[发明专利]电动汽车驱动系统半实物仿真平台

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车测试领域，主要涉及电动汽车驱动系统半实物仿真平台。

背景技术

作为一个新兴产业，电动汽车的开发与设计复杂且耗资巨大，电动汽车测试的目的是为了对设计提供依据及对设计出的产品进行验证，具有重要的意义。电动汽车测试方法可分为以下三类：计算机仿真测试、道路试验、室内试验台架测试。

计算机仿真测试无需任何真实零部件即可对电动汽车性能进行测试，其成本低、灵活性好。但电动汽车中一些部件具有多变量、非线性、强耦合的特点，计算机仿真测试往往对这些特别复杂的部件进行简化处理，缺乏真实感，无法进行精确、实时的测试，不能作为电动汽车性能的准确评价手段。

道路试验是在规则路面输入和典型驾驶输入下对汽车的动力性、主动安全性、平顺性、通过性等性能的不解体实车测试。实车道路测试是评价汽车性能、研究其运动特性最为直接的方法，结果也最为准确，可以全面评价整车性能的优劣，为试验样车的参数标定、部件检测、控制策略验证以及新车型的开发设计提供可靠的试验依据。但汽车道路测试必须在试验样车制造完成之后进行，需投入大量的人力、时间和经费，无法对电动汽车的前期设计进行指导；进行汽车道路试验时汽车设计已经基本定型，测试中出现问题进行调节难度较大；且汽车运行工况的广泛性决定了道路试验的复杂度，人为、天气等因素又造成了道路试验可重复性较差。

室内试验台架测试是在实验室内部进行的，对汽车的实际部件进行测试。被测件在台架上对其运行状况进行模拟，通过数据采集、总线通讯、监控、存储与分析，以获得被测件的性能参数，为电动汽车的设计与改进提供依据。由于室内试验台架测试建设费用低、应用广泛、重复性强，可以在电动汽车设计之初进行参数标定与策略验证，日益成为了电动汽车开发设计的基础设施，扮演着计算机仿真和道路试验所不可替代的角色。

室内试验台架可在设计初期、驱动系统装车前对驱动系统进行测试，能够对驱动系统性能进行全方位的评价，具有计算机仿真测试和道路测试不可替代的作用，但目前台架测试往往是一种稳态的测试方法。参考图1，稳态测试方法，即根据行驶工况、车辆数学模型离线计算驱动系统应该输出的转矩转速，利用测功机输出的力矩提供负载使驱动系统运行在工况点上。稳态测试方法侧重于对部件本身的测试，难以结合整车对行驶过程中驱动系统的动态性能指标进行评价。这种方法不符合汽车能量流、控制信号流的实际传输方向；未考虑车辆行驶中的瞬态变化，忽视了实际行驶中的驾驶意图；且必须以汽车准确依照工况运行为前提，使得测试结果并不能成为驱动系统满足整车要求的依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供电动汽车驱动系统半实物仿真平台，其符合电动汽车真实能量、控制信号流的前向仿真结构，考虑了驾驶员的驾驶意图，且对车辆模型进行在线更新，满足了测试所需要的动态性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

电动汽车驱动系统半实物仿真平台，包括实时仿真器，实时仿真器集成有虚拟驾驶员模型、虚拟整车模型和虚拟行驶工况，还包括均为实物的电源、电驱动系统和负载模拟系统；电源为电驱动系统供电，电驱动系统和负载模拟系统连接，电驱动系统分别与虚拟驾驶员模型、虚拟整车模型连接，虚拟驾驶员模型分别与虚拟整车模型、虚拟行驶工况连接；

电动汽车驱动系统半实物仿真平台的运行步骤为：

S1：将仿真车型的参数输入至虚拟整车模型；

S2：根据待测仿真车型确定虚拟行驶工况;

S3：设定仿真周期ΔT;

一个仿真周期内，电动汽车驱动系统半实物仿真平台的运行步骤为：

A：虚拟驾驶员模型结合虚拟行驶工况输出轴的转速ω_ref与电驱动系统输出轴的实际转速ω_r产生的偏差进行判断，

若虚拟整车模型需要加速行驶执行B1步骤，

若虚拟整车模型需要减速行驶执行B2步骤,

若虚拟整车模型需要匀速行驶执行B3步骤;

B1：虚拟驾驶员模型发送油门踏板信号T_ref至电驱动系统，电驱动系统增加力矩输出并向负载模拟系统输出驱动力矩T_e，虚拟整车模型根据驱动力矩T_e的估计值及当前实际转速ω_r计算下一周期车辆应到达的转速ω_next，负载模拟系统收到转速指令ω_next后向电驱动系统施加负载转矩T_L使得电驱动系统的转速达到转速ω_next；