电动汽车仿真软件PSAT的应用_图文

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２ ０ ０ ３（ １ ２） 总 １ ７ ２ 轻 型 汽 车技 术　

技 术 纵 横　 １ ７ 　

电动汽车仿真软件Ｐ Ｓ ＡＴ 的应用　
张 翔 赵 韩 钱 立 军　 张 炳 力 六 　

摘　

要　

本 文介 绍 了应 用 电 动 汽 车 仿 真 软 件 Ｐ Ｓ ＡＴ 　 ５ ． １ 对 日本 丰 田公 司 的 混 合 动 力轿 车Ｐ ｉ ｆ ｕ ｓ 的　 仿 真 技 术 ， 它 包括 分 析 Ｐ Ｓ ＡＴ采 用 前 向仿 真 方 法 对Ｐ ｉ ｆ ｕ ｓ 的 建模 过 程 ， Ｐ ｉ ｆ ｕ ｓ 轿 车 的 动 力 系统　

结 构 和 仿 真 参数 。最 后 给 出 了仿 真 结果 ， 并 进 行 了具 体 分 析 。该 文 能 为企 业设 计 混 合 动 力　 轿 车提 供 参 考 。 　 叙词 ： 电动 汽 车 混合动力汽车 仿真　

１ 引　 言　
ＰＳ Ａ Ｔ是 美 国 Ａ ｒ ｇ ｏ ｎ ｎ ｅ 国 家 实 验 室 开 发 的 电 动　

Ｓ ｉ ｒ ｎ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 环 境 中 的顶 级 模 型 。 Ｐ ｒ ｍｓ 模型分为驾驶 员 、 　 控制 器 （ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ） 、 部 件 控 制单 元 （ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ 　
Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ 　 Ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ） 和 动力 系统 （ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｍ ． 　 Ｍｏ ｄ ｅ １ ） 四　

汽 车 仿 真 软件 ，它 在 Ｍａ ｔ ｈｂ ￣和 Ｓ 　 ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ￣ 软 件 环　 境 下 运 行 。本 文 将 介 绍 应用 Ｐ Ｓ Ａ Ｔ５ ， １ 的试 用 版 本 对　 日本 丰 田公 司 的 混 合 动 力 轿 车 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 进 行 建 模 与 仿　
真 的研 究 工作 。 　

个模块 。其 中驾驶员模块根据道路循环 的请求速度　 和 汽 车 实 际速 度 ， 使 用 比例 积 分 ＰＩ 控制器 ， 计 算 出对 　
车轮 的驱 动 扭 矩 。 控制器模块主要包括 控制策略 ， 它　 分为 驱动 （ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ）、制 动 （ Ｂ ｒ ａ ｋ ｎｇ） ｉ 、换 档　

２ 混合 动力 轿 车 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 介 绍　
混 合 动 力 轿 车 Ｐｆ ｉ ｕ ｓ 采用汽油机 、 电 动 机 和 发 电　 机 三 种 动 力 源 驱 动 ，通 过 行 星 齿 轮 分 配各 种 能 源 的　

（ Ｓ ｈ ｇ ｔ ｍｇ） 和瞬态 （ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ） 四部 分 ， 其 作 用是　 将对汽 车动力 系统 的请求扭矩 按照一定 的策略分 配　
给 发 动机 和 电 动机 ，并 且 将 这 些 控 制 信 息 传 递 到 部 　 件 控 制 单 元 。部 件 控制 单 元 的 作 用 是 生 成 汽 车各 部 　 件 的 控 制 命 令 ，它 们 包 括 发 动 机 命 令 ｃ ｍｄ — ｅ ｎ ｇ 、 排　
蓄 电池 　 电动机 　

？ 昆 合 程度 ，其 中发电机和 电动机都 同时具有 电动机　 和 发 电 机 的 功 能 。 发 电机 主要 用 于 在 发 动机 正 常 工　
作时 ， 发 电机 对 蓄 电 池 充 电 ， 另外 在汽 车起 动时 ， 作　

为 发 动 机 的起 动机 。 电动 机 的作 用 是 根据 汽 车 的 不　
同 工 况 来 辅 助驱 动 或 再 生 发 电 。Ｐ ｒ ｍｓ 的 动 力 系 统 结　

