本發(fā)明涉及純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)工況下確定電動汽車動力電池能量的方法。
背景技術(shù)：
驅(qū)動電機(jī)、動力電池、整車控制器是純電動汽車中主要的模塊，其合理匹配對于純電動汽車的動力性能、續(xù)航里程等性能具有顯著的影響。其中動力電池為車輛提供行駛所需要的全部能量，其合理匹配對于降低整車整備質(zhì)量、整車制造成本、提高車輛續(xù)航里程及提升用戶滿意度等方面具有顯著的影響。
目前在電動汽車動力總成匹配過程中，一般按照勻速工況下的整車?yán)m(xù)航里程要求，根據(jù)車輛的整備質(zhì)量、滿載質(zhì)量、迎風(fēng)面積、空氣阻力系數(shù)等參數(shù)計算出所需要的總能量值，然后依據(jù)這個總能量值考慮放電深度、放電效率、附件能耗等確定電池包的總能量，繼而通過整車仿真模型或?qū)嵻囘M(jìn)行工況下的續(xù)航里程仿真或?qū)嶒?，以判斷是否滿足設(shè)計要求。
按照上述方法確定的電池包僅考慮勻速工況下續(xù)航里程要求，偏離車輛使用實際情況，造成車輛在日常使用過程中續(xù)航里程難以滿足設(shè)計要求，造成用戶嚴(yán)重抱怨。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對以上現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于根據(jù)勻速工況下續(xù)航里程要求計算動力電池能量準(zhǔn)確性不足的缺點，提供一種根據(jù)循環(huán)工況下續(xù)航里程要求計算動力電池能量的方法，同時考慮整車附件耗能，可有效解決動力電池能量計算準(zhǔn)確度不高的問題。將純電動汽車每個循環(huán)工況分解為勻速工況、加速工況、制動工況，不考慮制動工況下的能量回收利用能量，分別計算各個勻速工況、加速工況下的能量需求，最終計算勻速工況與加速工況下的整車行駛耗能大小，電動附件耗能占整車行駛耗能固定比例計算循環(huán)工況下的電動附件耗能，將整車行駛耗能與電動附件耗能求和后除以放電深度、放電效率后得出動力電池包能量要求。具體技術(shù)方案如下：
一種循環(huán)工況下確定電動汽車動力電池能量的方法，包括如下步驟：
(1)將純電動汽車每個循環(huán)工況分解為勻速工況、加速工況、制動工況；
(2)分別確定各個勻速工況、加速工況下的能量需求；
(3)確定勻速工況與加速工況下的整車行駛耗能大小得出動力電池包能量要求。
進(jìn)一步地，步驟(1)中包括：
(1-1)根據(jù)整車設(shè)計要求，確定整車設(shè)計所采用的某個循環(huán)工況X和該循環(huán)工況下的續(xù)航里程S；
(1-2)根據(jù)所選擇的循環(huán)工況X，按照該循環(huán)工況內(nèi)容，將其分解為若干勻速工況i和若干加速工況j。
進(jìn)一步地，步驟(2)中不考慮制動工況下的能量回收利用能量。
進(jìn)一步地，步驟(2)中包括：
(2-1)確定整車主要參數(shù)：m為整車設(shè)計重量，單位為kg，g為重力加速度，f為整車滾動阻力系數(shù)，u為車輛勻速行駛速度，單位為km/h，CD為整車空氣阻力系數(shù)，ηt為傳動系的機(jī)械效率，A為迎風(fēng)面積，單位為m2；
(2-2)根據(jù)如下公式(1)求出單個勻速工況下所需能量W勻：
(2-3)定義加速階段主要參數(shù)：t為加速時間，單位為s，δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，V0為加速前初速度，單位為km/h；
(2-4)根據(jù)如下公式(2)計算單個加速工況下所需能量W加：
進(jìn)一步地，步驟(3)中，電動附件耗能占整車行駛耗能固定比例計算循環(huán)工況下的電動附件耗能，將整車行駛耗能與電動附件耗能求和后除以放電深度、放電效率后得出動力電池包能量要求。
進(jìn)一步地，采用式(3)計算一個完整工況下的整車能量需求：
其中，m為勻速階段的數(shù)量，n為加速階段的數(shù)量，DOD為動力電池放電深度，η0為電機(jī)及控制器效率，x為整車行駛過程中電動附件能量需求與整車行駛能耗的比值。
進(jìn)一步地，步驟(1-1)中續(xù)航里程S＝220.44km，步驟(1-2)中勻速工況i＝9，加速工況j＝13，基本市區(qū)循環(huán)分為4個勻速工況、6個加速工況，市郊循環(huán)分為5個勻速工況、7個加速工況。
進(jìn)一步地，步驟(2-1)中，確定整車主要參數(shù)：整車設(shè)計重量m＝1500kg，整車滾動阻力系數(shù)f＝0.01，車輛勻速行駛速度u取第一個勻速工況下的車速70km/h，整車空氣阻力系數(shù)CD為0.3，傳動系的機(jī)械效率ηt為0.9，迎風(fēng)面積A為2.3m2。
進(jìn)一步地，步驟(2-3)中，加速時間取第一個加速階段駕駛時間t＝6s，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)δ＝1.04，加速前初速度V0＝0km/h。
