文 献 综 述

题目：基于AMESim的电动汽车建模与仿真研究

关键字：纯电动汽车，AMESim，动力性能，建模仿真

引言

当前人类社会所面临的能源危机及环境问题,使得具有环保、节能优点的电动汽车成为未来汽车发展的趋势^[1]， 除了进一步对传统汽车进行技术创新提高节能减排效果外，发展新能源汽车已成汽车行业变革的必然趋势。纯电动汽车由于具有较大的节能环保潜力并且更易于产业化，因而受到了世界范围内的广泛关注。各国政府及汽车企业均已将纯电动汽车产业化作为其近期的发展目标，这同时也对纯电动汽车技术水平以及整车性能的提高提出了更为急切的实际需求^[2]。纯电动汽车以电能作为驱动能量，因其零排放，零污染的优势使其成为开发和研究绿色汽车的主流。与传统内燃机汽车相比，纯电动汽车虽然节能环保，但车辆的动力性能不是很好。因此，研究电动汽车的动力性能十分必要。纯电动汽车是一个复杂的系统，它集成了多个子系统如车身、电力驱动、能源及能量管理等。纯电动汽车技术涉及多个学科领域，包括电力电子学、机械动力学工程、控制理论和化学等，在开发纯电动汽车初期，采用计算机建模与仿真的方法可以有效降低研发成本与缩短研发周期^[14]。因此我们主要研究基于AMESim的纯电动汽车的建模与仿真。

AMESim 软件一款新型的高级建模和仿真软件。它的突出优点是在统一的平台上实现了多学科领域的系统工程的建模和仿真：机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域，不同领域的模块之间直接的物理连接方式使得AMESim成为多学科领域系统工程建模和仿真的标准环境^[4]。AMESim 适合多学科、复杂领域的仿真建模，主要应用在航天、车辆、电力电子等领域，可进行整车动力学、电机状态和控制系统的性能分析等^[6]。AMESim 提供了一个完整的时域仿真建模环境和强大而完备的多物理领域图形化模型元件库，具有更强大的扩展性，且能够自动选择最优算法进行仿真计算，大大提高了建模仿真的效率^[3]。

传统的以燃油为主要能源的车辆是通过发动机把热能转化为机械能，再通过传动装置把动力传递给车轮，而纯电动汽车是把蓄电池的能量转化为机械能^[8]。纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。纯电动汽车整车模型由电源、电机、控制单元、变速及减速单元、车辆、模拟驾驶等子系统模型组成^[3]。

1. 国内外研究现状：

1、国外

纯电动汽车的发展至今已有一百多年的历史，近年来国际上各大汽车公司都在加紧纯电动汽车的研制开发，同时纯电动汽车被公认为保障能源安全和低碳经济的有效途径，并受到各国政府的高度重视，主要在美国、日本、欧洲等发达国家表现较为明显。美国的纯电动汽车发展战略以石油安全为第一目标，以对排放污染限制为核心，成为最早研制成纯电动汽车的国家之一。美国政府以国家能源部为中心，不断继续加大对研制电动汽车的投放资金，在新一代汽车伙伴计划(PNGV)计划的正确引导下三大汽车公司陆续推出各自的概念车，并于2002年由布什政府提出计划，树立了电动汽车研发的典范^[8]。一直以来，日本都把电动汽车的研制与开发定位在比较重要的位置，对于纯电动汽车市场来说，日本公司相对来说发展地更为迅速。2010年日产公司推出了号称是世界上第一台可交付日常使用的量产纯电动汽车 LEAF^[2]。欧洲更青睐于追求近乎完美且零污染的纯电动汽车，1941年，标致公司开始对纯电动车进行研制，法国政府给予了足够的重视和支持。1990年欧洲各国成立“城市电动车”协会。欧盟发布《欧盟道路交通电气化路线图》，预计到2020年之前，纯电驱动的电动汽车总量达到500万辆^[8]。