构 图见 图１ 。 　
２ ． １混 合 动 力 轿 车 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 的 仿 真 模 型　

目前 电 动 汽 车 仿 真 方 法 通 常分 为前 向仿 真 方 法　

（ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ － ｌ ｏ ｏ ｋ ｍｇ） 、 后 向 仿 真 方 法 （ ｂ ａ ｃ ｋ — 　 ｗａ ｒ ｄ － ｌ ｏ ｏ ｋ ｎ ｉ ｇ） 和混 合仿真方法三种 ， Ｐ ｓ Ａ Ｔ 软件采　 用前 向仿真方法 。 　
２． ２ 　 Ｐ Ｓ ＡＴ中 的 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 模 型　

Ｐ ＳＡ Ｔ的模 型 是 根 据 用 户 对 动 力 系 统 的 定 义 ， 　 动态 生 成Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 的ｍｄ ｌ 格 式 的 文件 ， 图２ 是Ｐ ｉ ｆ ｕ ｓ 在　 ★张 翔 赵 韩 钱 立军

发 动机 　

图 １ 　 混 合动 力轿 车 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ的动 力 系统结构 图　

张炳力 ： 合 肥 工 业 大 学机 械 与汽 车 工程 学 院 。 　

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１ ８ 　 技 术 纵 横　

轻 型 汽 车技 术

２ ０ ０ ３（ １ ２） 总 １ ７ ２ 　

气系统命令 ａ ｍ 　 ｄ ＿ ｅ ｘ 、 机 械 附 件命 　 令ｃ ｍｄ — ａ ｃ ｃ ｍｅ ｃ ｈ 、 电 动 机 命 令　
ｃｍ ｄ
—

Ｉ ｎ ｃ 、 　 发

电

机

命

令　

ｏ ｎｄ
＿

ｍｃ ２ 、 变 速 系 统 命 令　
ｔ ｘ 和 车 轮命 令 ｃ ｍｄ — ｗｈ， 然　

ｃｍ ｄ
—

后将 控制命 令传递到动力 系统 模　 块 。 动力 系统 模 块 包 括 发 动 机　 （ ｅ ｎ ｇ — ｖ １） 、排气 系统 （ ｅ ｘ — ｖ ２） 　 机 械 附件 （ ａ ｃ ｃ ｍｅ ｃ ｈ — ｖ １） 、 蓄 电　
池 （ ｅ ｓ 　 ｓ 　ｖ １） 、电 气 附 件 （ ａ ｃ ｅ — 　
—

ｅ ｌ ｅ ｃ

ｖ １） 、 电动机 （ Ｉ ｎ ｃ ＿ ｖ １ ） 、 发　 （ ｍｃ ２ 一 ｖ １ ） 、 行 星 齿 轮　

电机

（ ｔ ｘ ＿ ｖ ４） 、 主减速 器 （ ｆ ｄ — ｖ １ ） 、 车　

轮（ ｗｈ — ｖ １ ） 和 车辆 （ ｖ ｅ ｈ — ｖ １ ） 模　

型。 这些 模型经过计算 ， 得到汽 车　 中各 个 部 件 的工 作 状 态 ，并 且 将 　

这 些 参 数 组 合 成 动 力 系统 信 息　
ｐ ｗｔ ＿ ｉ ｎ ｆ ｏ 反馈到控制器模 块 。 　 Ｐ Ｓ Ａ Ｔ内部 部 件 模 型 之 间 的　 这 种 联 系 接 近 于 车 辆 的 实 际 情　

况 ，因此这 种仿真方法 比混合 仿　 真 方 法 和后 向 仿 真 方 法 的计 算 结　
图 ２ 　 Ｐ Ｓ ＡＴ 中 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ的 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 模 型　

