电子仿真系统在新能源汽车教学中的应用研究

邱学军

摘要：在一定程度上因为传统能源短缺和环境污染问题的加重，新能源汽车的发展正在受到国家的重视，其中电动汽车因为其自身能量的转换效率是相对较高的，运行过程中排放质量好等多种优势成为当前的一个发展热点。充分将计算机中的电子仿真系统和技术应用在新能源汽车教学过程中，是能够在研发初期为新能源汽车的设计提供参考，并且在后期对新能源汽车的动力性能和控制等进行相对应的优化。基于此，本文主要是针对电子仿真系统在新能源汽车实际教学过程中的应用进行详细探讨，予以有关单位参考与借鉴。

关键词：电子仿真系统;新能源;汽车教学;应用研究

前言：

现目前新能源汽车代表了全球汽车产业的发展方向，最近几年来，世界各国与汽车生产厂家投入大量的资金对新能源汽车的研究和分析进行研发。我国从战略上进行考虑，投入大量的资金对新能源汽车的研发进行分析研究，从而来改变我国石油能源紧缺的现状，实现当前汽车尾气污染的减小，改善我国大中城市的空气质量等问题。笔者在本文中主要是从建立电动汽车仿真模型，并以此为基础来增强汽车的控制板块和对增程式电动汽车的控制对策进行仿真和研究，希望教师能够将其应用在教学过程中，这样能够起到提高教学的整体质量。

1、动汽车仿真模型的建立与增程式电动汽车性能分析

1.1 电动汽车仿真模型的建立

电动汽车的仿真模型是可以在ADVISOR原来的纯电动汽车的基础之上去进行了再次的开发。下图一当中是开发的纯电动汽车总成仿真模型示意图。在一定程度上模型主要包含了整车模块、道路工况模块以及汽车变速箱模块和蓄电池模块、车轮模块和最后的整车控制模块以及电机和控制器模块。对于其他类型的电动汽车，是能够根据增加相对应的仿真模块的，这样能够更贴近实际。

因为当前电动汽车的发展还是受到了电池技术和充电设备的限制，其自身在续航里程和充电不便利等方面是存在较大的问题，为了能够让电动汽车达到消费者的需求，所以相关研究人员需要通过去增加电池容量来进行实现。所以，电动汽车电池容量的增加是会直接导致电池所占有的重量和体积，并且还会严重影响到电动汽车的制造成本。增程式电动车不是像并联式混合电动汽车一样具有两套机械连接动力驱动系统，增程器不能直接驱动电动汽车车轮，而是通过提供电能，给予电机和蓄电池供电来提高汽车行驶里程等特点。

1.2 增程式电动汽车运行模式

在一定程度上增程式电动汽车蓄电池通常是可以满足消费者的短途形式，在流逝千米以内是不需要去开启增程器的，在這个时候汽车是以电动汽车的模式来运行的;在当用户要想进行长距离行驶时，汽车的内部控制系统是需要进行相对应的增程器开启，并增加车辆在持续行驶过程中的行驶里程数。汽车发动机的发电机形式增程式电动汽车的实际运行模式包含了下面两种模式;第一种是纯电动运行模式;这种模式对于用户来说，每天所行驶的里程数相对较短，在实际运行期间，汽车蓄电池通常都是要高于设定值的，增程式电动汽车相对于纯电动汽车，如下图三所示;在某种程度上蓄电池给电机所提供的电能，去驱动汽车就进行行驶，这个时候哦发电组成和发动机增程器模块不是向外进行能量输出的，是处于关闭状态的。第二种就是增程运行模式;该模式是在汽车蓄电池预定值较低时，整个车辆的控制系统驱动发动机，驱动发电机所提供的电能是能够提供给汽车所需要的动力的，从而进入到增程的运行模式中，如下图三所示，发电机的电能和蓄电池供电并联，是能够放慢X蓄电池SOC的速度，并增加行驶里程数。

1.3 动力性能仿真

在一定程度上，为了能够了解设计的增程式电动汽车的动力性能，主要选取了我国比较常用的汽车标准道路的实验工况ECE+EUDC进行实际仿真，在进行仿真过程中的工况所包含了加速、减速、均速、和匀速等多个不同车速和负荷所构成的城市道路工况循环，与城郊高速公路道路工况，对新能源汽车的动力性进行全面比较，从中测试动力性能仿真项目包含了下面几部分，爬坡性能动力性仿真和加速性能仿真以及最高车速仿真等项目内容。

2、系统的仿真建模

2.1 发电系统模块

充分考虑到汽车的发电机和发动机是比较复杂的，其自身的特性还没有完全得到掌握。所以，在建模之前，对于某些部件进行台架的实验，并根据其自身的在试验台架上的测试结果，去的得到相对应的曲线图，在建模过程中，基于MAP的图来建立仿真的模型;这样做一方面能够用实验的具体数据来形成MAP图形作为具有数据支撑的仿真模型，从而提高其可信度;另一个方面是因为采用MAP图形来代替比较复杂的数学描述，这样也是能去降低模型建模的具体复杂程度。，在发电系统和发电机的系统层面，为了能够起到简化模型的作用和利用实验数据来建立数据表的作用，也是一种数据模型的表现形式。

2.2 整车控制器模块

在一定程度上整车控制器的模块中控制策略主要是根据汽车的车速去计算车辆的总功率需求的，并根据所得到的动力电池SOC数值来判断整车所处在的驱动模式下，这对于实际应用在不同的工作模式当中，根据实际需求功率向动力源头的控制器模块所发出的动力源转速要求，对整车的工作模式包含了下面两种;第一种是联合驱动模式;在汽车加速条件下，通过动力发动机与电池的联合驱动，能够让发动机处于较高的转速，让其提高汽车燃油的经济性;第二是纯电动模式;该模式是在功率较低情况下所进行的，比如在启动循环工况时，电池的SOC数值，然而纯电动模式的应用是避免发动机在低功率区域所运行的。

结语：

总而言之，笔者主要是以新能源汽车的动力和电子仿真系统的模型应用作为研究对象，并通过相关研究和实验的数据得出了相对应的结论。在应用仿真模型对新能源汽车工况下进行仿真，其仿真的数据结果也是超乎预期，这样能够进一步的提高整车控制，优化性能，为仿真系统在新能源汽车中的应用奠定基础。

参考文献：

[1] 张程，金涛.新能源汽车散热风扇驱动系统仿真研究[J].中国测试，2016，39（1）：101-104.

[2] 韩新江.新能源汽车永磁同步电机及控制系统的设计应用研究[J].时代汽车，2017（14）：121-122.

[3] 新能源汽车冷却系统性能分析及优化控制的研究[D].江苏大学，2018.

（作者单位：淮南市职业教育中心）