纯电动汽车续航里程估计.doc

纯电动汽车续航里程估计 目录 1什么是续航里程及估计续航里程的意义 2 2电动汽车续航里程的估计方法 3 2.1电动汽车蓄电池的存储总能量 3 2.2续航里程中的能量计算 4 2.3续航里程的理论计算 4 2.4基于cruise的电动汽车续航里程仿真预测 5 3总结 7 4参考文献 7 1什么是续航里程及估计续航里程的意义 纯电动汽车的续航里程是指电动汽车从充满电的状态下到实验结束时所行驶的距离，单位为Km。 电动汽车的续航里程受多种因素影响，且影响有大有小。比如行驶所在的路况，路况差对与续航里程有负面影响；道路的坡度，坡度越大，耗电量也越大，续航里程也越小；风力的风向和大小，迎风状态下会影响到续航里程；车辆行驶时的气温以及道路温度也会影响到汽车蓄电池的放电状态，从而影响续航里程；此外，道路的种类、交通拥挤状态甚至司机的驾车习惯都会影响到续航里程。其中，气温对于电池放电的影响见下图1-1： 图1-1 不同温度下的放电曲线 纯电动汽车作为替代能源汽车具有广阔的发展前景。电动汽车以其使用过程中零污染、噪声低、能源效率高等特点,在各国的城市低碳交通建设中的作用备受期待。然而,由于电动汽车里程普遍较短、充电配套设施建设滞后等原因,电动汽车的推广和使用受到了严重制约。规划最优节能路线、寻找充电设施对于促进电动汽车的使用和推广具有非常重要的意义2电动汽车续航里程的估计方法 2.1电动汽车蓄电池的存储总能量 目前电动汽车由车上携带的蓄电池供能，多节单体电池并联一起成为一个逻辑单体，多个逻辑单体串联组成一个电池MODULE，此时便可给电动汽车供能了，另外根据需要可再将MODULE串联起来给电动汽车供能。由此可得蓄电池额定总能量Wo为： 式中，Ce为单个电池容量，单位A·h；Ue为单个电池额定电压，单位V；M为电池组串联数；N为每组并联的电池数。 电池的工作电压降低到一定程度就不能在继续放电，否则会对电池寿命造成损害，此时这种程度时的电压为截止工作电压，该电压对应于电池组放电曲线的拐点。如图2-1所示为不同倍率下的放电曲线，图中拐点即为截至工作电压： 图3不同倍率下的放电曲线 则电池中可以释放的总能量W为: 其中ηDOD为放电深度，常用百分比来表示。 当前纯电动汽车为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态都装有BMS系统，通过BMS系统可以详细得知电池的SOC。SOC可用来反映电池剩余容量状态，其数值上可用电池剩余容量占电池总容量的比值来表示。电池满点状态下S0C数值为1。 测量SOC有多种方法，目前检测的方法主要有（1）内阻测定法、（2）开路电压法、（3）库伦量测法、（4）负载电压法、（5）类神经网络法等。由于测量SOC不是本课题重点，在此不再详述。 2.2续航里程中的能量计算 纯电动汽车续航过程中的能量由汽车所携带的蓄电池所储存的电能转换而来，分析电能转换为机械能时要遵循能量相等这一理论事实。则车辆行驶所需功率P为： 式（3）中：P为行驶所需功率，单位为KW；m为汽车质量，单位为Kg；G为汽车重力，单位为N； g为重力加速度；V为速度，单位为Km/h；dv/d t为加速度，单位为m/s2；f为滚动阻力系数；CD为空气阻力系数，是一常数；A为迎风面积，单位为m2。 式（4）中，Pf为滚动阻力所消耗的功率；Pw为空气阻力所消耗的功率；Pi为坡度阻力所消耗的功率；Pj为加速阻力所消耗的功率。 电动汽车在平坦道路上匀速行驶时，可以忽略坡度阻力消耗的功率和加速阻力消耗的功率。故此时所需的功率Pf为： 2.3续航里程的理论计算 计算续航里程有等速法和工况法两种测量方法。计算可以针对上述两种工况进行。但是，由于工况法的循环只比等速法多加速和减速状态，在计算消耗功率时计入加速时的功率消耗就可以了。所以等速法和工况法在某一状态时的计算方法是相同的。 2.3.1等速法续航里程计算 纯电动汽车以等速运行时，其坡度阻力和加速阻力消耗的功率忽略不计，续航里程的计算值S=Vt，其中电池可持续放电时间t为： 式中，η为机械系统和电气系统的总效率。 则电动汽车在速度 V 下单位行驶里程消耗的电能(Kwh/km) 2.3.2工况法续航里程计算 纯电动汽车续航里程在进行工况试验测量续航里程时，一般包括启动、加速、匀速、减速、停止等几个工况。按照中国客车六工况驱动循环来考虑，对匀加速、匀速、匀减速3个工况分别计算能量消耗，然后计算其总能量消耗。在匀减速过程中需要考虑再生制动，再生制动对电池进行短时间 (一般小于0.1 S)充电。另外制动后车辆仍有一段空档滑行距离，所以一般可以延长续航里程7%～20% 。因此在进行计算时，工况的续航里程应考虑再生制动所提供的能量。 车辆每完成一个启动、运行、停止的距离定义为一个行驶区段