[发明专利]基于电机热耦合的纯电动客车行驶性能指标的仿真分析方法

说明书

本发明公开基于电机热耦合的纯电动客车行驶性能指标的仿真分析方法，包括以下步骤：对电机模型的热参数以及温度场分析中的热生成率以及散热率进行计算；在Ansys Workbench中建立电机模型，并进行边界条件和载荷的输入、网格划分以及仿真；在Simulink中搭建立电机热耦合模型，并利用在Ansys Workbench中电机模型对Simulink中搭建立电机热耦合模型进行验证；在Simulink中搭建电池模型、减速器模型、整车动力学模型以及驾驶员模型，并结合电机热耦合模型建立整车模型；对整车模型进行仿真，分析电机热耦合对纯电动客车行驶性能指标影响。本发明方法能够对电机温升对纯电动客车整车行驶指标影响提前了解，从而能够及时的做出策略上的调整，避免因电机过热而导致一系列问题。

技术领域

本发明涉及纯电动客车分析领域，尤其涉及基于电机热耦合的纯电动客车行驶性能指标的仿真分析方法。

背景技术

在天气较为炎热的夏季，非常容易出现电机温度过高的情况。一旦出现，且电动客车的电机冷却系统开启的不及时或者出现故障，可能直接影响纯电动客车的正常运行，进而降低客车的工作效率和使用寿命，不仅造成巨大的经济损失，而且可能导致重大人员伤亡。

中国发明专利CN108763165A提出了一种混合动力电机温度计算方法能根据一些工况参数推出预设电机温度的变化情况。该专利仅适用于电机领域，且难以布局到整车模型的计算中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于电机热耦合的纯电动客车行驶性能指标的仿真分析方法，根据本发明方法对电机温升对纯电动客车整车行驶指标影响提前了解，从而能够及时的做出策略上的调整，避免因电机过热而导致一系列问题。

本发明采用如下技术方案：

基于电机热耦合的纯电动客车行驶性能指标的仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

对电机模型的热参数以及温度场分析中的热生成率以及散热率进行计算；在Ansys Workbench中建立电机模型，并进行边界条件和载荷的输入、网格划分以及仿真；

在Simulink中搭建立电机热耦合模型，并利用在Ansys Workbench中电机模型对Simulink中搭建立电机热耦合模型进行验证；

在Simulink中搭建电池模型、减速器模型、整车动力学模型以及驾驶员模型，并结合电机热耦合模型建立整车模型；

对整车模型进行仿真，分析电机热耦合对纯电动客车行驶性能指标影响。

具体地，电机模型的热参数包括但定子铁芯，定子绕组，转子铁芯，永磁体，机座，转轴以及气隙添加对应材料的导热率、比热容以及密度。

具体地，所述温度场分析中的热生成率以及散热率，具体包括：

热生成率包括绕组产生的热生成率和定子产生的热生成率；

散热率包括外界与机壳表面之间的散热系数，转子端面的散热系数和定子端面的散热系数。

具体地，电机热耦合模型为将电机模型载入温度端口。

具体地，所述电池模型为：

式中，SOC为电池荷电状态，mot_i为电机电流，Bat_Ah为单个电池包的容量，soc_initial为电池的初始SOC。

具体地，所述减速器模型为：

式中，T_wheel为输出到车轮的转矩，T_mot为电机输出转矩，r_gear为主减速器的减速比，η_t为传动效率。