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汽车动力学模型:解析驱动力与行驶阻力关系

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:车辆动力学模型依据汽车行驶方程式建立,模型的功能是根据驱动力与行驶阻力的平衡关系求解车速,规定电机力矩为正值时表示驱动力矩,为负值时表示制动力矩。汽车的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压等有关,一般通过实验拟合得到,行驶车速对滚动阻力系数有很大影响,在良好路面上行驶的汽车的滚动阻力系数可用下式估算。

汽车动力学模型:解析驱动力与行驶阻力关系

车辆动力学模型依据汽车行驶方程式建立,模型的功能是根据驱动力(或制动力)与行驶阻力的平衡关系求解车速,规定电机力矩为正值时表示驱动力矩,为负值时表示制动力矩。

汽车的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。

1)滚动阻力Ff

式中G是汽车总重量(N);f是滚动阻力系数;α是道路坡度值(°)。

滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压等有关,一般通过实验拟合得到,行驶车速对滚动阻力系数有很大影响,在良好路面上行驶的汽车的滚动阻力系数可用下式估算。

式中G是汽车总重量(N);f是滚动阻力系数;α是道路坡度值(°)。

滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压等有关,一般通过实验拟合得到,行驶车速对滚动阻力系数有很大影响,在良好路面上行驶的汽车的滚动阻力系数可用下式估算。

式中,va是汽车行驶车速(m/s);f0、f1和f2是常数,通过实验拟合得到。

2)空气阻力Fw

式中,va是汽车行驶车速(m/s);f0、f1和f2是常数,通过实验拟合得到。

2)空气阻力Fw

式中,CD是空气阻力系数;ρ是空气密度(kg/m3);A是迎风面积(m2);v是相对速度(m/s),在无风时即为汽车的行驶速度。

3)坡度阻力Fi

式中,CD是空气阻力系数;ρ是空气密度(kg/m3);A是迎风面积(m2);v是相对速度(m/s),在无风时即为汽车的行驶速度。

3)坡度阻力Fi(www.xing528.com)

4)加速阻力Fi

4)加速阻力Fi

式中,M是汽车总质量(kg);δ是汽车旋转质量换算系数,且δ>1,将旋转质量的惯性力偶转化为平移质量的惯性力;M是汽车等效总质量(kg)。

由以上分析,电动汽车行驶方程式为

式中,M是汽车总质量(kg);δ是汽车旋转质量换算系数,且δ>1,将旋转质量的惯性力偶转化为平移质量的惯性力;M是汽车等效总质量(kg)。

由以上分析,电动汽车行驶方程式为

式中,Fm为正值时表示驱动力,为负值时表示制动力;Fb机械制动力(N·m)。

将式(9-5)、式(9-6)、式(9-7)、式(9-8)和式(9-9)代人式(9-10),并假设汽车行驶在水平路面且无风的情况下,可得到

式中,Fm为正值时表示驱动力,为负值时表示制动力;Fb是机械制动力(N·m)。

将式(9-5)、式(9-6)、式(9-7)、式(9-8)和式(9-9)代人式(9-10),并假设汽车行驶在水平路面且无风的情况下,可得到

Ff(μa)用二次多项式近似,式(9-11)可写为

Ff(μa)用二次多项式近似,式(9-11)可写为

电动汽车在滑行情况下,机械制动力Fb为0,式(9-12)可进一步简化为

电动汽车在滑行情况下,机械制动力Fb为0,式(9-12)可进一步简化为

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