基于MATLAB的純電動汽車動力性仿真摘要：在新能源汽車設計領域中，純電動汽車的動力性能作為評估車輛性能水平的重要指標之一。本研究以純電動汽車的最高車速、加速能力和爬坡性能為評價指標，通過建立動力性能模型并運用MATLAB軟件進行仿真分析，獲得了詳實的仿真曲線，并進一步探討了影響純電動汽車動力性能的關鍵因素。研究結(jié)果揭示了電機的峰值功率和空氣阻力系數(shù)對純電動汽車動力性能具有顯著影響。電機的峰值功率決定了車輛的加速能力，而空氣阻力系數(shù)則直接影響了車輛的行駛效率和能耗。通過深入分析這些因素，可以為優(yōu)化純電動汽車設計提供有力支持，進一步提高車輛的整體性能表現(xiàn)。本研究為推動新能源汽車技術的發(fā)展和應用提供了重要參考。通過對純電動汽車動力性能的系統(tǒng)研究，不僅可以提升車輛的性能水平，還能促進新能源汽車的市場競爭力與可持續(xù)發(fā)展。通過不懈努力和持續(xù)探索，純電動汽車可以更好地滿足人們對環(huán)保、高效出行方式的需求，推動整個汽車行業(yè)向清潔能源方向邁進。關鍵詞：純電動汽車,動力性能,Matlab仿真SimulationofpowerperformanceofpureelectricvehiclebasedonMATLABAbstract:Inthefieldofnewenergyvehicledesign,thepowerperformanceofpureelectricvehiclesisoneoftheimportantindicatorstoevaluatetheperformancelevelofvehicles.Thisstudytakesthemaximumspeed,accelerationabilityandclimbingperformanceofpureelectricvehiclesasevaluationindicators,andobtainsdetailedsimulationcurvesbyestablishingdynamicperformancemodelsandusingMATLABsoftwareforsimulationanalysis,andfurtherdiscussesthekeyfactorsaffectingthedynamicperformanceofpureelectricvehicles.Theresultsshowthatthepeakpowerandairresistancecoefficientofthemotorhavesignificanteffectsonthepowerperformanceofpureelectricvehicles.Thepeakpowerofthemotordeterminestheaccelerationabilityofthevehicle,whiletheairresistancecoefficientdirectlyaffectsthedrivingefficiencyandenergyconsumptionofthevehicle.Throughin-depthanalysisofthesefactors,itcanprovidestrongsupportforoptimizingthedesignofpureelectricvehiclesandfurtherimprovetheoverallperformanceofthevehicle.Thisstudyprovidesanimportantreferenceforpromotingthedevelopmentandapplicationofnewenergyvehicletechnology.Throughthesystematicresearchonthepowerperformanceofpureelectricvehicles,itcannotonlyimprovetheperformancelevelofvehicles,butalsopromotethemarketcompetitivenessandsustainabledevelopmentofnewenergyvehicles.Throughunremittingeffortsandcontinuousexploration,pureelectricvehiclescanbettermeetpeople'sdemandforenvironmentallyfriendlyandefficienttravelmethods,andpromotetheentireautomotiveindustrytomovetowardscleanenergy.KeyWords:pureelectricvehicle,powerperformance,Matlabsimulation目錄30535目錄 3106551引言 4192491.1研究背景和意義 4187781.2研究目的 4164351.3純電動汽車國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 5311881.3.1純電動汽車國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 5235191.3.2純電動汽車國外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 632382純電動汽車技術綜述 8108892.1純電動汽車概述 8249412.2純電動汽車主要組成部分 8265072.3動力系統(tǒng)原理 9326412.4汽車動力性評價指標 10308793汽車動力性能仿真 13190553.1Matlab軟件介紹 13237953.2建立電動汽車動力性數(shù)學模型 1438973.3繪制電動汽車動力性仿真曲線 17301773.4分析影響電動汽車動力性因素 21227003.4.1對最高車速的影響。 21323743.4.2對加速能力的影響。 24110813.4.3對坡道起步能力的影響 27287184仿真結(jié)果分析與討論 3134764.1參數(shù)分析 31180624.2動力性能仿真結(jié)果 31101884.3純電動汽車的展望 3224703參考文獻 3324142致謝 34

