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2.2 電動機及驅動系統仿真模型

　　電動機及驅動系統的建模基礎是電動機的電壓、轉矩、功率的平衡方程和運動特性方程。若假定繞組完全對稱、主電路電流連續、磁阻恒定、忽略粘性摩擦，則可得到無刷直流電機的電壓平衡方程：

　　式中：ua、ub、uc分別為定子相繞組電壓(V);ia、ib、ic分別為定子相繞組電流(A);ea、eb、ec分別為定子相繞組電動勢(V);R為每相繞組的電阻(Ω);L為每相繞組的自感(H);M為每兩相繞組間的互感(H)。

　　根據電壓平衡方程式(4)可以得到電動機的等效電路圖，如圖3所示。

　　這樣，電動機的電磁轉矩Tem為：

　　式中Ω為轉子機械角速度。

　　基于上述分析，本文建立了永磁無刷直流電動機及驅動系統的仿真模型，如圖4所示。它主要由以下4個模塊構成：

　　1)轉速限制模塊。該模塊主要用來預測電動機的請求轉速是否超過了電動機的轉速范圍。當vveh>vcyc時，輸出的轉速為電機的最大轉速;當vveh

　　ωa=va·ωlim/vavail

　　式中：vcyc為循環工況的請求車速;vveh為車輛模型計算的車速;va為實際車速;ωlim為受限制的需求轉速;vavail為驅動系統可達到的理論車速。

　　2)轉動慣量的作用模塊。該模塊主要是考慮電動機等轉動部件的轉矩消耗。它根據驅動系統的整體傳動比，計算電動機慣量與整車慣量的函數關系，最后根據輸入的轉速計算轉動慣量。

　　3)轉矩限制模塊。該模塊主要是限制電動機的請求轉矩不能超出電動機的轉矩范圍。它根據最大轉速所對應的最大轉矩，分別計算出作為電動機或發電機使用時的最大轉矩，再根據關系比較得出輸出的最大轉矩，建模關系為：當Treq>0時，工作在電動機狀態，T=min(Treq，Tmax);當Treq<0時，工作在發電機狀態，T=min(Treq，Tgen·max)。其中Treq為請求的電動機轉矩;Tmax、Tgen·max分別為最大充電

　　轉矩和最大發電轉矩。

　　4)熱量模塊。該模塊是用來計算電動機的溫度和為保持某一溫度所采用的散熱方式的熱功率損失。

　　2.3 整車仿真模型

　　ADVISOR的仿真模型是直接按照實際動力系統的布局搭建，其中整車仿真模型包括循環工況、車輛、車輪、變速器、驅動電機系統、能量源等子模塊。各個子模塊都建立了一個Simulink仿真模塊，且能夠通過M函數來控制其參數的變化。本文建立的整車仿真模型，如圖5所示。