基于ADVISOR软件的纯电动汽车经济性能仿真

唐伟，唐岚

（西华大学交通与汽车工程学院，四川成都 610039）

基于ADVISOR软件的纯电动汽车经济性能仿真

唐伟，唐岚

（西华大学交通与汽车工程学院，四川成都 610039）

在ADVISOR软件的基础上，建立某种纯电动汽车整车模型，分析影响纯电动汽车经济性能的参数，并获得电池电容、电池电量对汽车经济性能影响的仿真曲线。仿真结果表明：该文可为汽车仿真参数匹配提供参考，并根据仿真结果拟合出能量消耗的经验公式。

纯电动汽车；ADVISOR仿真；参数匹配；经济性能

0 引言

降低能源消耗和环境污染已经逐渐成为汽车发展的主要方向，而纯电动汽车因其能源消耗少、零排放等优势，其关键技术逐渐成熟起来。纯电动汽车发展脚步之所以缓慢，是因为其动力性能远不如传统汽车，某些性能较传统汽车有一定的差距，尤其是动力性能和经济性能。纯电动汽车的经济性能主要包括对其在等速行驶、加速行驶和循环工况下的能量消耗率和续驶里程等的计算，通过仿真获得相应结果和曲线，分析影响某些参数对纯电动汽车续驶里程的影响，并拟合出计算能量消耗的经验公式，由此获得影响纯电动汽车经济性能的参数，为实验和实车参数匹配提供理论参考。

1 纯电动汽车经济性能分析

纯电动汽车的经济性能是在保证动力性能的基础上，汽车以尽量少的能量消耗行驶的能力，纯电动汽车以等速行驶、加速行驶和循环工况下的能量消耗率和续驶里程来决定经济性能的优劣。纯电动汽车能量消耗率是动力电池存放的电量维持汽车某一工况下运行的能力，如单位里程消耗的能量、百公里消耗能量；续驶里程是指纯电动汽车从动力电池全充满状态开始到试验规定结束时所走过的里程，如以45 km/h行驶的里程等[1]。不同的纯电动汽车在不同的行驶工况下能量消耗率和续驶里程可能会不同，很难用统一的公式进行计算，本文将运用ADVISOR建立仿真模型，得出纯电动汽车的续驶里程和能量消耗率[2]。

2 电动车整车仿真模型

以某款纯电动汽车为原型建立ADVISOR仿真模型，分析影响纯电动汽车经济性能的参数。以下是昌河某款纯电动车的部分整车参数，此纯电动汽车驱动电机采用永磁直流电机，动力电池采用综合性能相对优越的镍氢电池[3]，并应用ADVISOR软件建立其经济性能仿真模型。

表1 仿真参数

模型建立：根据表1中的参数，利用ADVISOR软件建立纯电动汽车的仿真模型，包括车辆选择、电机选择、电池选择、变速器参数设置和其他附件的设置。

在仿真第二视图中可以设置仿真的加速性能参数和爬坡性能参数以及道路循环工况选择，仿真中道路循环工况选择欧洲城市道路循环工况CYC_ECE_EUDC，原因在于它和我国很多城市的道路工况很相同，如图1所示。显示的是单循环工况，时间为1225s，路程为10.93km，平均行驶速度为32m/s。

图1 欧洲城市道路循环工况CYC_ECE_EUDC

3 参数匹配及仿真结果分析

影响纯电动汽车经济性能的因素很多，模型建立较为复杂，因此只对主要的一些参数进行对比仿真，匹配出使纯电动汽车经济性能达到要求的参数。经济性能通过能量消耗和续驶里程两个方面体现，其中，由电池SOC值表明纯电动汽车的能量消耗情况，仿真中会得到电池SOC值的仿真结果曲线。

在ADVISOR软件的第三视图中能看到仿真结果曲线，如图2所示，并分析可能影响纯电动汽车经济性能的参数。

图2 昌河纯电动车仿真结果

图2显示此纯电动汽车在选定循环工况下的车速变化和电池荷电状况（SOC），可以看出车速还是能够满足大多数道路工况要求的车速，SOC值表示电池内剩余的电量百分比，它的大小直接决定汽车的续驶里程。在假想情况下，如果纯电动汽车一直行驶至其蓄电池内电量为零，即SOC值为零时，纯电动汽车所行驶的路程就为蓄电池的续驶里程，但现实情况蓄电池SOC值还没到达零时就要给其充电。仿真结果表明其续驶里程为177.9 km。