1引言1.1研究背景和意義近年來，隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和能源緊缺問題的不斷凸顯。在2019年中國對原油的進口量高達5.0572×108噸，進口油氣依賴度不斷增加。在這樣的背景下，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到了顯著發(fā)展，特別是純電動汽車市場。2019年，中國純電動汽車產(chǎn)銷量分別達到102萬輛和97.2萬輛，保有量達到419萬輛，市場占有率在全球范圍內(nèi)領先占全球市場份額的比54.5%。為了推動純電動汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，中國政府制定并實施了一系列扶持政策，包括購置補貼、稅收減免和財政補貼等優(yōu)惠政策，以促進純電動汽車產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)化建設與發(fā)展。此外，為引導純電動汽車向節(jié)能方向發(fā)展，中國政府于2019年7月1日頒布了GB/T36980-2018《電動汽車能量消耗率限值》標準。該標準規(guī)定了具有三排以下座椅且最高車速不小于120km/h的電動汽車車型，當整車整備質(zhì)量在750kg及以下時，百公里能量消耗率限值應為13.1kWh［1］，進一步推動純電動汽車行業(yè)向著更加節(jié)能、環(huán)保的方向邁進。純電動汽車動力性仿真研究進而成為當前研究領域的熱點之一。隨著全球環(huán)境問題的日益加劇和對能源效率的要求不斷提高，純電動汽車動力性仿真研究具有重要意義。通過建立仿真模型和使用專業(yè)仿真軟件工具，汽車制造商可以改進車輛設計，提高動力系統(tǒng)的效率和性能，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，推動新能源汽車技術的進步。并且動力性仿真研究能夠減少實驗成本，提高研發(fā)效率，為電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。此外，仿真研究還有助于增強電動汽車的可靠性和安全性，為未來清潔能源汽車行業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎。純電動汽車動力性仿真研究在中國新能源汽車市場蓬勃發(fā)展的大背景下具有重要意義。隨著政府政策的支持和技術的持續(xù)創(chuàng)新，純電動汽車產(chǎn)業(yè)有望迎來更美好的發(fā)展前景，為應對環(huán)境問題、促進率發(fā)展、發(fā)展新能源汽車是一項行之有效的戰(zhàn)略［2］。1.2研究目的本研究的核心目的是利用MATLAB軟件平臺，對純電動汽車的動力性能進行深入的仿真分析。這一研究旨在通過構(gòu)建精確的動力系統(tǒng)仿真模型，綜合評估純電動汽車的加速性能、最高速度、續(xù)航里程等關鍵指標，從而對其整體動力性能有一個全面而深入的理解。在此基礎上，研究將進一步挖掘電動汽車動力系統(tǒng)的潛在瓶頸和不足，提出針對性的改進措施，以期優(yōu)化電動汽車的設計，提升其動力性能和能源利用效率。本研究還將探討如何利用仿真技術降低電動汽車的研發(fā)成本。通過仿真實驗，可以減少實際試驗需求，降低研發(fā)成本和周期，提高研發(fā)效率。這對于電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的經(jīng)濟意義。希望通過不斷的仿真研究，推動電動汽車技術的不斷創(chuàng)新和進步，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，實現(xiàn)清潔、綠色的交通出行方式，滿足人們對環(huán)保出行的需求。本研究將提供準確的電動汽車動力性能數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，為政府、汽車制造商和研究人員在政策制定、技術研發(fā)和市場推廣等方面提供科學依據(jù)。這有助于引導電動汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，推動電動汽車技術的廣泛應用。1.3純電動汽車國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.1純電動汽車國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作為世界上最大的汽車市場，中國的純電動汽車產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅猛，成為全球關注的焦點。從銷量和市場份額來看，中國純電動汽車市場呈現(xiàn)出爆炸式的增長。據(jù)統(tǒng)計，2021年，中國新能源汽車產(chǎn)銷量分別完成了354.5萬輛和352.1萬輛，其中純電動乘用車占比約78%。這一成績表明了中國成為全球最大的新能源汽車市場。這樣的增長得益于中國政府對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的有力支持。政府實施了“十城千輛”工程，并逐步推出一系列鼓勵和扶持純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、購車指標傾斜、充電設施建設等。同時，政府還制定了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等長期發(fā)展戰(zhàn)略，提出到2025年中國新能源汽車新車銷售量達到汽車總銷量的20%左右的目標。技術創(chuàng)新是推動中國純電動汽車行業(yè)發(fā)展的另一個關鍵因素。