果 更准 确 。但是 Ｐ Ｓ ＡＴ的计 算 速　

表 １ 　 车 辆 模 块 的 仿 真 参 数　
参数 名称　 Ｐ Ｓ Ａ Ｔ 的变量　 参数 值　
Ｏ ． ６ 　

度通 常要 比采用混 合仿真方法和后 向仿真方法 的软　
单位　

件（ 例如Ａ ＤＶＩ Ｓ ０Ｒ软 件 ） 要慢许 多 ， 通 常 它 采 用４阶　

前 轴 轴 载 质 量 比重　 ｖ ｅ ｈ — ． ｒ ａ ｔ ｌ ｏ — ． ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ＿ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ 　

的Ｒ ｕ ｎ ｇ ｅ ｒ － Ｋ ｕ ｔ ｔ ａ 法计算 ， 定义 固定步长 为０ ． ０ 　 １ 秒 。为　
ｍ　

重心 高度　
风 阻系数　
迎风 面积　

ｖ ｅ ｂ — — ｃ ｇ — ． ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ 　
ｖ ｅ ｈ — ｔ ｏ ｅ ｆ ｉ ＿ ｄ ｒ ａ ｇ 　
ｖ ｅ ｂ —ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ Ｌａ ｒ ｅ ａ 　

Ｏ ． ７ ７ 　
０ ＿ ３ 　
１ ． ７ ４ ６ 　

此Ｐ Ｓ Ａ Ｔ 提供 了编译 版本 ， 能加快 仿真速 度 ， 在 短时　 间内 ， 连续运行多个仿真 。 　

ｍ　 ２ 　

３混合 动力 轿车 Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 的仿 真参 数　
Ｐ Ｓ Ａ Ｔ中Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 的仿 真 部 件包 括 车 辆 （ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ） 、 　 发 动机 （ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ） 、 驾驶员 （ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ） 、 排 气系统 （ Ｅ ｘ — 　 ｈ ａ ｕ ｓ ｔ 　 Ａ ｌ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ） 、 蓄 电池 及 其 管 理 系 统 （ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ 　 Ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ） 、 电动机 系 统 （ Ｍｏ ｔ ｏ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｉ ｅ ｒ ） 、 变 速 系　 统（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ 　 Ｓ ｉ ｏ ｎ） 、 主减 速器 （ Ｆ ｎａ ｉ ｌ 　 ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ） 、 车 轮／ 　 车桥（ Ｗｈ ｅ ｅ ｌ ／ Ａ ｘ ｌ ｅ ） 、 机械 附件 （ Ａｃ ｃ ． Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｉ ｃ ａ １ ） 、 　 电气 附 件 （ Ａｃ ｃ ．Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ １ ） 和发 电机 系统 （ Ｍｏ — 　

ｔ ｏ ｒ ／ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｅ ｒ ２） 。 下 面给出主要部件 的仿真参 数值 。 　 ３ ． １ 车 辆 模 块 的 仿 真 参 数　 Ｐ ｉ ｆ ｕ ｓ的 整 车 整 备 质 量 １ １ ７ ４． ６ ｋ ｇ，燃 料 重 量 　 ５ ０ ｋ ｇ ， 装载质量 １ ３ ６ ｋ ｇ ， 总重量 １ ３ ６ ０ ． ６ 　 ｋ ｇ 。其它参数　
图３ 发 动 机热机 耗油 率特 性 （ 扭 矩， 转速 ） 　

见表 １ 。 　

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２ ０ ０ ３（ １ ２） 总 １ ７ ２ 轻 型 汽 车 技 术　

技 术 纵 横　 ｌ ９ 　

３ － ２ 发 动 机 模 块 的仿 真 参 数　
— —

ｋ　 ｅ Ｖ　 ０ － 　 ｌ

Ｐ 　 ｉ ｕ ｓ 轿 车 的发 动 机 采 用 Ｎ型　 直 列 四缸 汽 油 发 动 机 ，其 主 要 性 　
能参数 为 ， 排 量为 １ ５ ０ ０ ｍＬ （ 变量 ： 　
ｅｎｇ—ｄｉ ｓ 　 ｐｌ ｉ ｎ ｉ ｔ ） 的发
＿

