一种电动汽车动力性匹配的方法及系统与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力性匹配的方法及系统。

背景技术：

动力电池作为电动汽车的核心部件，对电动汽车的启动、加速、续驶里程等性能有着直接性影响，动力电池的功率输出能力直接影响电动汽车的启动、加速、制动回收等。电动汽车行驶时要求尽可能降低汽车的各种能耗，充分利用携带的有限电能，最大限度地增加续驶里程，减小能量消耗。因此，对电动汽车的动力性匹配是整车性能的重要环节。

目前，主要通过脉冲功率法和恒功率法进行电动汽车的动力性匹配。脉冲功率法是基于电池材料本身所允许最大的峰值电流来设定脉冲电流，测试结果表现的是电池本身的一种输出功率性能，但测试的电池峰值功率与实际整车动力需求存在偏差，该测试方式不能真实模拟动力电池的实际使用工况,无法较真实模拟电动汽车实际工况下的充放电性能，难以真实评价动力电池组的实际装车的运行效果。恒功率法是按照一定比例折算成动力电池组的功率性能需求参数，以此参数值为基准不断尝试改变设定功率值，反复试验，最后得出动力电池的输出功率。此方法与实际行驶工况对动力电池组的功率和能量相差较大，不能真实地反映整车动力性需求，且测试过程复杂繁琐，对试验设备精度要求高。

技术实现要素：

本发明提供一种电动汽车动力性匹配的方法及系统，解决现有电动汽车进行动力性匹配存在偏差大、测试过程复杂的问题，能提高电动汽车的整车功率验证的效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种电动汽车动力性匹配的方法，包括：

获取整车的动力性能指标，并根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，所述动力性能指标包括：整车的最大车速、加速时间和最大爬坡度；

根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率；

根据所述动力性指标、所述电机功率和所述需求功率模拟仿真整车在加速过程中动力电池的放电功率与时间曲线；

根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验，以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求。

优选的，所述根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，包括：

通过公式：计算电机的需求扭矩，其中，umax为最大车速，t为电机转矩，i0为传动比，r为驱动轮半径,m为整车质量，a为迎风面积，f为滚动阻力系数，cd为空气阻力系数，g为重力加速度，α为坡度角，ηt为传动效率；

通过公式：vmax＝umax*k/0.377*r计算电机的最大转速，其中，vmax为最大转速，k为传动系数比。

优选的，所述根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率，包括：

通过公式：p1＝vmax*t/9550计算得到电机功率，其中，p1为电机功率；

并通过公式：p2＝p1/n计算得到动力电池的需求功率，其中，n为电机效率，p2为需求功率。

优选的，所述根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求，包括：

根据所述放电功率与时间曲线设置功测试柜的测试工况；

对soc为20％的动力电池进行设定温度下的放电功率测试；

采集在加速时间内动力电池的输出电压，并判断所述输出电压是否小于设定电压阈值，如果否，则该动力电池满足整车动力性需求。

本发明还提供一种电动汽车动力性匹配的系统，包括：

动力性计算单元，用于获取整车的动力性能指标，并根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，所述动力性能指标包括：整车的最大车速、加速时间和最大爬坡度；

功率计算单元，用于根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率；

模拟仿真单元，用于根据所述动力性指标、所述电机功率和所述需求功率模拟仿真整车在加速过程中动力电池的放电功率与时间曲线；

功率试验单元，用于根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验，以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求。

优选的，动力性计算单元包括：

第一计算单元，用于通过公式：计算电机的需求扭矩，其中，umax为最大车速，t为电机转矩，i0为传动比，r为驱动轮半径,m为整车质量，a为迎风面积，f为滚动阻力系数，cd为空气阻力系数，g为重力加速度，α为坡度角，ηt为传动效率；

第二计算单元，用于通过公式：vmax＝umax*k/0.377*r计算电机的最大转速，其中，vmax为最大转速，k为传动系数比。

优选的，功率计算单元包括：

第三计算单元，用于通过公式：p1＝vmax*t/9550计算得到电机功率，其中，p1为电机功率；

第四计算元，作于通过公式：p2＝p1/n计算得到动力电池的需求功率，其中，n为电机效率，p2为需求功率。

优选的，功率试验单元包括：

工况设置单元，用于根据所述放电功率与时间曲线设置功测试柜的测试工况；

条件设置单元，用于对soc为20％的动力电池进行设定温度下的放电功率测试；

电压获取单元，用于采集在加速时间内动力电池的输出电压，并判断所述输出电压是否小于设定电压阈值，如果否，则该动力电池满足整车动力性需求。

本发明提供一种电动汽车动力性匹配的方法及系统，通过整车动力性指标计算得到电机功率和动力电池的需求功率，通过模拟仿真得到电池的输出功率与时间曲线，由台架功率试验测试该曲线对应的工况下动力电池的输出电压是否满足整车动力性要求。解决现有电动汽车进行动力性匹配存在偏差大、测试过程复杂的问题，能提高电动汽车的整车功率验证的效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本发明提供的一种电动汽车动力性匹配的方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前电动汽车的动力电池与动力性匹配存在偏差大和测试过程复杂的问题。本发明提供一种电动汽车动力性匹配的方法及系统，通过整车动力性指标计算得到电机功率和动力电池的需求功率，通过模拟仿真得到电池的输出功率与时间曲线，由台架功率试验测试该曲线对应的工况下动力电池的输出电压是否满足整车动力性要求。解决现有电动汽车进行动力性匹配存在偏差大、测试过程复杂的问题，能提高电动汽车的整车功率验证的效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