中國制造商在電池能量密度、快速充電技術以及整車控制系統(tǒng)等方面取得了突破性進展。這些技術進步不僅延長了電動汽車的續(xù)航里程，還縮短了充電時間，極大地提升了用戶體驗。例如，比亞迪作為國內(nèi)領先的新能源汽車制造商，其研發(fā)的刀片電池技術在安全性和能量密度方面處于行業(yè)前列。而蔚來、小鵬等新興力量也在智能化和軟件集成方面展現(xiàn)了強大的競爭力?；A設施的建設是中國純電動汽車發(fā)展不可忽視的一環(huán)。為了滿足激增的電動車充電需求，中國在全國范圍內(nèi)加快了充電樁的建設。這不僅包括城市地區(qū)的充電網(wǎng)絡，還包括高速公路沿線的快充站，大大提升了電動汽車的出行便利性。然而，盡管充電樁數(shù)量迅速增加，但分布不均、充電標準不統(tǒng)一等問題仍然存在，這些問題的解決對于電動汽車的普及至關重要。競爭方面，隨著越來越多的國內(nèi)外企業(yè)進入中國純電動汽車市場，市場競爭愈發(fā)激烈。國際品牌如特斯拉、寶馬、奔馳等紛紛加大在中國的投資力度，推出多款適合中國市場的電動車型。而中國本土品牌則憑借對本土市場的深刻理解，以及在成本控制和產(chǎn)品定位上的靈活性，正努力捍衛(wèi)其市場地位。國際合作與交流也是中國純電動汽車企業(yè)重要的發(fā)展戰(zhàn)略之一。通過引進國外先進技術、與國外企業(yè)建立合資企業(yè)等方式，中國企業(yè)不僅加速了自身技術的發(fā)展，還擴大了國際市場的影響力。中國純電動汽車市場在過去幾年中取得了顯著的發(fā)展成就，但也面臨著諸如技術瓶頸、基礎設施建設不足、激烈的市場競爭等挑戰(zhàn)。展望未來，隨著技術的不斷進步、政府政策的持續(xù)支持以及國際合作的深化，中國純電動汽車行業(yè)預計將繼續(xù)保持快速增長的趨勢。在全球范圍內(nèi)推動綠色交通和減少溫室氣體排放的背景下，中國純電動汽車市場的潛力巨大，將為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出重要貢獻。1.3.2純電動汽車國外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在當今時代，全球氣候變化問題日益嚴峻，減少溫室氣體排放、實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性已成為世界各國政府的共識和行動目標。作為應對這一挑戰(zhàn)的關鍵措施之一，推廣使用電動車不僅能夠顯著降低交通領域的碳足跡，還能促進能源轉(zhuǎn)型，加快向低碳經(jīng)濟的過渡。國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)揭示了一個不容忽視的趨勢：全球電動車市場正在迎來爆發(fā)式增長，2020年全球電動車銷量約300萬輛，同比增長41%，而2021年的銷量更是飆升至623萬輛，同比再次增長118.6%。中國、歐洲和美國作為增長的主力軍，正在通過各自的政策優(yōu)勢和市場動力，引領這場全球范圍內(nèi)的電動車革命。歐洲多國已經(jīng)實施了一系列支持電動車發(fā)展的政策措施，包括制定嚴格的排放標準、提供購車補貼、建設廣泛的充電設施等。德國2022年新注冊的電動車數(shù)量接近59萬輛，同比增長10.4%，這得益于其政府的“環(huán)境津貼”計劃和對國內(nèi)基礎設施建設的積極投資。挪威計劃到2025年、英國和丹麥計劃到2030年實現(xiàn)全面禁止銷售新的化石燃料汽車。此外，政府還通過補貼、減稅和其他激勵措施推動純電動汽車的購買和使用。市場占有率。此外，泛歐充電網(wǎng)絡IONITY的建設，為整個歐洲的電動車用戶提供了便捷的充電解決方案，進一步促進了電動車的普及。美國市場同樣呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，特斯拉等領頭羊企業(yè)帶動了整個市場的快速增長。2022年美國電動車銷量達到了801,000輛，同比激增了55%。美國政府提供的聯(lián)邦稅收抵免等激勵措施為消費者購買電動車提供了經(jīng)濟上的助力。同時，福特、通用以及新興的電動車企業(yè)如Rivian和Lucid等也在積極拓展產(chǎn)品線，以迎合不斷增長的市場需求。技術的進步是支撐電動車市場快速發(fā)展的另一個重要因素。自2010年以來，鋰離子電池的價格下降了約89%，使得電動車更加親民。特斯拉、松下、寧德時代、LGEnergySolution、三星SDI等公司在電池研發(fā)方面取得了顯著進展，不斷提高電池能量密度、降低生產(chǎn)成本和提高安全性。此外，固態(tài)電池、氫能燃料電池等新型儲能技術也正在積極研發(fā)中。電池技術的改進也顯著提升了電動車的續(xù)航里程，消除了消費者對續(xù)航焦慮的顧慮?，F(xiàn)代電動車不僅能夠滿足日常出行的需求，而且提供了與傳統(tǒng)燃油車相當?shù)男阅苤笜?。市場競爭的加劇推動了車輛的多樣性和功能性的提升。從傳統(tǒng)汽車制造商到新興電動車企業(yè)，各方都在努力推出符合不同市場需求的電動車型。豪華車領域的競爭尤為激烈，制造商們紛紛采用最新技術來提供更優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗。同時，智能化和自動駕駛技術的融合，預示著未來電動車將不僅限于節(jié)能減排，還將引領一場關于出行方式的變革。