动机 ， 质 量 为　

１ ２ ４ ｋ ｇ（ 变量 ： ｅ ｎ ｇ — ｍａ ｓ ｓ） ， 最 大　
图 ４ 道 路 循 环 请 求 汽 车 的 行 驶 速 度　
■　 ‘ 　 ： 　 ：． 　 　 Ｉ 一 　 一 　 ： 　＝ ＝ ＿ 　． 　 一 　 … 　 　 ｌ

功

率

４ ３ ｋ Ｗ　

（ 　 变

量

： 　

ｅ ｎ ｇ － ｐ ｗｒ ＿ ｍａ ｘ） ， 最高转 速５ ０ ５ ． ８ 　

广 。 　 ＾ 、 厂 、 ， 　
…

。 　

——　 √　

、 　

ｒ ａ ｄ ／ ｓ 　
ｅｎｇ—ｓｐｄ
—

（ 　 变　 量　 ： 　 ｍａ ｘ — ｈ ｏ ｔ ） 。 发 动 机 特　

ｆ ／…　 　
『 　

ｌ 　

： 一 …　
＼ 　

性包 括 ： 冷／ 热 机耗油 率 （ 扭矩／ 转　
速 ）（ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ 　ＣＯＬ Ｄ ／ ＨＯＴ 　ｆ ｕ ｅ ｌ 　

ｕ ｓ ｅ （ ｔ ｒ ｑ 　 ｖ ｓ ． ｓ ｐ ｄ ） ） 和 冷／ 热机 效率　 （ 扭 矩／ 转 速 、功率 ／ 转 速 ）（ Ｅ ｎ － 　
ｇｉ ｎｅ 　 ＣＯＬ Ｄ／ ＨＯＴ　 ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ 　

图 ５ 道 路 循 环 请 求 汽 车 行 驶 速 度 与 实 际 汽 车 行 驶 速 度 的 比较 　

（ ｔ ｒ ｑ ／ Ｐ ｗｒ 　 ｖ ｓ ． ｓ ｐ ｄ ）） ， 图３ 为 发 动 机　

＾ 一 　 一 　

： 　
ｒ— Ｈ 一 一 一 　一 　一 … Ｌ　

Ｌ 　 一、 一 一 　

— 　
、　
一

’］ 『 一 　 一 ‘ 一 　

ｈ 一 　
１ 　

热机耗油率特性 。 　 ¨●＿ ＿ ● ● ］ 啊＿ －　 ３ ． ３ 电机 模 块 的 仿真参数　 电 动 机 系 统 采 用 一 台永 磁 交　

¨ 　

一 ， 　

流同步 电动机 ，其 主要性 能参 数　
● ］　 １ ● ２｝０ 　 ２ ｏ ｏ 　 了 ０ ｏ 　 ４ Ｏ ０ 　 ５ 口 ０ 　 … ０ 　 ７ 『ｌ Ｉ Ｉ 　 Ｈ ｌ＿ Ｌ ｊ 　

为 ， 质 量 ３ ８ ． １ ｋ ｇ （变 量 ： 　
ｍ ｃ
．

图 ６ 发 动 机 的 转 速　

ｍａ ｓ ｓ） ，最 大 功 率 ： ９ ０ ． １ ｋ Ｗ　

（ 变量 ： ｍｅ — ｐ ｗｒ ＿ ｍａ ｘ），最 小 电　

一 　
— — 　 — — — ＇ ｒ 　
一 　

．　

…ｆ 　 ： 　 、 　
— 　

～’ ｒ 　 一 　
Ｉ 　

— 　
— — — — 　 ： 　

压： １ ２ ０ Ｖ（ 变量 ： ｉ ｎ ｃ 　 ｖ ｏ Ｉ ｔ ＿ ｉ ｎ ｎ） ｉ ， 　

最 大 电 流 ： ７ ０ Ａ
ｍ ｅ
—

（变 量 ： 　
量　 ： 　

一

ｆ　

＿　

： 一 一 　 一 　

ｃ ｕ ｒｒ

＿

ｍａ ｘ） ， 峰 值 转 矩 ： 　
（ 　 变　

９ １ ５ Ｎｍ 　
ｉ ｎ ｃ
＿

ｔ ｒ ｑ —ｍ ａ ｘ —ｍ ａ ｐ —ｍ ａ ｘ）。 电 动 　

图７ 发 动 机 的 扭 矩 　

机 特性包 括 ： 电机效 率 （ 扭矩 ／ 转　
速 、功 率 ／ 转速 ） （ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ 　 ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ － 　
ｅ ｙ（ ｔ ｒ ｑ ／ Ｐ ｗｒ 　 Ｖ Ｓ ． ｓ ｐ ｄ ） ） 。 　