3.1 电池电容对纯电动汽车经济性影响

电池的容量是指完全充电的蓄电池在规定条件下所释放的总电量，它的选择会影响车辆行驶的续驶里程，同时也会影响车辆整车质量和行驶的动力性要求[4-5]。在上述纯电动汽车的基础上，仿真参数设置中将电池电容分别设为10，20，30，40，50，60Ah，并在全工况和单循环工况下进行仿真[6]，得到仿真结果曲线如图3和图4所示。

图3 全工况下电容影响电池soc变化情况

图4 单循环工况下电容影响电池soc变化情况

图3中从左往右、图4中从下往上的曲线分别表示电池电容为10，20，30，40，50，60Ah在不同工况下纯电动汽车的续驶里程。由表2可知，在全工况下，随电池容量的增加纯电动汽车续驶里程也相应增加，可以进一步表明电池容量对纯电动汽车续驶里程起到决定性作用。

表2 全工况下的续驶里程

3.2 电池电量对纯电动汽车经济性能的影响

电池能量是指在一定标准所规定的放电条件下，电池对外做功所能输出的电能。相同电池容量的电池模块组数越多则电量越大，仿真参数设置中，将电池模块数分别设置为30，33，36，40，44，47，50，得到仿真结果曲线见图5和图6。

图5中从左往右、图6中从下往上的曲线分别表示纯电动汽车电池模块数为30，33，36，40，44，47，50在不同工况下纯电动汽车的续驶里程。由表3可以清楚地看到电池组数越大，续驶里程越大，但电池组数越多汽车整车质量将增大，又会影响汽车动力性能，然而必须在满足动力性能的前提下研究其经济性能。

图5 全工况下电量影响电池soc变化情况

图6 单循环工况下电量影响电池soc变化情况

表3 全工况下的续驶里程

3.3 电机功率对经济性能的影响

电机作为纯电动汽车的动力部件，它的性能参数会对纯电动汽车的经济性能产生影响[7-8]。电机的参数很多，下面以不同电机功率进行仿真分析。

图7 全工况下电机功率影响电池SOC值情况

表4 全工况下续驶里程

图7中从上往下分别表示纯电动汽车在全工况下电机功率为10，20，30，40，50 kW时电动汽车的续驶里程。表4可以看出电机功率越大纯电动汽车的续驶里程越小，电机功率越大汽车的动力性能可能会更好，但其相对质量就越大，需要更多的能量维持运行；反而功率越小，电池更多的电能可供行驶，续驶里程就越大，但是太小了可能又达不到汽车动力性要求。因此电机功率应满足其能够胜任动力性要求，同时达到最经济最合理。

图8 纯电动汽车等速行驶能量消耗与车速关系

3.4 能量消耗分析

能量消耗作为经济性能优劣的另一指标，因其评判标准较多，建模较为复杂，本文由电池荷电状况反映能量消耗情况。汽车等速行驶所消耗的能量作为另一评价标准，由计算公式：能量消耗=电池全充满的电量/总续驶里程，并通过拟合得到经验公式[9]。

经验公式：

4 结束语

仿真中对评判纯电动汽车经济性能的指标续驶里程和体现能量消耗的电池荷电状况进行了仿真，从影响续驶里程和能量消耗的主要参数入手，取不同的参数值，最终匹配出能使纯电动汽车经济性能达到较好状况或者匹配要求的参数。由仿真结果和曲线可看出这些参数对纯电动汽车经济性能的影响程度，仿真结果可以为实验和实车参数匹配提供理论参考。

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[2]张祥，赵韩，钱立军.电动汽车仿真软件ADVISOR[J].汽车研究与开发，2003（4）：14-16.

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Simulating econom ic performance of electric vehicle with ADVISOR

TANG Wei，TANG Lan
（School of Transportation&Automotive Engineering，Xihua University，Chengdu 610039，China）

On the basis of ADVISOR，this article constructs a kind of electric vehicle model and analyzes these parameters which affect the economic performance of electric vehicle.Moreover，it records these relevant curves between economic performance and battery capacity，battery level and motor power respectively.These results of simulation indicate that itwill contribute to provide reference to vehicles parametermatching.In the basis of these results，empirical formula of energy consumption can be fitted.

electric vehicle；ADVISOR simulation；parameter matching；economic performance

U469.72；F403.7；U468.3；TP391.9

A

1674-5124（2013）03-0113-04

2012-12-11；

：2013-02-05

四川省车辆工程重点学科项目（SZD0410）四川省高校“汽车工程实验室”（SGXZD9902-10-1）

唐伟（1988-），男，四川广安市人，硕士研究生，专业方向为汽车性能测试。