2純電動汽車技術綜述2.1純電動汽車概述純電動汽車（BEVs），是一種完全依靠電池存儲的電能來驅(qū)動行駛，不產(chǎn)生尾氣排放的汽車類型。這些車輛的設計和制造因其對環(huán)境的低影響，能效高以及對降低依賴化石燃料的重要性而備受推崇。相較于傳統(tǒng)燃油車，純電動汽車提供了減少空氣污染和降低運行成本的雙重優(yōu)勢。純電動汽車的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面。首先，純電動汽車的零排放特性使其成為減少空氣污染的有效方式。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，燃油車每年排放的二氧化碳量約為4.6噸，而純電動汽車的二氧化碳排放量為零。這意味著純電動汽車的使用能夠有效減少碳排放，降低溫室氣體的產(chǎn)生，對于應對全球氣候變化具有積極作用。其次，純電動汽車具有較低的運行成本。根據(jù)美國環(huán)境保護署的數(shù)據(jù)，純電動汽車每英里行駛的成本約為傳統(tǒng)燃油車的一半。這是因為電力在價格和穩(wěn)定性上具有優(yōu)勢，而且維護純電動汽車的成本也相對較低。此外，一些國家還提供了純電動汽車購買補貼和稅收減免等激勵政策，進一步降低了純電動汽車的總體擁有成本。純電動汽車的發(fā)展還面臨著一些挑戰(zhàn)。純電動汽車的續(xù)航里程相對較低，限制了其在長途旅行中的應用。并且充電基礎設施的建設仍然不完善，充電樁的供給不足成為純電動汽車普及的一個瓶頸。綜上所述，純電動汽車作為一種環(huán)保、高效的交通方式，具有減少空氣污染和降低運行成本的顯著優(yōu)勢。隨著技術的進步和政策的支持，純電動汽車在全球范圍內(nèi)的普及程度將進一步提高，對于促進可持續(xù)發(fā)展和應對氣候變化具有重要意義。2.2純電動汽車主要組成部分動力電池系統(tǒng)是純電動汽車的能量存儲與輸出核心，其性能直接影響到車輛的續(xù)航里程、加速性能和整體安全性。以鋰離子電池為例，現(xiàn)代純電動汽車的電池系統(tǒng)通常由成百上千個小型的電池單元通過串并聯(lián)的方式組合成一個大型的電池包。這種設計可以提供高達數(shù)百伏特的電壓和數(shù)十到數(shù)百千瓦時的能量容量。例如，特斯拉ModelS使用的電池包大約有7000多節(jié)18650型號的圓柱形鋰電池單元組成，能提供超過100kWh的能量，使得車輛在理想條件下的續(xù)航能力可達到402英里（約647公里）。電池管理系統(tǒng)（BMS）則是一個復雜的控制單元，它實時監(jiān)控每個電池單元的工作狀態(tài)，包括充放電電流、電壓、溫度等，以及整個電池包的健康狀態(tài)。BMS通過算法優(yōu)化充放電過程，延長電池壽命，并在異常情況下迅速斷電保護，以防止過熱或其他潛在的安全風險。純電動汽車的電力驅(qū)動系統(tǒng)負責將電能轉(zhuǎn)換為機械運動，從而推動汽車前進。這一系統(tǒng)的核心是驅(qū)動電機，常見的類型有交流異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機等。以永磁同步電機為例，由于其高效率和高扭矩密度的特點，被廣泛應用于多種純電動車型中。逆變器作為連接電池和電機之間的橋梁，它將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以適配電動機的工作需求，并且能夠調(diào)節(jié)電源的頻率和幅值，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確控制。此外，傳感器如加速踏板位置傳感器會實時監(jiān)測駕駛者的輸入，而逆變器則根據(jù)這些信息調(diào)整電機的工作狀態(tài)。機械傳動裝置如單速變速器或多速變速器以及差速器，負責將電機產(chǎn)生的動力平穩(wěn)有效地傳遞至車輪，確保車輛在不同的行駛條件下都能保持良好的動力性和操控性。電控系統(tǒng)是純電動汽車的指揮中心，它基于微處理器或者其他形式的電子計算設備，執(zhí)行大量的數(shù)據(jù)處理和控制算法。該系統(tǒng)不僅負責管理電力驅(qū)動系統(tǒng)，包括調(diào)控電機的功率輸出和逆變器的工作效率，還涉及電池系統(tǒng)的充電與維護策略，以及對車載其他電氣設備的控制，比如燈光、空調(diào)/加熱系統(tǒng)、導航系統(tǒng)和安全氣囊等。高級的電控系統(tǒng)還能夠支持能量回收制動，即在減速或制動時將動能轉(zhuǎn)換回電能儲存于電池中，進一步提高能源效率。通過持續(xù)收集車輛工作數(shù)據(jù)，電控系統(tǒng)還能進行故障診斷和預防性維護提示，提升車輛的安全性和可靠性。例如，寶馬i3配備的電控系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)自適應能量管理，根據(jù)行駛模式和路況智能調(diào)節(jié)能量使用，保證最佳的續(xù)航和駕駛體驗。這些核心組件相互協(xié)調(diào)工作，確保純電動汽車的高效運行。電池組提供動力能源，電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，而電力控制器則管理能量的流動和轉(zhuǎn)化過程。這些組件的設計和性能優(yōu)化對于提升純電動汽車的動力性和能效具有至關重要的作用。未來，隨著科技的進步和創(chuàng)新，電池技術、電動機技術和電力控制技術將不斷發(fā)展，為純電動汽車的性能提升創(chuàng)造更多可能。2.3動力系統(tǒng)原理電動汽車的動力性能，專業(yè)地來說，主要受到驅(qū)動力與行駛阻力之間相互作用的影響。這些力的組合決定了車輛的加速度、爬坡能力以及最高速度等動力性能指標。（1）驅(qū)動力的產(chǎn)生：電動汽車的驅(qū)動力是由電機產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)過傳動系統(tǒng)傳遞到驅(qū)動輪上形成的。電機在低速時可以提供較大的轉(zhuǎn)矩，這使得電動汽車具有良好的起步加速性能。此外，電機的功率和轉(zhuǎn)矩特性會根據(jù)轉(zhuǎn)速變化，通常通過擬合方式確定，以適應不同的行駛需求。（2）行駛阻力的組成：行駛阻力包括滾動阻力、空氣阻力、坡道阻力以及加速阻力等部分。其中，滾動阻力與車輛的重量、輪胎與路面的摩擦系數(shù)有關；空氣阻力則與車速、車輛迎風面積及空氣阻力系數(shù)相關；坡道阻力取決于車輛質(zhì)量和坡度大小；加速阻力則與車輛質(zhì)量及加速度有關。