仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

来源:互联网 阅读:0 发布:2020-01-04 11:49:30

前言

电动汽车有一个新奇好玩的功能——能量回收,只要开启能量回收功能,松开油门就会感受到比较明显的减速感。

有人喜欢,也有人不喜欢,喜欢的人觉得可以不用频繁的踩刹车,不喜欢的人觉得松油门就感觉车子被什么东西拖住了一样,晕乎乎的。

那么,能量回收到底是个什么样的功能,打开能量回收能够增加多少续航里程呢?本期,我就和大家聊一聊能量回收这些事,通过模型仿真看看能量回收到底有多大本事。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

奇瑞EQ

什么是能量回收

对于传统燃油车,滑行时发动机会提供制动力消耗车辆的动能,刹车时刹车盘将车辆的动能转化成热能达到减速的目的,滑行和刹车时都会造成能量的浪费。

对于新能源汽车,在滑行或刹车时电机进入到发电模式,将车辆动能转化成电能存储到电池中从而减少能量损失,能量回收功能可谓是新能源汽车的一大特点。

新能源汽车的能量回收主要分为两类,一类是滑行能量回收,一类是制动能量回收

顾名思义,开车时,松开油门不踩刹车车辆就会进入滑行能量回收,松开油门踩下刹车车辆就会进入制动能量回收。

车辆进入能量回收状态后,系统会控制电机进入发电模式,并向电机请求负扭矩实现能量转化,在回收过程中也会因为电机效率、电池充电效率等问题造成部分能量损失。

另外,能量回收的强度还与车速、电池电量、电机能力等因素有关,大部分新能源汽车也提供了能量回收强度设置选项,用户可以自行设定回收强度或者关闭能量回收功能。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

比亚迪唐DM

建立仿真模型

我通过AVL CRUISE软件搭建了一个电动汽车模型,其中:

  • 整备质量1778kg,总质量2153kg;
  • 电池电量17.5kWh,最大放电功率100kW,SOC可用范围5-95%;
  • 驱动电机最大扭矩306Nm,最大功率150kW。
仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

AVL CRUISE仿真模型截图

通过MATLAB/Simulink搭建了能量回收的控制策略,松开油门就进入滑行能量回收,进入滑行能量回收后如果再踩下刹车就进入制动能量回收。

滑行能量回收的强度由车速决定,制动能量回收根据刹车踩下的深度和车速进行计算,并且考虑到了电池充电能力的限制对电机回收扭矩进行了限制。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

MATLAB/Simulink能量回收策略部分截图

仿真模型搭建好以后,跑了NEDC和WLTC两种测试循环,通过数据可以直观的感受到能量回收对于续航里程的提升,下面对NEDC和WLTC简单介绍一下,好让大家对测试循环有一个概念。

NEDC和WLTC介绍

1)NEDC——新欧洲标准行驶循环

NEDC全称是“New European Driving Cycle”,中文意思是“新欧洲标准行驶循环”。

目前,我们国家工信部对汽车测试时就是采用的这种标准,买车时看到的综合油耗、电耗或纯电续航里程就是通过NEDC标准测试出来的。

NEDC包含了五个工况,具体为4个市区循环和1个郊区循环工况。

市区工况的车速较低,不超过50km/h,平均车速18.5km/h,一个市区工况测试时间在195秒左右。郊区工况模拟交通畅通的状态,最高车速120km/h,平均车速62km/h,一个郊区工况测试时间在400秒左右。整个NEDC测试循环需要1180秒的时间。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

NEDC测试循环路普

2)WLTC——世界轻型汽车测试规程

WLTP全称为“World Light Vehicle Test Procedure”,中文意思是“世界轻型汽车测试规程”,由日本、美国、欧盟等共同制定,相比NEDC有了很大提升,测试更严格。

WLTC整个测试过程分为低速、中速、高速和超高速四部分,对应的持续时间分别为589秒、433秒、455秒和323秒,对应的最高车速分别为56.5km/h、76.6km、97.4km和131.3km/h。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

WLTC测试循环路普

其实,我们国家也有自己的测试工况标准——CLTC,全称为“China Light-duty vehicle Test Cycly”,中文意思是“中国轻型车测试循环”,由中汽研中心牵头,历时3年完成。这里不过多介绍,感兴趣的朋友可以在网上搜索相关资料了解。

仿真结果统计

关闭能量回收功能的情况下,NEDC百公里电耗为18.41kWh/100km,续航里程为53246m。

打开能量回收功能的情况下,NEDC百公里电耗为15.03kWh/100km,续航里程为64766m。

NEDC测试循环下打开能量回收功能,能耗降低了18.36%,续航里程提升了21.64%。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

关闭能量回收的NEDC测试结果

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

打开能量回收的NEDC测试结果

关闭能量回收功能的情况下,WLTC百公里电耗为19.28kWh/100km,续航里程为50326m。

打开能量回收功能的情况下,WLTC百公里电耗为16.11kWh/100km,续航里程为59508m。

WLTC测试循环下打开能量回收功能,能耗降低了16.44%,续航里程提升了18.26%。

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

关闭能量回收的WLTC测试结果

仿真分析电动汽车的创新功能——能量回收,降低电耗增加里程

打开能量回收的WLTC测试结果

根据NEDC和WLTC的仿真结果可以看出,能量回收对于续航里程的提升和能耗的降低都有很大的作用

结语

通过本次仿真证实了能量回收的积极作用,既能提高续航里程,还能降低能耗。能量回收属于新能源汽车的创新功能,厂家也考虑到了传统燃油车和新能源车的驾驶差异需要适应,通常都在车辆设置中提供了能量回收设置选项。车主可以选择关闭能量回收,或调节能量回收的强度。

我建议将能量回收设置为中等强度,收油门时减速感不会很突兀,同时还能降低能耗提升续航里程。


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