新能源汽车控制|新能源汽车的电机、发动机特性曲线怎么造？
对于混合动力汽车来说 ， 发动机、电机的外特性以及效率Map非常重要 ， 直接影响到整车动力性、经济性的前期仿真匹配以及后期的策略设计 。
最近脚主在做iMMD相关的策略仿真 ， 需要发动机和电机相关特性Map ， 但是一直没找到 ， 只能从一些资料中了解到部分工作点信息 ， 总结如下：
1）发动机峰值功率107kw@6200rpm ， 最大扭矩175Nm@3500rpm；
【新能源汽车控制|新能源汽车的电机、发动机特性曲线怎么造？】2）电机峰值功率135kw ， 最大扭矩315Nm ， 最高转速13000rpm；
3）发电机最大功率与发动机相当 ， 也是107kw左右 ， 其他数据没有 。
由于发电机主要用于增程发电 ， 对整车动力性基本没有影响 ， 其特性曲线相比电机和发动机重要程度更低一些 ， 所以这里脚主简化处理 ， 直接把135kw的电机Map扭矩衰减一定比例得到发电机Map 。
接下来 ， 脚主就根据以上信息自己造一些电机、发动机的特性曲线 ， 为后面的策略仿真准备好基本的弹药 。
电机特性曲线
在造电机外特性Map之前 ， 需要了解电机特性曲线的基本轮廓 ， 如下图 。
本文图片
可以看出：
1）低转速电机恒扭矩 ， 高转速电机恒功率（实际上随着转速继续升高功率会略微下降）；
2）最大扭矩转折点一般对应着峰值功率处；
3）中等转速、中等扭矩工作点对应的效率较高 ， 转速、扭矩过高或过低时效率都很差 。
根据上面的信息：电机峰值功率135kw ， 最大扭矩315Nm 。 可以得到转折点转速为：
N=9550P/N≈4100rpm 。
再选择几个高转速的点6000/8000/10000/13000rpm ， 根据高转速功率略微下降 ， 利用上面公式分别计算其对应分别扭矩为205/150/115/90Nm 。 这样得到电机外特性的5个参考点 ， 曲线基本形状就有了 。
效率Map设计主要是要调整以转速、扭矩为两横坐标 ， 效率为纵坐标的数据 ， 如下图 。
本文图片
具体效率点设计过程分为4步：
1）根据中等转速、中等扭矩对应的效率较高这一特性 ， 先选定绿框对应的最高效率区域；
2）0转速、0扭矩以及超出外特性的区域直接给定最低的效率值（图中红框以外区域全部给定85%）；
3）以红框为边界 ， 绿框为中心 ， 向外层扩展 ， 依次减小效率值 ， 如图中黄线所示；
4）画出效率Map ， 调整不恰当数值点（画效率Map操作可参考之前的文章） 。
最后 ， 电机的效率Map及外特性曲线如下图所示 。
本文图片
此处的电机效率指的是电机系统效率 ， 包含了电机本体效率和电机控制器效率 。 后面进行策略仿真时可以拿这个Map直接进行机械能到电能的转换计算 。
发动机特性曲线
同样 ， 在造发动机万有特性Map之前 ， 也需要了解发动机特性曲线的基本轮廓 ， 如下图 。
发动机效率的评价指标一般用比油耗 。 比油耗即燃油消耗率 ， 是指发动机每发出1kw有效功率 ， 在1h内所消耗的燃油质量 ， 单位为g/(kw.h) 。
本文图片
可以看出：
1）发动机转速高于一定转速（1000rpm左右） ， 才能有扭矩输出 ， 随着转速的升高 ， 扭矩先增大后减小；
2）随着转速的增大 ， 最大功率也逐渐增大 ， 转速过高后功率会稍有减小；
3）与电机一样 ， 中等转速、中等扭矩工作点对应的效率较高 ， 转速、扭矩过高或过低时效率都很差 。
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