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基于Simulink的純電動汽車扭矩解析仿真
前文介紹了扭矩解析，就是對駕駛員期望扭矩的解讀，可細(xì)分為加速踏板扭矩請求、制動踏板扭矩請求、蠕行扭矩請求、巡航扭矩請求、其他扭矩請求、扭矩耦合、扭矩限制、扭矩?fù)Q向、扭矩濾波等幾部分。
本文將在Simulink中設(shè)計一個簡要的扭矩解析仿真模型，并對其進(jìn)行仿真驗證。
01設(shè)計需求
希望設(shè)計的扭矩解析能滿足以下幾點需求：
1）給油門能走，給剎車能停；
2）沒有油門和剎車請求時能穩(wěn)定蠕行；
3）有高速巡航功能，巡航狀態(tài)下給油門或剎車也能正常響應(yīng)；
4）車輛設(shè)計最高車速140km/h；
5）D/R檔扭矩響應(yīng)正常。
先就這么多吧。
02仿真模型
在Simulink中搭建如下圖所示的仿真模型，主要包括扭矩解析模型、電機模型、車輛模型三部分。本文研究的重點是扭矩解析模型，它也是我們需要驗證的對象。
扭矩解析模型如下圖，主要包括油門扭矩、制動扭矩、蠕行扭矩、巡航扭矩、扭矩協(xié)調(diào)計算（扭矩耦合、扭矩限制、扭矩?fù)Q向、扭矩濾波都包含在其中）等5個子系統(tǒng)。
03仿真測試
按照上面的設(shè)計需求，在Simulink仿真環(huán)境下逐一驗證。
1、給油門能走，給剎車能停。
仿真工況：
初始車速為0；
D檔；
0~10秒給100%油門；
10~40秒給100%制動。
仿真結(jié)果：
解析扭矩能正常跟隨油門、剎車請求，車速變化趨勢合理，該需求測試通過。
這里制動減速度較小的原因是僅考慮了電機回饋制動，液壓制動部分模型未考慮。
2、沒有油門和剎車請求時能穩(wěn)定蠕行。
仿真工況：
初始車速為0；
D檔；
無油門；
無剎車。
仿真結(jié)果：
隨著車速的增大，蠕行電機請求扭矩逐漸變小，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，車速也能維持6km/h左右勻速行駛，該需求測試通過。
這里采用的是開環(huán)蠕行控制，也可以用閉環(huán)。
3、有巡航功能且給油門或剎車也能正常響應(yīng)。
仿真工況：
初始車速為60km/h，設(shè)定巡航車速80km/h；
D檔；
10~15秒給定100%油門開度；
無剎車。
仿真結(jié)果：
0~10秒車輛能準(zhǔn)確跟隨80km/h的巡航目標(biāo)，10~15秒有了油門請求之后，車輛扭矩響應(yīng)了較大的油門請求，車輛開始加速，15秒以后油門撤出之后，車速又逐漸恢復(fù)巡航目標(biāo)車速80km/h，整個過程巡航請求扭矩被限制在0~100Nm的約束范圍之內(nèi)，該需求測試通過。
4、車輛設(shè)計最高車速140km/h。
仿真工況：
初始車速為0；
D檔；
全油門加速；
無剎車。
仿真結(jié)果：
隨著車速的增大，受限于電機外特性，車輛請求扭矩逐漸減小，在車速達(dá)到130km/h之前始終與油門請求扭矩一致，超過之后請求扭矩逐漸偏離原始的油門踏板扭矩請求，并最終控制最大車速穩(wěn)定140km/h左右，該需求測試通過。
5、D/R檔扭矩響應(yīng)正常。
仿真工況：
初始車速為0；
D檔，然后先給油門再給剎車；
R檔，然后先給油門再給剎車。
大部分車輛會選擇關(guān)閉R檔回收，這里暫時放開了R檔回收功能。
仿真結(jié)果：
不管在D檔還是R檔，扭矩響應(yīng)方向都是正確的，保證踩油門能正向或負(fù)向加速，踩剎車能正向或負(fù)向減速，該需求測試通過。
還有一些特殊工況需要考慮換向，這里暫不展開講。
以上，在Simulink中搭建了一個扭矩解析模型，并對其進(jìn)行了初步的仿真驗證，能滿足基本的使用需求。
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