛里程為 12km，電機(jī)效率在 效率區(qū)間所占的比例為 ，變速器效率在 效率區(qū)間所占的比例為。 可以看出在情況二的設(shè)置條件下，電動(dòng)汽車的各部件效率均有所提高，其性能也有所提升。 加入路況信息 我們知道，汽車在不同的路面行駛時(shí)，其運(yùn)行時(shí)所受到的影響是不同的，比如汽車在泥濘的路面上行駛肯定會(huì)比在良好的混凝土路面上受到的阻力更大，其能量消耗也會(huì)更多。然而傳統(tǒng)的 ADVISOR 軟件中汽車均是在同一路面情況下行駛， EVlab 平臺(tái)在加入路況信息選擇功能后將使仿真情況與實(shí)際情況更加接近，仿真結(jié)果也更加準(zhǔn)確。 對(duì)于路況信息如何選擇已經(jīng)在第 3章中介紹過，在此不再講述，下面主要對(duì)在不同路況設(shè)置情況下的仿真結(jié)果和電機(jī)效率進(jìn)行對(duì)比分析，從而對(duì)路況信息的影響有更加深入的認(rèn)識(shí)。 下面以兩種情況進(jìn)行比較，情 況一為良好瀝青或混泥土路面 ，情況二為泥濘路面 。 情況一： 圖 511 情況一條件下的仿真結(jié)果 圖 512 情況一條件下的電機(jī)效率統(tǒng)計(jì)圖 圖 513 情況二條件下的仿真結(jié)果 圖 514 情況二條件下的電機(jī)效率統(tǒng)計(jì)圖 在情況一條件下，相同條件下電動(dòng)汽車的行駛里程為 12km時(shí)電動(dòng)汽車的 SOC值仍接近 ，而在 情況二條件下，電動(dòng)汽車的行駛里程為 的 SOC 值已接近 0?？梢钥闯雎窙r情況對(duì)電動(dòng)汽車行駛性能的影響。 多路況同時(shí)仿 真 在 ADVISOR 軟件中，仿真時(shí)都是針對(duì)單一的工況進(jìn)行仿真，而 EVlab 平臺(tái)在加入了不同路況的選擇功能后，可同時(shí)選中最多 8 種工況進(jìn)行同時(shí)仿真，縮短了多個(gè)工況進(jìn)行仿真的時(shí)間。同時(shí)，仿真結(jié)果查看時(shí)也更方便對(duì)不同路況下的電動(dòng)汽車性能進(jìn)行對(duì)比分析。 具體操作為： 在 仿真參數(shù)設(shè)置界面，點(diǎn)擊“選擇多種工況同時(shí)仿真”，可激活“仿真路況選擇”下拉菜單。對(duì)應(yīng)與上方的 8 個(gè)圖框顯示窗口，用戶可對(duì)每一圖框進(jìn)行選擇，確定后點(diǎn)擊“保存確認(rèn)”退出，如圖 537。此時(shí)在進(jìn)行后面的仿真過程中，將會(huì)根據(jù)當(dāng)前的參數(shù)設(shè)置，對(duì)所選擇的不同路況分別 進(jìn)行同時(shí)仿真。 圖 515 多路況選擇窗口 在得出不同路況下電動(dòng)汽車的仿真結(jié)果后，在“仿真結(jié)果輸出”窗口中用戶可通過在“選擇仿真路況”下拉列表中選擇需要查看的路況，如圖 538。圖 539為“ r1_CYC_NewYorkBus”路況的仿真結(jié)果圖。 圖 516 路況結(jié)果查看選擇列表 圖 517 “ r1_CYC_NewYorkBus”路況仿真結(jié)果 EVlab 平臺(tái)軟件 的具體操作和其特殊功能就介紹到這里。 參考文獻(xiàn) [1] 孫逢春 . 電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) .北京理工大學(xué) [2]李佩珩，易翔翔，侯福深 . 國(guó)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展的啟示 .北京：北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) .2021年 3月第 30卷第 1期 . 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