Предлагаем научиться созданию достоверной модели электромобиля, описывающей процессы в части механики, электрики и электрохимии. Результаты верифицированы посредством сравнения с аналогичной моделью в программном комплексе AmeSim.

Ссылка на телеграм-канал REPEAT: https://t.me/repeatlab

Вводная информация для создания модели

Структурно рассматриваемая модель электромобиля состоит из следующих частей:

1. Модель, описывающая динамику продольного движения электромобиля. Она реализована посредством блоков «Динамика 4-х колёсного автомобиля», «Шасси с трансмиссией» и «Электропривод»;

2. Модель, описывающая динамику батареи, питающей электро-двигатель. Она реализована посредством блока «Батарея»;

3. Модель, имитирующая поведение водителя автомобиля.

Внешний вид модели приведён на Рисунке 1.

Динамика продольного движения

Рассматриваемая модель осуществляет расчёт скорости движения автомобиля через его ускорение, определяемое из уравнения второго закона Ньютона для результирующей силы, приводящей автомобиль в движение. Уравнение имеет следующий вид:

где:

где:

где:

где:

Динамика батареи

Данная модель описывается через уравнения разряда и заряда. Имеющие, соответственно, следующий вид:

Модель, имитирующая поведение водителя

Данная модель задаёт скорость движения автомобиля и, в зависимости от выходной скорости модели, подаёт управляющие сигналы либо на ускорение движения, либо на торможение, имитируя тем самым поведение настоящего водителя. График, иллюстрирующий поведение данной модели, представлен на Рисунке 2.

Результаты моделирования в ПО REPEAT и сравнение их с результатами моделирования в AmeSim

Результаты моделирования в ПО REPEAT представлены графиками слева, в AmeSim – справа.

Исходя из полученных результатов, можно сделать выводы о достоверности модели электромобиля (см. Рисунок 3 для параметра «Скорость»).

Аналогичным образом сделаны сравнения расчетов для параметров «Момент электродвигателя» (Рисунок 4), «Напряжение батареи» (Рисунок 5) и «Степень заряда батареи» (Рисунок 6):

Общий вывод по результатам моделирования

В результате построения модели модели электромобиля, описывающей процессы в части механики, электрики и электрохимии, были получены соответствующие графики требуемых параметров. Сравнение результатов моделирования с идентичной моделью зарубежного ПО показало, что ПО REPEAT с достаточной точностью осуществляет расчет процессов электромобиля и подходит для выполнения подобных производственных задач.