（3）動力性能的計算：為了評估整車的動力性，需要依據(jù)《GB/T28382-2012純電動乘用車技術條件》等相關標準進行動力性計算，并參考《GB/T18385電動汽車動力性試驗方法》進行試驗。首先需計算電機的額定功率，然后結(jié)合車輛的基本參數(shù)，如整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)等，計算出在不同工況下的行駛阻力。最后，通過平衡圖分析驅(qū)動力與行駛阻力相等時的交點，得出最高車速等動力性能指標。（4）動力匹配的考量：在進行電動汽車的動力匹配計算時，需要考慮主驅(qū)動電機的性能指標，如最高轉(zhuǎn)速、峰值/額定功率、峰值/額定轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，以確保電機性能能夠滿足車輛的動力需求。2.4汽車動力性評價指標純電動汽車動力性評價，通常會依據(jù)以下三個主要指標進行：（1）汽車最高車速純電動汽車的最高車速是指車輛在理想的水平路面條件下，通常是混凝土或瀝青路面，所能達到的最大行駛速度。這個速度體現(xiàn)了電動汽車在電動機輸出和電池能量供給上的極限性能。在測定最高車速時，通常將車輛置于最高檔位，并確保電動機得到最大功率輸出。純電動汽車的最高車速受到諸多因素的影響，包括電動機的最大功率、電池系統(tǒng)的能量輸出能力、車輛的空氣動力學設計、輪胎的滾動阻力以及車輛的重量等。通常情況下，具備較大功率電動機和高效率電池系統(tǒng)的電動汽車可以擁有更高的最高車速；而車輛體積越小，空氣阻力越低，相應的最高車速也越高。舉例來說，中型純電動轎車如特斯拉Model3Performance版本，其最高車速可達到約261公里/小時（162英里/小時），而緊湊型純電動轎車，如雪佛蘭BoltEV，其最高車速大約在150公里/小時（93英里/小時）。經(jīng)濟型城市電動車如日產(chǎn)Leaf，在標準版本下的最高車速為約147公里/小時（91英里/小時），適合城市日常通勤和適度的高速公路行駛需求。高性能的純電動超級跑車如RimacNevera和LotusEvija等則擁有更為驚人的最高車速，它們不僅加速迅猛，最高車速也可達到350公里/小時（217英里/小時）甚至更高，為追求極速和極致駕駛體驗的愛好者提供了新的選擇。豪華SUV領域的純電動汽車，如奧迪e-tronS和梅賽德斯-奔馳EQC，雖然它們的車身尺寸較大，但由于配備了高功率電動機和優(yōu)化的空氣動力學設計，這些車型的最高車速也能達到200公里/小時（124英里/小時）以上，兼顧了高速巡航和舒適駕乘的需求。同級別的電動汽車在最高車速上差異不大，但不同級別之間的差異則較為顯著，這主要取決于不同級別車型所配備的電動機和電池系統(tǒng)的差異。隨著電動車技術的不斷進步，未來我們可以期待更多具有高速行駛能力的純電動車型出現(xiàn)在市場上。（2）汽車加速能力純電動汽車的加速能力是指車輛在水平良好路面上所能達到的最大加速度，通常用加速時間來表示，它對平均行駛車速有很大影響。加速時間又分為原地起步加速時間和超車加速時間。原地起步加速時間：指電動汽車從靜止狀態(tài)下，通常從1擋或2擋起步，并以最大的加速強度（包括選擇最恰當?shù)膿Q擋時機）逐步換至高擋后，達到某一預定的距離或車速所需的時間。一般用0~100km/h所需的時間來表明電動汽車原地起步加速能力。超車加速時間：用最高擋或次高擋由某一較低車速全力加速至某一高速所需要的時間。電動汽車加速時間越短，其加速能力越好。常用電動汽車加速過程曲線，即車速-時間關系曲線來全面反映電動汽車的加速能力。加速能力是純電動汽車的重要指標之一，尤其是對性能要求較高的車型而言，0~100km/h的加速時間是其追求的重要參數(shù)，對于純電動汽車而言，這一時間在逐漸縮短。例如，特斯拉ModelSPlaid版本0~100km/h的加速時間僅需約2秒，而LucidAirDreamEditionR版本更是宣稱其加速時間小于2秒，這些都展現(xiàn)了現(xiàn)代電動跑車令人驚嘆的加速性能。搭載較大功率電動機的中型純電動轎車，如尼桑LeafPlus，0~100km/h的加速時間大約在7秒左右；而對于緊湊型純電動轎車，如雪佛蘭BoltEV，0~100km/h的加速時間一般在6.5秒左右；對于電動跑車，如保時捷TaycanTurboS，0~100km/h的加速時間通常在2.8秒以下，這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)了不同類型純電動汽車在加速性能上的差異和發(fā)展趨勢。（3）汽車爬坡能力純電動汽車的爬坡能力是指車輛滿載時在良好路面上等速行駛能爬上的最大坡度，簡稱最大爬坡度。與燃油車不同，電動汽車的爬坡能力受到電動機輸出功率和電池系統(tǒng)能量輸出能力的影響。爬坡能力可用坡度的角度值[以（°）表示]或以坡高與其水平距離之比(%)來表示。純電動汽車的變速器設計通常不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，它們經(jīng)常采用單速傳動裝置，因此其爬坡能力在不同的擋位下變化不大，而是依賴于電動機在低速時的扭矩輸出。它代表了電動汽車的極限爬坡能力，通常比實際行駛中遇到的道路最大爬坡度要強，這是因為需要考慮到在坡道上停車后順利起步加速、克服松軟坡道路面的大阻力等實際需求。對于市面上常見的純電動轎車，由于其主要用于城市和良好公路條件下的行駛，一般不強調(diào)其最大爬坡度；而對于電動SUV或者以越野性能為賣點的純電動汽車，如RivianR1T電動皮卡或特斯拉Cybertruck，它們的設計會特別注重爬坡能力，可能標稱能夠輕松應對30%甚至更高的坡度。最大爬坡度對于追求越野性能的純電動汽車而言是一個極為重要的參數(shù)。業(yè)界通常認為，只有最大爬坡度不小于57.73%(30°)的電動汽車才稱得上是具備真正越野能力的車型。隨著技術的不斷發(fā)展，越來越多的純電動汽車不僅在日常駕駛中表現(xiàn)出色，在攀爬陡峭坡道這類更具挑戰(zhàn)性的場景中也能展示出卓越的性能。