ｌ ， …　

： ： ． －　： ， 　 ≥ 一 ： ， ： ： ： 　
１ 　 ｌ

发 电机 系统 采 用 一 台 小 型 永 　

Ｉ 　 数 为 ， 质 量 ３８． １ ｋ ｇ （变 量 ： 　
ｍ ｃ２
一

磁交流 同步 电机 ，其 主要 性能参　
ｍａ ｓ ｓ） ， 最 大功率 ： １ ０ ５ ｋ Ｗ　
（ 　 变　 量　 ： 　

图 ８ 电 动 机 的 扭 矩　

（ 变量 ： ｍｃ ２ 一 ｐ ｗｒ ＿ ｍａ ｘ） ， 最 小 电　
压　 ： １ ２ ０ Ｖ 　
—

ｏｌ ｔ ｍｉ ｍｃ ２ ｖ ｎ） ， 最
一

大 电流 ： ７ ０ Ａ 　

－ 　＿ 　 ．
一 ，　

Ｉ 　 ’ 　 一 １ ｔ 　‘ 　 ’ ｌ ｒ 一 ～ 　 一 　 岫螂　 Ｔ ’ 　
Ｉ 　

（ 变量 ： ｍｃ ２ 一 ｃ ｕ ｒ ｒ ＿ ｍａ ｘ） ， 峰 值 转　
矩　 ： ２ ２ ５ Ｎｍ　 （ 　 变 　 量　 ： 　

０ …　
　 ｉ
图９ 发 电机 的扭矩　

ｆ 　

ｍ ｃ２
一

ｔ ｒ ｑ — ｍａ ｘ — ｍａ ｐ — ｍａ ｘ） 。 　

３ ． ４ 蓄 电 池模 块 的 仿 真 参 数 　

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２ ０ 　 技 术 纵 横　

轻 型 汽 车技 术

２ ０ ０ ３（ １ ２） 总 １ ７ ２ 　

Ｓ ０Ｃ值 由０ ． ５ ９ ５上 升 至 ０ ． ８ ７ ３ ， 表　

一 　 　一 　 … 　 一 ０　
一 　

、 —

， 、　

～

　

０一 　
一 一

／ ／ 　

示 汽车在行 驶过 程 中 ，发动 机作　 功 对蓄 电池 充 电 ，使蓄 电池 电量　 增加 。 　 ４ Ｉ ２ 汽 车 性 能 的 仿 真　 混合 动力轿 车 的性 能 仿真 如　
下： 　

一

　

　

一

　

＿ 一 　 一 　
． ． 一 ． 　 ．　

一

一

一

一

…

一

Ｊ

　

，　

发 动 机　
图１ Ｏ 蓄电池 系统 的Ｓ ＯＣ值　

燃 料经济性 ： ５ ． ２ ３ １ Ｊ１ ０ ０ ｋ ｍ　 Ｈ Ｃ￣ ｔ ￣ 放物 ： ０ ． １ ２ ６ ｇ ／ ｋ ｍ　 Ｃ０排 放 物 ： ０ ． ５ ３ ４ ｇ ＆ｍ 　 ＮＯｘ 排放 物 ： ０ ． ２ ２ １ ｇ ／ ｋ ｍ 　
距离 ： １ ６ ． ４ ２ ９ ｋ ｍ 　 电机（ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ ） 　

