混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法技术

本发明专利技术涉及一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立车辆模型，进行电气负载仿真，获得高压导线电流曲线；2)建立导线模型，根据所述高压导线电流曲线进行导线热仿真，获得高压导线实时温升数据；3)根据所述高压导线实时温升数据选择初始导线线径；4)判断所选择的初始导线线径是否满足温升条件，若是，则将所选择的导线线径作为最终值，若否，则返回步骤2)。与现有技术相比，本发明专利技术具有线径选择准确、精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力和电动汽车领域，尤其是涉及一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法。
技术介绍
汽车的驱动能量来源正从内燃机切换为化学电池，如果继续沿用低压导线的线径选择方法—Isotemp曲线方法，解决高压导线的设计问题，可能导致错误的设计。高压导线连接高压部件，诸如电池包、逆变器和驱动电机。这些部件用于满足整车驱动和制动能量回馈的功率和能量需求。在整车运行期间，连接高压部件的回路上的电流会剧烈波动。Isotemp曲线方法仅能处理稳态电流情况。因此，如果沿用到高压导线的设计，可能导致错误的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种线径选择准确、精度高的混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，包括以下步骤：1)建立车辆模型，进行电气负载仿真，获得高压导线电流曲线；2)建立导线模型，根据所述高压导线电流曲线进行导线热仿真，获得高压导线实时温升数据；3)根据所述高压导线实时温升数据选择初始导线线径；4)判断所选择的初始导线线径是否满足温升条件，若是，则将所选择的导线线径作为最终值，若否，则返回步骤2)。所述车辆模型包括驾驶条件模块、车辆动力学模块、机械传动模块、驱动电机模块、逆变器模块和电池包模块。所述车辆模型还包括电机控制器模块和电池控制器模块。所述步骤1)具体为：101)建立车辆模型，设定车辆运行状态和车辆参数，并计算高压电气负载的直流和交流电流；102)对车辆模型进行仿真，获得仿真测试的高压电气负载的直流和交流电流；103)判断步骤101)中的计算值与步骤102)中的测试值是否匹配，若是，则输出仿真测试的高压导线电流曲线，若否，则修改车辆模型，返回步骤101)。所述步骤2)具体为：201)建立导线模型，设定环境温度和导线参数，选择导线线径的最小可选值；202)将所述高压导线电流曲线作为导线模型的输入，进行导线热仿真，获得仿真测试的导线导体线芯和绝缘体表面的温升；203)计算导线导体线芯和绝缘体表面的温升；204)判断步骤202)的测试值与步骤203)的计算值是否匹配，若是，则输出仿真测试的高压导线实时温升数据，若否，则修改导线模型，返回步骤203)。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术根据高压导线的特性，设定了一种新方法，根据真实负载电流曲线计算高压导线的导体线芯和绝缘体表面温升，然后根据温升数据选择导线线径，线径选择准确，适用于选择高压电气线束的线径。(2)本专利技术在建立车辆模型和导线模型时，结合试验数据通过部分参数标定修正，模型精度高。(3)本专利技术可有效解决高压导线的设计问题，进而保证汽车使用的安全性。附图说明图1为电动车中一个示例性的高压导线系统的结构示意图；图2为本专利技术线径选择方法的流程示意图；图3为本专利技术车辆模型的一个示例性架构；图4为本专利技术导线模型的一个示例性架构。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。下面描述的方法可以用于
任何混合动力和电动汽车。高压部件用于驱动车辆。电动车辆单独使用电池驱动，混合动力车辆使用内燃机和电池共同驱动。本专利技术所知的高压是指大于60伏的电压。如图1所示，显示了电动车中一个示例性的高压导线系统00。系统00包含一个高压电池包30，通过交流插头10和车载充电机20可以接受来自车辆外界的充电。高压电池包30经过一个DC-DC转换器40，向12V系统50(例如蓄电池和低压负载)提供电力。高压电池包30也向电加热器70和电动空调80(包括空调逆变器81和空调压缩机82)提供电力。高压电池包30的大部分能量和功率用于向逆变器60供电，后者将高压直流电转换为高压交流电激励驱动电机90。在车辆制动期间，驱动电机90和逆变器60将制动能量转换为高压直流电提供给高压电池包进行充电。其中，高压连接回路11、21、22、31、32、33、34、35、36、37、38、61、62、63在高压部件中分配和传输高压电气功率。特别地，高压直流回路31、32和高压交流回路61、62、63传递的电流随着车辆的速度和加速度的变化而剧烈波动。