進(jìn)一步地，步驟(3)中，勻速階段的數(shù)量m＝9，加速階段的數(shù)量n＝13，動力電池放電深度DOD取0.8，電機(jī)及控制器效率η0取0.95，整車行駛過程中電動附件能量需求與整車行駛能耗的比值x取0.15。
與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在純電動汽車設(shè)計初期，按照循環(huán)工況下的續(xù)航里程要求進(jìn)行動力電池能量的計算，可有效保證整車?yán)m(xù)航里程要求，降低了項目研發(fā)風(fēng)險。避免了根據(jù)勻速工況下續(xù)航里程要求計算動力電池能量準(zhǔn)確性不足的缺點，提供一種循環(huán)工況下計算電動汽車動力電池能量的方法，可有效解決由于動力電池能量計算準(zhǔn)確度不高造成整車?yán)m(xù)航里程難以達(dá)到設(shè)計要求的問題。
具體實施方式
下面本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。
在一個優(yōu)選實施例中，純電動汽車動力電池包的能量確定方法包含如下步驟：
步驟1：根據(jù)整車設(shè)計要求，確定整車設(shè)計所采用的某個循環(huán)工況X和該循環(huán)工況下的續(xù)航里程S；
步驟2：根據(jù)所選擇的循環(huán)工況X，按照該循環(huán)工況內(nèi)容，將其分解為若干勻速工況i和若干加速工況j；
步驟3：確定整車主要參數(shù)：m為整車設(shè)計重量，單位為kg，g為重力加速度，f為整車滾動阻力系數(shù)，u為車輛勻速行駛速度，單位為km/h，CD為整車空氣阻力系數(shù),ηt為傳動系的機(jī)械效率，A為迎風(fēng)面積，單位為m2；
根據(jù)如下公式1求出單個勻速工況下所需能量W勻：
步驟4：
步驟5：定義加速階段主要參數(shù)：t為加速時間，單位為s,δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，V0為加速前初速度，單位為km/h；
步驟6：根據(jù)如下公式2計算單個加速工況下所需能量W加：
步驟7：計算一個完整工況下的整車能量需求，如式3所示：
其中m為勻速階段的數(shù)量，n為加速階段的數(shù)量，DOD為動力電池放電深度，η0為電機(jī)及控制器效率，x為整車行駛過程中電動附件能量需求與整車行駛能耗的比值。
在另一個優(yōu)選實施例中，循環(huán)工況下計算電動汽車動力電池能量的方法包括如下步驟：
步驟1：根據(jù)整車設(shè)計要求，確定整車設(shè)計所采用的某個循環(huán)工況X(本實施例中選擇為《GB/T 18386-2005電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》4.4.5.2規(guī)定工況)，續(xù)航里程S(本實施例中選擇S＝220.44km)；
步驟2：根據(jù)所選擇的循環(huán)工況，按照該循環(huán)工況要求，將其基本市區(qū)循環(huán)分為4個勻速工況、6個加速工況，市郊循環(huán)分為5個勻速工況、7個加速工況(本實施例中i＝9,j＝13)；
其中m為整車設(shè)計重量(本實施例中m＝1500kg)，單位為kg，g為重力加速度，f為整車滾動阻力系數(shù)(本實施例中f＝0.01)，u為車輛勻速行駛速度(本實施例中取第一個勻速工況下的車速70km/h)，單位為km/h，CD為整車空氣阻力系數(shù)(本實施例中取0.3),ρ為空氣密度，一般ρ＝1.2258N.s2.m-4,ηt為傳動系的機(jī)械效率(本實施例中取0.9)，A為迎風(fēng)面積，單位為m2(本實施例中取2.3)。
步驟3：根據(jù)公式1求出單個勻速工況下所需能量W勻：
步驟4：
計算得到W勻＝0.09185276kw.h。
步驟5：定義加速階段主要參數(shù)：t為加速時間，單位為s(本實施例中取第一個加速階段駕駛時間t＝6s),δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)(本實施例中δ＝1.04)，V0為加速前初速度，單位為km/h(本實施例中V0＝0km/h)。
步驟6：根據(jù)如下公式2計算單個加速工況下所需能量W加：
計算得到W加＝0.004103078kw.h。
步驟7：計算一個完整測試工況下的整車能量需求，如式3所示：
其中m為勻速階段的數(shù)量(本實施案例中m＝9)，n為加速階段的數(shù)量(本實施案例中n＝13)，DOD為動力電池放電深度(本實施案例中DOD取0.8)，η0為電機(jī)及控制器效率(本實施案例中取0.95)，x為整車行駛過程中電動附件能量需求與整車行駛能耗的比值(本實施案例中取0.15).計算得到w＝41.12kw.h。
根據(jù)上述方法可求出滿足純電動汽車循環(huán)工況下續(xù)航里程的高壓電池能量的設(shè)計要求，同時使用中可滿足空調(diào)、娛樂系統(tǒng)等設(shè)施正常使用需求，提升用戶滿意度。
上面對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。