3汽車動力性能仿真3.1Matlab軟件介紹Matlab（MatrixLaboratory）是一款由美國MathWorks公司開發(fā)的高性能數(shù)值計算環(huán)境和第四代編程語言，其廣泛應用于工程計算、仿真、數(shù)據(jù)分析等眾多領域。作為一款集科學計算、圖形可視化以及算法開發(fā)于一身的軟件，Matlab特別擅長處理復雜的數(shù)學模型和執(zhí)行大量的數(shù)據(jù)處理任務。它提供的強大矩陣計算功能、直觀的用戶界面以及豐富的函數(shù)庫，使得科研人員和工程師能夠快速上手并高效地完成各種計算和分析工作。在工程計算方面，Matlab展現(xiàn)了其卓越的性能，覆蓋了線性代數(shù)、數(shù)值計算、優(yōu)化與統(tǒng)計分析等多個數(shù)學領域。通過內(nèi)建的數(shù)學工具箱，用戶可輕松求解線性方程組、執(zhí)行傅里葉變換、進行信號處理和圖像處理等復雜運算，這些工具箱極大地簡化了計算流程并顯著提升了工作效率。此外，Matlab的SIMULINK模塊為多域仿真和基于模型的設計提供了強大的支持，其豐富的圖形化組件庫和模型庫讓用戶可以方便地構(gòu)建和模擬復雜的系統(tǒng)模型，并通過連續(xù)或離散的時間仿真及混合仿真方式對模型進行深入的驗證與分析。在控制系統(tǒng)領域，Matlab憑借其控制系統(tǒng)工具箱，為用戶提供了傳統(tǒng)控制、現(xiàn)代控制以及自適應控制等方面的設計與分析能力，允許對控制策略進行深入的設計、分析和優(yōu)化。同時，通過模擬和仿真功能，用戶可以檢驗控制策略的性能，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。計算機視覺是Matlab的另一個強大應用場景，其提供的圖像處理和計算機視覺函數(shù)庫支持從圖像的基本讀取顯示到高級的濾波、增強、特征提取和目標檢測等操作，成為開發(fā)和實驗計算機視覺算法的理想平臺。數(shù)字信號處理也是Matlab的一大強項，它的信號處理函數(shù)庫包含用于信號分析、濾波、降噪和解調(diào)的各種功能，支持時域、頻域及時頻域的多種信號處理操作，并以可視化的形式展示結(jié)果，便于用戶理解和分析信號特性。此外，Matlab還具備與其他編程語言如C/C++、Java和Python的良好集成性，用戶可以通過調(diào)用外部函數(shù)來擴展Matlab的功能，進一步提升其在各個應用領域的靈活性和實用性。Matlab以其強大的功能、靈活易用的特性，成為工程計算、仿真、數(shù)據(jù)分析及科學研究等領域不可或缺的工具。其豐富的函數(shù)庫和工具箱、直觀的用戶界面以及圖形化編程環(huán)境，都極大地促進了科研人員和工程師在進行模型建立、仿真和結(jié)果分析等工作時的便捷性和效率。3.2建立電動汽車動力性數(shù)學模型在對特斯拉某款純電動汽車進行動力性能評估的研究中，以最高車速、加速能力和爬坡能力作為主要評價指標。這些指標被認為可以有效地反映電動車的動力特性，并且對于理解車輛的綜合性能至關重要。基于純電動汽車理論構(gòu)建的分析模型，利用MATLAB軟件進行了數(shù)值計算和數(shù)據(jù)分析。該軟件因其高級的計算功能和數(shù)據(jù)處理能力，在此類研究中被頻繁使用。為了進行仿真，研究者首先收集了涉及該車型的相關參數(shù)，包括但不限于電動機性能、車輛整體質(zhì)量、傳動系統(tǒng)效率等（如表3-1所示），并在MATLAB環(huán)境中編寫了相應的模擬仿真程序。通過執(zhí)行仿真程序，得到了描述車輛動力性能的仿真曲線，進而分析影響電動汽車動力的主要因素。表3-1不同結(jié)構(gòu)性能分析整車質(zhì)量/kg輪胎滾動半徑/m迎風面積/m2總傳動比21000.3422.69.1峰值功率/kW峰值轉(zhuǎn)矩N·m額定功率/kW額定轉(zhuǎn)矩N·m220440110220傳動系統(tǒng)效率空氣阻力滾動阻力系數(shù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系統(tǒng)0.950.230.0151.06電動車的性能受前進方向的力影響，這些力由車輛驅(qū)動系統(tǒng)和遭遇的阻力決定。驅(qū)動力由電機轉(zhuǎn)矩通過傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化并傳遞到驅(qū)動輪輪產(chǎn)生。電動汽車驅(qū)動力與電機輸出轉(zhuǎn)矩之間的關系為Ft=Te式中，F(xiàn)t為電動汽車驅(qū)動力；Te為電機輸出轉(zhuǎn)矩；it為傳動系統(tǒng)總傳動比；η電機輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關系也是純電動汽車動力性計算的主要依據(jù)之一。電機驅(qū)動具有低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的特點，所有可以由電機轉(zhuǎn)速計算電機轉(zhuǎn)矩，計算公式為Te=Tc式中，Tc為電機的低速恒轉(zhuǎn)矩；Pe為電機的高速恒功率；n為電機轉(zhuǎn)速；電動汽車行駛速度與電機轉(zhuǎn)速之間的關系為u=0.377rn在電動車行駛過程中，主要受到的阻力包括滾動阻力，空氣阻力，坡度阻力和加速阻力。滾動阻力是指輪胎和路面的變形引起的的能量損失，主要是由輪胎和路面的，其表達式為Ff=mgf式中，F(xiàn)f為電動汽車滾動阻力;m為電動汽車質(zhì)量;f為滾動阻力系數(shù);α電動汽車空氣阻力指電動汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力，它不僅與行駛速度有關，還與電動汽車迎風面積、空氣阻力系數(shù)有關，其表達式為Fw式中，F(xiàn)w為電動汽車空氣阻力;CD為空氣阻力系數(shù);電動汽車上坡行駛時，其重力沿坡道的分力稱為電動汽車坡度阻力，表達式為Fi式中，F(xiàn)i電動汽車加速阻力是指電動汽車加速行駛時，需要克服其質(zhì)量加速運動時的慣性力，其表達式為Fj=δm式中，F(xiàn)j為電動汽車加速阻力;δ為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù);du電動汽車行駛方程式為Te最高車速。