[发明专利]一种新型电动车仿真模型架构

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真模型，尤其是涉及一种新型电动车仿真模型架构。

背景技术

电动车正在成为汽车行业中最具发展前景的技术，可应对各种环境和能源的挑战。电动车的线束需要传输高电压、强电流的交流电，这为高压线束的设计带来了新的挑战。例如，交流推进电机是一种电感负荷，具有动态性，其峰值电流可能远高于其有效值。现在，许多工程师只是将电流峰值作为计算线规规格的限值。这显然会导致设计非常保守并需要更多的材料和更高的价格，这是由于典型的行驶循环中的峰值功率脉冲的持续时间可能很短，可能不足2秒。热能由远低于峰值功率的有效功率决定，因此，该行业需要新的高压线束评估方法和设计准则。这种新方法需要进行车辆测试、细致的实验设计和仿真。

仿真是高压线束的分析基础。这类电动车仿真对数据有特别的要求，即特别重视那些影响高压线束设计的电和热的数据。然而，迄今为止还没有帮助高压线束设计的适当工具。事实上，许多OEM都在向线束供应商寻求这类支持。这种工具的开发需要一个具备强大技术背景、经验丰富的团队来支持。第一个发明这种工具的将成为混合动力/电动车线束市场的技术领先者。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通用的、灵活的、有利于高压线束设计的新型电动车仿真模型架构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型电动车仿真模型架构，其特征在于，包括行驶条件模块、车辆载荷模块、电机控制系统模块、储能系统模块和车辆控制器模块，所述的行驶条件模块、车辆载荷模块、电机控制系统模块和储能系统模块依次连接，所述的车辆控制器模块分别连接行驶条件模块、车辆载荷模块、电机控制系统模块和储能系统模块；

行驶条件模块将电动车车速和车辆倾斜角度信息发送给车辆载荷模块，车辆载荷模块依据车速和车辆倾斜角度信息计算电动机所需的电机转速和电机负载扭矩信息并将其发送给电机控制系统模块，电机控制系统模块依据电机转速和电机负载扭矩信息控制电动车电机模型的运作，车辆控制器模块监视电机的运行状态和各模块的状态，并发出指令统筹各模块的工作模式，储能系统模块为各模块提供高电压直流电作为电源。

所述的行驶条件模块包括行驶循环单元和坡度单元，所述的行驶循环单元和坡度单元均与车辆载荷模块连接；行驶循环单元依据行驶循环输出随仿真时间而变化的车速，坡度单元输出模拟斜坡路况的车辆倾斜角度信息。

所述的车辆载荷模块包括车辆动态单元、车轮单元和传动单元，所述的车辆动态单元、车轮单元和传动单元依次连接，所述的车辆动态单元的输入端与所述行驶条件模块连接，所述的传动模块的输出端与所述电机控制系统模块连接；

车辆动态单元依据行驶条件模块输出的车速和倾斜角度信息以及车辆动态参数输出电动车所需牵引力，车轮单元输出车轮速度和车轮扭矩，传动单元通过输入的车轮速度和车轮扭矩得到电机所需的电机转速和电机负载扭矩，所述的车辆动态参数包括车辆质量、滚动阻力系数、空气密度、车辆迎风面积和风阻系数。

所述的电机控制系统模块包括电机控制器单元、电压指令生成器单元、逆变器系统单元和电机单元，所述的电机控制器单元、电压指令生成器单元、逆变器系统单元和电机单元依次连接，所述的电机控制器单元的输入端与所述车辆载荷模块连接，所述的电机单元的输出端分别与电机控制器单元及储能系统模块连接；

电机控制器单元依据电机转速输出所需电压，电压通过电压指令生成器单元后得到电压的幅度和角度，逆变器系统单元依据电压指令生成器单元输出的幅度和角度将直流电转换为三相交流电，电机单元依据电机负载扭矩并以三相交流电为驱动模拟电机的行为。

所述的电机控制器单元包括速度控制器和电流控制器，所述的速度控制器和电流控制器依次连接，所述的逆变系统单元包括开关时间计算器、开关信号生成器和逆变器电路，所述的开关时间计算器、开关信号生成器和逆变器电路依次连接。

所述的逆变系统单元还包括低通滤波器电路，所述的低通滤波器电路与逆变器电路连接。

所述的储能系统模块在放电模式下提供高电压直流电作为电源，在充电模式下吸收可再生能源。

该模型还包括降压-升压变换器模块，所述的降压-升压变换器模块两端分别连接电机控制系统模块和储能系统模块，降压-升压变换器模块对储能系统模块输出的高压直流电进行降压和升压处理。

该模型还包括降压变换器模块，该降压变换器模块对储能系统模块输出的高压直流电进行降压。