电动汽车技术第三章ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电动汽车技术,哈尔滨理工大学,电气与电子工程学院,电动汽车的行驶工况与性能匹配,第,3,章,电动汽车技术 哈尔滨理工大学电动汽车的行驶工况与性能,1,3.1,电动汽车的行驶性能,3.2,汽车的行驶工况,3.3,纯电动汽车的性能匹配,3.4,本章小结,3.5,习题,本章主要内容,3.1 电动汽车的行驶性能3.2 汽车的行驶工况3.3 纯电,2,3.1,电动汽车的行驶性能,3.2,汽车的行驶工况,3.3,纯电动汽车的性能匹配,3.4,本章小结,3.5,习题,本章主要内容,3.1 电动汽车的行驶性能3.2 汽车的行驶工况3.3 纯电,3,(),3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.1,驱动力与行驶阻力,F,t,：驱动力,F,t,：行驶阻力,G,：重力,F,：支持力,驱动力计算,行驶阻力计算,(,由 得到,),当坡度很小时,F,f,行驶时的滚动阻力；,F,w,行驶时的空气阻力；,F,j,行驶时的加速阻力；,F,i,行驶时的坡道阻力,，,()3.1 电动汽车的行驶,4,3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.2,驱动力与行驶阻力的平衡,等速平缓道路行驶,非等速坡道行驶,，,等速坡道行驶,，,坡度近似为,0,坡度为坡道阻力与重力的比值,坡度为坡道阻力与加速阻力的和与重力的比值,五种不同主减速比的电动汽车爬坡度,3.1 电动汽车的行驶性能3.1.2 驱动力与行驶阻力的平衡,5,3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.2,驱动力与行驶阻力的平衡,等速平缓道路行驶,非等速坡道行驶,，,非等速平缓道路行驶,，,加速度为,0,五种不同主减速比的电动汽车加速曲线,=0,=0,加速度为,加速度为,3.1 电动汽车的行驶性能3.1.2 驱动力与行驶阻力的平衡,6,3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.3,动力性评价参数,动力性能评价指标,最高车速,加速度能力,最大爬坡能力,(,燃油车与电动汽车,),驱动电机工作制,(,电动汽车,),瞬时功率,连续功率,小时功率,驱动电机功率由,计算得到,加载时间不同时串励式直流驱动电机的功率与转矩特性,加载时间不同时串励式交流驱动电机的功率与转矩特性,功率特性,转矩特性,功率特性,转矩特性,3.1 电动汽车的行驶性能3.1.3 动力性评价参数动力性,7,3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.4,续驶里程,电动汽车上动力电池组,充满,一次电后的,最大行驶里程,称为电动汽车的续驶里程。,汽车滑行时的滚动阻力和空气阻力之和,忽略 项,将式两端乘以平均速度，克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的功率,经过单位换算,电动汽车克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的能量,电动汽车行驶单位里程消耗的能量,设电动汽车上动力电池组充满电的总能量为（,kWh,）,行驶里程,电动汽车滑行实验的,v-t,曲线,3.1 电动汽车的行驶性能3.1.4 续驶里程,8,3.1,电动汽车的行驶性能,3.1.4,续驶里程,车辆行驶所需功率与速度关系,车辆行驶所需能量与速度关系,电动汽车经济性定义,影响电动汽车行驶里程的因素,环境状况,环境温度,车辆质量,辅助装置能量消耗,电池性能,(,道路状况良好、交通畅通时续驶里程长,),(,温度过高或过低均会使续驶里程减少,),(,质量较轻的车辆续驶里程较长,),(,消耗能量使续驶里程缩短,),(,一致性影响车辆续驶里程,),3.1 电动汽车的行驶性能3.1.4 续驶里程,9,3.1,电动汽车的行驶性能,3.2,汽车的行驶工况,3.3,纯电动汽车的性能匹配,3.4,本章小结,3.5,习题,本章主要内容,3.1 电动汽车的行驶性能3.2 汽车的行驶工况3.3 纯电,10,3.2,汽车的行驶工况,3.2.1,汽车行驶工况概述,汽车行驶工况：汽车行驶工况又称为汽车运转循环，是针对某一类型车辆（如,乘用车、公交车、重型车辆等），在特定交通环境（如高速,公路，城市道路）下，用来描述,车辆行驶特征,的,速度,-,时间曲,线,。,汽车行驶工况分类：,调查所包含的内容,表现形式,完全工况,非完全工况,瞬态,模态,3.2 汽车的行驶工况 3.2.1 汽车行驶工况概述汽,11,3.2,汽车的行驶工况,3.2.2,国外汽车行驶工况简介,欧洲工况,(NEDC),模态工况,美国工况,(FTP75),瞬态工况,ECE,EUDC,日本工况,(10-15),模态工况,ECE,是市区工况,EUDC,是郊区工况,FTP72,FTP72,与,FTP75,由美国环境保护局认证为车辆排放的测试程序,热浸车,热状态,过度,10,工况,15,工况,未被国际认可，但在日本车辆研究中常用,常 用,3.2 汽车的行驶工况 3.2.2 国外汽车行驶工况,12,3.2,汽车的行驶工况,3.2.2,国外汽车行驶工况简介,美国学者在考虑不同情况下构建的车辆行驶工况,HWFET,的行驶工况是用于乘用车在高速公路上燃油经济性测试的运行工况,NYCC,是代表了纽约城市内区域道路的大型车辆的运行工况,HWFET,NYCC,3.2 汽车的行驶工况 3.2.2 国外汽车行驶工况,13,3.2,汽车的行驶工况,3.2.3,国内汽车行驶工况研究现状,载货汽车燃料消耗六工况循环,城市客车与双层客车燃料消耗四工况循环,国内目前研究中使用的乘用车工况一般为欧洲,ECE,工况,中国客车行驶工况,3.2 汽车的行驶工况 3.2.3 