如图1所示，一种电动汽车动力性匹配的方法，包括：

s1：获取整车的动力性能指标，并根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，所述动力性能指标包括：整车的最大车速、加速时间和最大爬坡度；

s2：根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率；

s3：根据所述动力性指标、所述电机功率和所述需求功率模拟仿真整车在加速过程中动力电池的放电功率与时间曲线；

s4：根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验，以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求。

具体地，基于整车动力性能指标，通过cruise软件模拟仿真整车在加速时间内极限加速，加速过程中车速随时间的变化，动力电池电压和电流随时间的变化，进而得到动力电池的放电功率随时间的变化p-t曲线，利用此p-t曲线工况进行动力电池的台架功率试验测试，切实地测试动力电池输出功率性能能否满足整车动力性需求。该方法能更真实地反应在电动汽车实际运行中，动力电池的输出功率是否能满足整车动力性性能，能提高电动汽车的生产效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

所述根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，包括：通过公式：计算电机的需求扭矩，其中，umax为最大车速，t为电机转矩，i0为传动比，r为驱动轮半径,m为整车质量，a为迎风面积，f为滚动阻力系数，cd为空气阻力系数，g为重力加速度，α为坡度角，ηt为传动效率。通过公式：vmax＝umax*k/0.377*r计算电机的最大转速，其中，vmax为最大转速，k为传动系数比。

所述根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率，包括：通过公式：p1＝vmax*t/9550计算得到电机功率，其中，p1为电机功率。并通过公式：p2＝p1/n计算得到动力电池的需求功率，其中，n为电机效率，p2为需求功率。

所述根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求，包括：

s41：根据所述放电功率与时间曲线设置功测试柜的测试工况；

s42：对soc为20％的动力电池进行设定温度下的放电功率测试；

s43：采集在加速时间内动力电池的输出电压，并判断所述输出电压是否小于设定电压阈值，如果否，则该动力电池满足整车动力性需求。

在实际应用中，由p-t曲线设置测试工况，如在soc为20％，且温度为0℃时，采用0-50km/h加速时间为5.5s，峰值功率为53kw。或在-10℃时，采用0-50km/h加速时间7s，峰值功率为41kw。进行验证全寿命周期内的动力电池功率性能。验证结果发现，如果在soc20％，0℃下，在6.5s时，放电功率可达到为峰值功率58kw，且可持续1.2s，此功率值为整车动力需求的1.1倍，可以满足动力性要求。

可见，本发明提供一种电动汽车动力性匹配的方法，通过整车动力性指标计算得到电机功率和动力电池的需求功率，通过模拟仿真得到电池的输出功率与时间曲线，由台架功率试验测试该曲线对应的工况下动力电池的输出电压是否满足整车动力性要求。解决现有电动汽车进行动力性匹配存在偏差大、测试过程复杂的问题，能提高电动汽车的整车功率验证的效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

本发明还提供一种电动汽车动力性匹配的系统，包括：动力性计算单元，用于获取整车的动力性能指标，并根据所述动力性指标计算得到电机的需求扭矩和最大转速，所述动力性能指标包括：整车的最大车速、加速时间和最大爬坡度。功率计算单元，用于根据所述需求扭矩和所述最大转速得到电机功率和动力电池的需求功率。模拟仿真单元，用于根据所述动力性指标、所述电机功率和所述需求功率模拟仿真整车在加速过程中动力电池的放电功率与时间曲线。功率试验单元，用于根据所述放电功率与时间曲线进行动力电池的台架功率试验，以判断动力电池输出功率是否满足整车动力性需求。

动力性计算单元包括：第一计算单元，用于通过公式：计算电机的需求扭矩，其中，umax为最大车速，t为电机转矩，i0为传动比，r为驱动轮半径,m为整车质量，a为迎风面积，f为滚动阻力系数，cd为空气阻力系数，g为重力加速度，α为坡度角，ηt为传动效率。第二计算单元，用于通过公式：vmax＝umax*k/0.377*r计算电机的最大转速，其中，vmax为最大转速，k为传动系数比。

功率计算单元包括：第三计算单元，用于通过公式：p1＝vmax*t/9550计算得到电机功率，其中，p1为电机功率。第四计算元，作于通过公式：p2＝p1/n计算得到动力电池的需求功率，其中，n为电机效率，p2为需求功率。

功率试验单元包括：工况设置单元，用于根据所述放电功率与时间曲线设置功测试柜的测试工况。条件设置单元，用于对soc为20％的动力电池进行设定温度下的放电功率测试。电压获取单元，用于采集在加速时间内动力电池的输出电压，并判断所述输出电压是否小于设定电压阈值，如果否，则该动力电池满足整车动力性需求。

可见，本发明提供一种电动汽车动力性匹配的方法及系统，通过动力性计算单元和功率计算单元得到电机功率和动力电池的需求功率，通过模拟仿真单元得到电池的输出功率与时间曲线，由台架功率试验测试该曲线对应的工况下动力电池的输出电压是否满足整车动力性要求。解决现有电动汽车进行动力性匹配存在偏差大、测试过程复杂的问题，能提高电动汽车的整车功率验证的效率，降低电动汽车生产过程的成本消耗。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。