纯电动轿车多领域统一建模与操控稳定性仿真分析

【摘要】纯电动汽车是典型的多领域综合系统,包含机械、电子、液力、控制等不同领域并相互耦合。高功率密度电驱动技术、动力电池组的组成技术、底盘技术和控制优化技术是电动汽车技术攻关的核心。为了准确地研究纯电动汽车的动力性、经济性、操控稳定性等各项性能指标,不仅要对汽车各领域子系统进行部件分析,还要对整车集成系统进行综合研究。传统电动汽车仿真只针对单一领域,各领域模型之间难以做到无缝集成,从而影响数据传递、仿真精度及建模效率。Modelica语言可以基于统一的建模环境对纯电动汽车这种涉及多学科多领域的综合系统进行建模与仿真分析,得到更为准确的仿真结果。本文针对某款纯电动汽车实际物理结构,应用多领域统一建模语言Modelica建立电动汽车底盘多体模型库,轮胎路面模型,电机及电池子模型库,定义统一的各子模型库接口,实现不同领域子模型的连接。首先,根据纯电动汽车的基本结构对其在机械领域、电气领域和控制领域进行模块化分解,并依据Modelica语言的建模机制与方法,定义统一的连接接口和信号传递接口。其次,基于Modelica标准模型库建立底盘多体动力学模型,包括悬架的基本组件、转向的基本组件、电动助力转向基本组件以及轮胎路面的模型,完成悬架系统、转向系统及电机电池的建模,针对各悬架及转向系统做了悬架KC试验,仿真结果表明模型的正确性。在此基础上,依据统一的信号传递接口,完成底盘系统与电机、电池及等各领域子系统之间的连接,建立纯电动轿车的多领域模型。最后,通过根据国家标准对仿真模型进行多领域仿真试验,分析及评价其操控稳定性,并另外一款轿车数据作横向对比。结果表明,模型仿真数据与对比试验数据变化基本一致,验证了本文方法的有效性。纯电动汽车模型库作为一个有用的分析工具,为电动汽车底盘设计和性能分析提供了一种高效的数字化手段,对电动汽车设计研究具有一定指导意义。
【作者】田丽娟；
【导师】陈新度；夏鸿建；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】Modelica/MWorks；多领域建模；纯电动汽车；底盘系统；

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