蓄 电池 系 统 采 用 镍 氢 电 池 组 ， 它分 为４ Ｏ 个 模 块　

（ 变量 ： ｅ ｓ ｓ — ｎ ｕ ｎ— ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ） ，整个 系统有２ ４ ０ 节单 体　 电池 （ 变量 ： ｅ ｓ 　 ｓ 　ｎ ｕ ｍ— ｃ ｅ ｌ １ ） ， 即 每 个 模 块 内装 有 ６ 个　 单 体 镍 氢 电 池 ，每 节 单 体 电 池 质 量 ０ ． ３ ２ ｋ ｇ（ 变量 ： 　
ｅｓ ｓ
—

Ｐ Ｍ排 放 物 ： ０ ｇ ／ ｋ ｍ 　

ｍａ ｓ ｓ ） ， 即蓄 电池 系统质量 为７ ５ ． ９ ｋ ｇ 。 每节单体　

电能消耗 ： 一２ ７ ． ６ ３ Ｗｈ ／ ｋ ｍ（ 负 值 表 示 蓄 电 池 系　
统被充电 ） 　

电池 的最小 电压 ｉ ｖ（ 变量 ： ｅ ｓ ｓ — ｖ ｏ ｌ ｔ ＿ ｍｉ ｎ ） ， 最 大 电 压　 １ ． ５ ｖ（ 变量 ： ｅ ｓ ｓ — ｖ ｏ ｌ ｔ ＿ ｍａ ｘ ） ， 即蓄 电 池 系 统 的 电压 范　 围是 ［ ２ ４ ０ Ｖ， ３ ６ ０ Ｖ］ 。最 大充 电电 流 １ ２ ３ ． ９ ６ Ａ（ 变量 ： 　
ｅｓ ｓ
＿

Ｓ ０Ｃ初 值 ： ５ ９ ． ５ ％ Ｓ０Ｃ末 值 ： ８ ７ ． ３ ２ ％　

混合能量消耗 （ Ｃ ｏ ｍｂ ｎｅ ｉ ｄ） 　 燃料经济 性 ： ４ ． ３ Ｉ ｄｌ ０ ０ ｋ ｍ （ 考 虑 到 蓄 电池 系统 　 充 电对 增 加 发 动 机 燃 料 经 济性 的 影 响 １ 　 未 来 货 车 （ Ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ 　 Ｔ ｒ ｕ ｃ ｋ ）燃 料 经 济 性 ： 　
４． ２１ Ｌ／ １ ００ｋ ｍ　

ｅｕ ￣

＿

ｅｈｇ
一

１ １ ３ ａ ｘ ） ， 最 大 放 电 电流 ３ １ ３ ． ４ Ａ（ 变量 ： 　

ｅｓ 　 ｓ
—

ｃｕ ｒｒ
＿

ｄｉ ｓ
—

Ｉ Ｔ Ｉ ａ ｘ ） 。 蓄 电池 系统 的特 性 包 括 平 均 库　
（ Ｂ ａ ｔ ｔ ａ ｒ ｙ 　 Ｒｉ Ｉ １ ｔ － Ｓ０Ｃ 　 ｐ ｅ ｒ 　

仑效率 （ Ａｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ 　 Ｃ Ｏ ｕ ｌ ｏ ｍｂ ｉ ｃ 　 Ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ） 、 充 电／ 放　
电电 池 内阻一荷 电状 态 ｃ ｅ ｌ ｌ （ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ／ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ） ） 和Ｃ ／ ５ 速 度 下 的最 大 放　
电能 力 （ Ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ 　 Ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ 　 ａ ｔ 　 Ｃ／ ５ 　 ｒ ａ ｔ ｅ） 。 　

统计值（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｓ ｉ ｔ ｉ ｃ ｓ ） 　
Ｗ ＳＦＣ ： ３． ８ ４Ｌ ／ Ｔ／ １ ００ｋ ｍ　

４ 仿 真结 果　
４ ． １ 汽 车工作过程的仿真　 本 文选 择 美 国环 境 保 护 署 Ｅ Ｐ Ａ 制 订 的郊 区道 路 　
循 环Ｆ ＨＤＳ （ Ｆ ｅ ｄ ｅ ｒ ａ ｌ 　 Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ 　 Ｄｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ 　 Ｓ 　 ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｅ ） 作　