国内汽车行驶工况,14,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,开发规划,数据采集方法,确定,试验路线,与试验时间,确定试验车辆与驾驶员,专门的数据采集试验车,选取有代表性的车辆,快速道,主干道,次干道,支路,机非混合,车型,数量,驾驶人,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,15,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,数据采集,数据的设置,设定脉冲数选择和采样间隔,确定数据量,车速,发动机转速,燃油消耗量及相关参数,5Hz,2Hz,1Hz,建议,目前未有确定量值，尽量多为好，提高冗余度，也能提高准确度,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,16,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,数据分析,数据拆分,通过,GPS,采集数据信息，此款,GPS,采集数据间隔为,1s,注意日期是否为同一天,注意时间间隔是否为,1s,，若间隔超过,1s,则舍弃该段数据或利用插值填补缺失数据,为,0,时，需区分怠速与停止状态，若不为,0,时需注意速度的变化是否超过车辆行驶限制,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,17,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,数据分析,数据整理,数据拆分后整理成运动学片段，运动学片段按照怠速状态的起始到下一个怠速状态的起始进行划分。,运动学片段,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,18,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,工况合成,数学方法,小波分析,主成分分析,+,聚类,极大似然估计,+,马尔科夫,因子分析,常用,常用,神经网络,主成分分析,+,聚类,多用于公交车工况构建,主成分分析是一种常用的多元统计方法，从数据中提取的众多特征信息进行,降维,，选取主要特征数据进行分析。聚类可以将相同或者相似的,对象划分,到一个类或者簇中，公交行驶工况一般可分为低速段、中速段和高速段，所以在聚类过程中将数据段分为,3,类。,极大似然估计,+,马尔科夫,多用于乘用车与出租车工况构建。马尔科夫方法用于统计车辆由当前,行驶状态转移到下一行驶状态的概率。,(,行,驶状态是车辆此刻的行驶速度与加速度,),3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,19,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的开发方法,开发规划,数据采集,数据分析,工况合成,工况验证,工况开发流程,检验解析出的行驶工况与采集的原始数据的,收敛,约束,程度,，以及,是否能够,以少量的行驶采集的原始数据工况段集合,代表,采集的道路,行驶,数据,特征,。,有效性,识别性,可操作性,工况验证,重新计算速度,加速度联合分布,检验对主要污染物的识别能力,对原始数据进行光滑平顺处理,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的开,20,3.2,汽车的行驶工况,3.2.4,汽车行驶工况的特征分析,工况,时间,/s,距离,/km,平均车速,a,/km/s,最大加速度,/m/s,2,最大特定功率,K,max,/m,2,/s,3,PTP75,LA92,UDDS,SC03,HWFET,ARB02,US06,WVUCITY,WVUSUB,WVUINTER,J10.15,COMMUTER,NEDC,ECE,NewYorKBus,NYCC,CBDTRUCK,CSHVR,CBDBUS,UDDSHDV,乘用车瞬态,乘用车模态,公交车瞬态,公交车模态,2475,1436,1370,601,766,1640,601,1408,1665,1665,673,330,1180,196,600,599,850,1760,575,1061,1195,1195,1304,1304,17.69,15.71,11.99,5.73,16.41,31.78,12.81,5.29,24.81,11.9,4.3,6.4,10.87,0.98,0.98,1.89,3.51,12.77,3.21,8.88,7.68,7.68,5.83,5.84,25.8,39.62,31.53,34.56,77.66,70.07,77.31,13.60,25.88,54.77,22.71,70.48,32.12,18.35,5.94,11.43,14.88,21.87,20.24,30.34,23.14,23.08,16.10,16.12,1.48,3.08,1.48,2.28,1.43,3.35,3.75,1.14,1.30,1.42,0.79,1.03,1.06,1.06,2.77,2.68,0.36,1.16,1.03,1.96,2.29,1.39,1.25,0.83,40.15,57.08,40.15,47.06,31.29,96.06,97.69,20.65,25.24,23.33,8.81,14.34,18,51,14.65,39.70,38.76,4.77,21.02,14.02,45.08,51.74,38.58,19.23,17.46,类别,参数名称,速度,最大速度、平均速度,速度标准差、平均匀速速度,加速度,最大加速度、最大减速度,平均加速度、加速度标准差,减速度标准差、加速段平均加速度,减速度按平均减速度,时间,加速时间、减速时间,匀速时间、怠速时间,比例,加速比例、减速比例,怠速比例、匀速比例,反映汽车运动的特征。通过对这些运动参数和特征的调查和解析，就能开发出能够代表运动特征的行驶工况。,特征值,世界各种典型行驶工况部分特征值,行驶工况特征值,最大功率特征值,Kmax,(m,2,/s,3,),通过,车速,(m/s),与,加速度,(m/s,2,),计算得到，表中未做单独分类,最大特定功率值较低，平均车速较高，多为高速或市郊等道路上的运行状况。,最大特定功率、平均车速与最大加速度均较低，此时行驶工况最适度。,最大特定功率与最大加速度较高，属于有力度的行驶工况。,平均速度低于,20km/m,2,，代表市内工况。,3.2 汽车的行驶工况 3.2.4 汽车行驶工况的特征分,21,3.1,电动汽车的行驶性能,3.2,汽车的行驶工况,3.3,纯电动汽车的性能匹配,3.4,本章小结,3.5,习题,本章主要内