最高車速是指車輛在理想的水平路面條件下，達到最高車速時，電機處于恒定功率運行時，電動汽車的驅(qū)動力與滾動阻力和空氣阻力之和處于平衡狀態(tài)。umax式中，umax當電動汽車驅(qū)動力與滾動阻力和空氣阻力之和處于平衡時，意味著車輛受到的驅(qū)動力與阻力完全抵消，從而導致速度保持在某一穩(wěn)定值。這種平衡狀態(tài)可以通過畫出驅(qū)動力曲線和滾動阻力以及空氣阻力之和的曲線，并找到它們的交點來確定。在這種情況下，這個交點所對應的速度即為電動汽車的最高車速。然而，當電動汽車的驅(qū)動力始終高于滾動阻力和空氣阻力的總和時，即驅(qū)動力曲線位于阻力曲線之上，這種情況下兩條曲線是不會有交點的。在這種情況下，車輛的最高車速將受到電機本身最高車速的限制，因為電機提供的驅(qū)動力能夠克服所有的阻力，使車輛在達到最大速度時運行穩(wěn)定，即x=0.377式中，nmax加速能力。電動汽車在平坦路面上的加速度為aj=F電動汽車加速度為t=式中，t為電動汽車加速度時間；u1為電動車加速度起始速度；u坡道起步能力。電動車動力因素為aj電動車最大爬坡度為imax3.3繪制電動汽車動力性仿真曲線根據(jù)所提供的電動汽車動力性數(shù)學模型，利用MATLAB軟件編寫代碼3-1，生成描述電動汽車動力學行為的仿真曲線。代碼3-1電動汽車動力性仿真代碼m=2100;%質(zhì)量(kg)r=0.342;%胎圈半徑(m)Cd=0.23;%阻力系數(shù)A=2.6;%正面投影面積(m^2)f=0.015;%滾動阻力系數(shù)at=0.95;%傳動效率dt=1.06;%加速時間(s)it=9.1;%傳動比g=9.8;%重力加速度(m/s^2)Pm=220;%最大功率(kW)Tm=440;%最大扭矩(Nm)Pr=110;%額定功率(kW)Tr=220;%額定扭矩(Nm)aa=0;nn=Pr*9550/Tr;Ff=m*g*f*cos(aa);Fj=m*g*sin(aa);fori=1:6001v(i)=0.1*i-0.1;n(i)=it*v(i)/r/0.377;ifn(i)<nnFt(i)=Tm*it*at/r;elseFt(i)=(Pm*9550/n(i))*it*at/r;endFw(i)=Cd*A*(v(i)^2)/21.15;F(i)=Fw(i)+Ff+Fj;ifabs(Ft(i)-F(i))<1vmax=v(i);enda(i)=(Ft(i)-F(i))/dt/m;angle(i)=tan(asin((Ft(i)-Fw(i)-Ff)/m/g))*100;endforj=1:1901va(1)=0;na(j)=it*va(j)/r/0.377;ifna(j)<nnFta(j)=Tm*it*at/r;elseFta(j)=(Pm*9550/na(j))*it*at/r;endFwa(j)=Cd*A*(va(j)^2)/21.15;Fa(j)=Fwa(j)+Ff+Fj;acc(j)=(Fta(j)-Fa(j))/m/at;va(j+1)=va(j)+acc(j)*0.1*3.6;ifabs(va(j)-100)<0.5ta=(j-1)*0.1;endendfigure(1)plot(v,Ft,v,F)gridonxlabel('速度/(km/h)')ylabel('電動汽車驅(qū)動力—行駛阻力/N')fprintf('最大車速vmax=%.2fkm/h\n',vmax)figure(2)plot(v,a)axis([0,inf,0,6])gridonxlabel('速度/(km/h)')ylabel('加速度/(m/s^2)')figure(3)t=0:1901;plot(t*0.1,va)gridonxlabel('時間/s')ylabel('速度/(km/h)')fprintf('百公里加速時間t=%.2fs\n',ta)figure(4)plot(v,angle)axis([0,inf,0,80])gridonxlabel('速度/(km/h)')ylabel('爬坡度/%')fprintf('最大坡度=%.2fs\n',angle(1))設置汽車參數(shù)設置電機參數(shù)設置坡度角為0計算電機基速計算滾動阻力計算坡度阻力速度循環(huán)開始設置速度范圍為0到600km/h計算電機轉(zhuǎn)速如果電機轉(zhuǎn)速小于基速驅(qū)動力計算否則驅(qū)動力計算結(jié)束空氣阻力計算行駛阻力計算驅(qū)動力判斷求最高車速結(jié)束求最大加速度求最大坡度角速度循環(huán)結(jié)束時間循環(huán)開始用于求百公里加速）設置初始速度為0計算當前速度下的電機轉(zhuǎn)速如果電機轉(zhuǎn)速小于基速計算驅(qū)動力否則計算驅(qū)動力結(jié)束計算空氣阻力計算行駛阻力計算當前車速下的加速度求下一循環(huán)時刻的速度判斷求百公里加速時間計算百公里加速時間判斷結(jié)束時間循環(huán)結(jié)束設置繪圖窗口1繪制驅(qū)動力行駛阻力平衡圖設置網(wǎng)格背景x軸標注y軸標注命令行窗口輸出最高車速設置繪圖窗口2繪制最大加速度曲線設置橫縱坐標范圍設置網(wǎng)格背景x軸標注y軸標注設置繪圖窗口3設置時間繪制汽車加速時間曲線設置網(wǎng)格背景x軸標注y軸標注命令行窗口輸出百公里加速時間設置繪圖窗口4繪制最大爬坡度曲線設置橫縱坐標范圍設置網(wǎng)格背景x軸標注y軸標注命令行窗口輸出最大坡度在MATLAB編輯器中輸入相應的程序代碼，然后點擊運行按鈕，即可得到電動汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖（圖3-1）、電動汽車的最大加速度曲線（圖3-2）、電動汽車的加速時間曲線（圖3-3）以及電動汽車的最大爬坡度曲線（圖3-4）。