对高压线束设计而言，传统的Isotemp曲线方法被沿用，来选择高压导线的线径。Isotemp曲线假设高压线束承载的电流是稳定不变的，即始终是稳态。然而，对高压连接回路31、32、61、62、63而言，这样的假设并不成立，因为实际电流是动态的而且波动剧烈。因此，一个新的方法被提出来，用于选择高压电气线束的线径。本专利技术实施例提供一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，首先根据真实负载电流曲线计算高压导线的导体线芯和绝缘体表面温升，然后根据温升数据选择导线线径。该方法由三个步骤组成：1)电气负载仿真和试验；2)导线热仿真和试验，3)车载试验验证。步骤1)引入了一个车辆模型仿真模拟电气负载的电流行为特性，步骤2)引入了一个导线模型仿真模拟导线的温升特性，这两个模型都首先基于理论分析构建，然后结合试验数据通过部分参数标定修正，以达到满意的精度要求。如图2所示，本实施例方法100具体包括以下步骤：步骤101，开始。步骤102，设定车辆运行条件。车辆运行条件包括驾驶工况(速度轨迹的时间曲线)和道路坡度。步骤103，设定车辆参数，诸如风阻系数，轮胎滚动阻力系数，车辆横截面积，轮胎半径，后轴主减速比，传动齿轮系的齿数比，机械特性和驱动电机的效率图谱，逆变器的峰值功率和效率图谱，车辆的制动能量回收特性，电池充电状态SOC范围，电池的额定容量和额定电压，等等。这些参数定义了电机输出轴上的负载功率和负载扭矩请求，同时也决定了高压电池包的电流和电压曲线。步骤104，设置车辆参数完成后，高压电气连接的交直流回路电流可以通过车辆仿真模型计算，计算高压电气负载的直流和交流电流。图3是一个框图说明车辆模型的一个示例性架构。车辆模型的一个示例性架构如结构框图200，包括驾驶条件模块210、车辆动力学模块220、机械传动模块230、电机控制器模块240、驱动电机模块250、逆变器模块260、制动能量回收控制器模块270和高压电池模块280。驾驶条件模块210输出随时间变化的速度轨迹，通过连接211到车辆动力学模块220。用户可以选择标准或者客制化的驾驶循环，诸如欧洲新驾驶循环工况(NEDC)、美国城市驾驶循环工况(UDDS)或者日本驾驶循环工况(J1015)。驾驶条件210提供的另一个选项是道路坡度，可以定义为时间的函数或者是一个固定的值。车辆动力学模块220的功能是计算车辆驱动力要求，经过连接221，结算结果传递到机械传动模块230。众所周知，车辆驱动力是静摩擦力、滚动阻力、风阻和加速度力加总之和。所有这些力都是车速的函数。因此，车辆动力学模块220获得的驱动力是根据驾驶条件模块210传递的车速数据而计算得出的。机械传动模块230由车轮、后桥主减速器、简单或复杂的传动齿轮系组成。机械传动模块230模拟车辆的真实传动系以反映从车轮到驱动电机输出轴的转速和扭矩的传递关系。机械传动模块230的结构和参数可以根据实际的传动系统来设定。机械传动模块230通过连接231向电机控制器模块240提供车辆负载扭矩和转速的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立车辆模型，进行电气负载仿真，获得高压导线电流曲线；2)建立导线模型，根据所述高压导线电流曲线进行导线热仿真，获得高压导线实时温升数据；3)根据所述高压导线实时温升数据选择初始导线线径；4)判断所选择的初始导线线径是否满足温升条件，若是，则将所选择的导线线径作为最终值，若否，则返回步骤2)。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立车辆模型，进行电气负载仿真，获得高压导线电流曲线；2)建立导线模型，根据所述高压导线电流曲线进行导线热仿真，获得高压导线实时温升数据；3)根据所述高压导线实时温升数据选择初始导线线径；4)判断所选择的初始导线线径是否满足温升条件，若是，则将所选择的导线线径作为最终值，若否，则返回步骤2)。2.根据权利要求1所述的一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，所述车辆模型包括驾驶条件模块、车辆动力学模块、机械传动模块、驱动电机模块、逆变器模块和电池包模块。3.根据权利要求2所述的一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，所述车辆模型还包括电机控制器模块和电池控制器模块。4.根据权利要求1所述的一种混合动力和电动汽车高压电气导线线径选择方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：101)建立车辆模型，设定车辆运行条件和车辆参数，并计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟亮，孙韬，王成君，杨晓军，
申请(专利权)人：德尔福派克电气系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31