ВВЕДЕНИЕ 5
1 ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ 6
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ 6
1.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ 12
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 22
2.1 УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ 22
2.2 ПЕРЕНОС МАССЫ 29
2.3 ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ 30
2.4 ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ 35
3 РАЗРАБОТКА И ВЕРИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ 43
3.1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ 43
3.2 ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ
С каждым годом электрические автомобили набирают всё большую популярность. В связи с этим многие крупные автопроизводители расширяют свой модельный ряд электромобилями. Помимо них на рынок выходит множество новых фирм,
специализирующихся на электрическом автотранспорте.
Система охлаждения (СО) – одна из систем, жизненно необходимых для любого
автомобиля, так как она поддерживает температурных режим, необходимый для нормального функционирования автомобиля. Совершенствование конструкции СО позволяет создать более благоприятные условия эксплуатации силовых агрегатов, что
способствует повышению их долговечности.
Математическая модель системы охлаждения позволяет заранее проанализировать работу системы при различных условиях эксплуатации до проведения реальных
испытаний. Полученная таким способом информация может быть использована для
раннего выявления недостатков и улучшения конструкции СО. Помимо этого, модель
может использоваться для разработки алгоритмов управления СО.
Целью данной работы является разработка компьютерной модели системы
охлаждения грузового электромобиля.
Для выполнения поставленной цели потребуется решить следующие задачи:
1) разработать математическую модель системы;
2) разработать компьютерную модель системы;
3) провести верификацию полученной модели.
В рамках данной работы была разработана математическая и компьютерная модели системы охлаждения грузового электромобиля. Разработка компьютерной модели была проведена в среде имитационного моделирования Simulink.
Математическая модель системы была построена на основе законов сохранения
энергии и массы и представлена в виде множества самостоятельных систем дифференциальных уравнений, связанных между собой с помощью обычных уравнений.
Выбранная структура математической модели позволила создать компьютерную модель в виде совокупности подсистем, каждая из которых описывает отдельный
физический процесс при некоторых внешних воздействиях. В итоге разработанная
модель имеет явную структуру, из которой можно понять, как различные физические
процессы, протекающие в системе, влияют друг на друга и на состояние системы.
Верификация модели была проведена путём сравнения результатов моделирования в Simulink с результатами, полученными из аналогичной модели, разработанной в среде LMS Amesim. Модель в среде Amesim была составлена из стандартных
компонентов, которые по заявлению разработчиков среды Amesim достоверно описывают все физические процессы, протекающие в системе.
Сравнение работы компьютерных моделей при различных входных воздействиях, реализованных в разных средах показало, что обе модели описывают физические процессы примерно одинаково – значения температуры ОЖ, полученные из модели Simulink, всегда меньше, чем в модели Amesim, на величину менее одного градуса Цельсия. Если считать модель в Amesim достоверной, то разработанная в среде
Simulink была успешно верифицирована.
Разработанная компьютерная модель может быть использована для анализа работы системы охлаждения в различных условиях, причём структура модели и способ
задания параметров позволяют легко адаптировать модель для систем охлаждения
имеющих иную структуру. Помимо этого, модель может быть интегрирована с системой управления или с другими системами автомобиля.