ＷＳ Ｆ Ｃ［ Ｕ Ｓ 】 ： １ ． ６ ３ Ｇａ ｌ ／ Ｔ ／ １ ０ ０ ｍｉ ｌ 　

燃料经济性 ： ２ ． ２ ２ Ｇａ ｌ ／ １ ０ ０ ｍｉ ｌ ｅ ｓ 　
３ ２ ０ 英 里 路 程 的油 耗 ： ２ ０ ． １ ６ ｋ ｇ 　

ＰＳ 　 Ａ Ｔ 还 提 供 了滑 行 性 能 、爬 坡 性 能 和 加 速 性　

为 道 路 循 环 ，Ｘ ｛ Ｐ ｒ ｉ ｕ ｓ 进行仿真 。Ｆ ＨＤＳ的要 求 见 图　 ４， 其 中横坐标 表示行驶 时 间 ， 蓝线 表示行驶 汽车速　 度， 绿线 表示坡 度 ， 红线表 示汽 车钥匙 的开关状 态 。 　 可 以 看 出坡 度 为 ０， 行驶 过程 中 ， 汽 车 钥 匙 始 终 处 于　
开 状 态 。 图 ５中蓝 线表 示 道 路 循 环请 求 汽 车行 驶 速　 度（ 变量 ： ｄ ｒ ｙ — ｓ ｐ ｄ — ｄ ｍｄ — ｈ ｉ ｓ ｔ ） ， 红 线 表 示 实 际 汽 车　

能的仿真功 能 ，由于Ｐ Ｓ Ａ Ｔ 的演示版 本不提 供这 些　 功能 ， 因此 本 文 没 有 提 供 此 类 仿 真数 据 。 　

５ 结　 论 　
仿真 技术 在 电动 汽 车 的开 发过 程 中有 重 要作　 用， 电动汽车仿真软件是实现这一功能 的主要 工具 。 　 目前 国际上有许 多企业 和研究机 构都使 用Ｐ Ｓ Ａ Ｔ 和　 Ａ Ｄ Ｖ Ｉ Ｓ 　 Ｏ 　 Ｒ 等软件作 为仿 真工具来开展研究 工作 ， 并　 且 已有许 多成功的应用 实例 。而我 国在这一领 域还　 处 于起 步 阶段 ，本文介 绍的Ｐ Ｓ 　 Ａ Ｔ 软 件不但 提供 了　

行驶 速 度 （ 变量 ： ｖ ｅ ｈ — ｓ ｐ ｄ — ｈ ｉ ｓ ｔ ）， 可 以看 出两 者 重 　 叠， 表示其 值基本 一致 。图６ 和图７ 分 别 表 示 发 动 机　
转速 （ 变量 ： ｅ ｎ ｇ — ｓ ｐ ｄ — ｏ ｕ ｔ ＿ ｈ ｉ ｓ ｔ ） 和扭矩 （ 变量 ： 　

ｅ ｎ ｇ — ｔ ｒ ｑ — Ｏ ｕ ｔ ＿ ｈ ｉ ｓ ｔ ） 的仿真结果见 。 图８ 和图９ 分别表　 示 电动 机 的扭 矩 （ 变量 ： ｍｅ — ｔ ｒ ｑ — ｏ ｕ ｔ ＿ ａ） 和发 电机　
的扭 矩 （ 变量 ： ｉ ｎ ｃ ２ 一 ｔ ｒ ｑ — ｏ ｕ ｔ — ａ） ， 其 中正 值 表 示 辅 　 助 驱动 ， 负值 表示再 生发 电 。图１ ０ 表 示 蓄 电 池 系 统　 Ｓ０Ｃ值 （ 变量 ： ｅ ｓ Ｓ ＿ Ｓ Ｏ Ｏ — ｈ ｉ ｓ ｔ ） 的动态 变化 过程 ， 　

完善 的动态仿 真模型 和前 向仿 真算法 ， 而且具 有 与　 车辆实验 台进行实时数据通讯 的能力 。这种开发 电　
动汽 车的快速 原型方法 可 以减 少实验 次数 ， 加快研　 制速度 ， 是未来电动汽车仿真软件 发展 的方 向。 　 参考文献 （ 略 ）