根據(jù)計算結(jié)果，該電動汽車的最高車速為286.40km/h，百公里加速時間為5.60s，最大爬坡度為61.76%。圖3-1電動汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖圖3-2電動汽車的最大加速度曲線圖3-3電動汽車的加速時間曲線圖3-4最大爬坡度曲線3.4分析影響電動汽車動力性因素3.4.1對最高車速的影響。主要因素有電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)等。電機峰值功率與最高車速之間的關系為Pm=mgf+式中，Pm整車質(zhì)量與最高轉(zhuǎn)速之間的關系為m=3600η空氣阻力系數(shù)與最高車速之間的關系為CD=21.15根據(jù)式15~式17，編寫分析電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)對電動汽車最高車速影響的MATLAB程序如下。（1）對最高車速的影響。主要因素有電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)等。電機峰值功率與最高車速之間的關系為Pm=mgf+式中，Pm整車質(zhì)量與最高轉(zhuǎn)速之間的關系為m=3600ηtP空氣阻力系數(shù)與最高車速之間的關系為CD根據(jù)式15-式17，編寫分析電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)對電動汽車最高車速影響的MATLAB代碼3-2如下。代碼3-2影響電動汽車動力性代碼m=2100;r=0.342;Cd=0.23;A=2.6;f=0.015;at=0.95;dt=1.06;it=9.1;g=9.8;figure(1)u=120:1:180;Pm=(m*g*f*u+Cd*A*u.^3/21.15)./3600/at;plot(Pm,u)xlabel('峰值功率/kW')ylabel('最高車速/(km/h)')figure(2)Pm=70;u=120:1:180;m=3600*at*Pm./(g*u*f)-(Cd*A*u.^2)./21.15/g/f;plot(m,u)xlabel('整車質(zhì)量/kg')ylabel('最高車速/(km/h)')figure(3)m=2100;u=120:1:180;Cd=21.15*(3600*at*Pm./u-m*g*f)./(A*u.^2);plot(Cd,u)xlabel('空氣阻力系數(shù)')ylabel('最高車速/(km/h)')設置汽車參數(shù)設置圖形窗口1設置最高車速計算電機峰值功率繪制最高車速-電機峰值功率曲線x軸標注y軸標注設置圖形窗口2電機峰值功率賦值設置最高車速計算整車質(zhì)量繪制最高車速-整車質(zhì)量曲線x軸標注y軸標注設置圖形窗口3整車質(zhì)量賦值設置最高車速計算空氣阻力系數(shù)繪制最高車速-空氣阻力系數(shù)曲線x軸標注y軸標注在MATLAB編輯器中輸入這些的程序點擊運行，就可得到電動汽車最高車速與電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)的關系曲線。從圖3-5所示的電動汽車最高車速與電機峰值功率的關系曲線可以看出，電機功率越大，電動機最高車速越高。圖3-5電動汽車最高車速與電機峰值功率的關系曲線圖從圖3-6所示的電動汽車最高車速和整車質(zhì)量的關系曲線可以看出，整車質(zhì)量越大，電動汽車最高車速越小。圖3-6電動汽車最高車速和整車質(zhì)量的關系從圖3-7所示的電動汽車最高車速與空氣阻力系數(shù)的關系曲線可以得出，空氣阻力系數(shù)越大，電動汽車最高車速越小。圖3-7電動汽車最高車速與空氣阻力系數(shù)的關系曲線3.4.2對加速能力的影響。利用加速時間數(shù)學模型，編寫分析電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)對電動汽車加速度影響的MATLAB程序如下。m=2100;r=0.342;Cd=0.23;A=2.6;f=0.015;at=0.95;dt=1.06;it=9.1;g=9.8;figure(1)Pm=50:100;T=zeros(1,length(Pm));fori=1:length(Pm)Pm_val=Pm(i);u=0:100;Ft=3600*Pm_val*at./u;F1=m*g*f+Cd*A*u.^2/21.15;a=(Ft-F1)/(dt*m);b=1./a;avg_b=b(1:100)+diff(b)/2;deta_t=diff(u).*avg_b;t_val=sum(deta_t,2)/3.6;T(i)=t_val;endplot(Pm,T);xlabel('功率/kW')ylabel('加速時間/s')%Figure2figure(2)Pm=70;m_range=1300:2000;T=zeros(1,length(m_range));fori=1:length(m_range)m=m_range(i);u=0:100;Ft=3600*Pm*at./u;F1=m*g*f+Cd*A*u.^2/21.15;a=(Ft-F1)/(dt*m);b=1./a;avg_b=b(1:100)+diff(b)/2;deta_t=diff(u).*avg_b;t_val=sum(deta_t,2)/3.6;T(i)=t_val;endplot(m_range,T);xlabel('整車質(zhì)量/kg')ylabel('加速時間/s')%Figure3figure(3)m=1575;u=0:100;Cd_range=0.2:0.01:1;T=zeros(1,length(Cd_range));fori=1:length(Cd_range)Cd=Cd_range(i);Ft=3600*Pm*at./u;F1=m*g*f+Cd*A*u.^2/21.15;a=(Ft-F1)/(dt*m);b=1./a;avg_b=b(1:100)+diff(b)/2;deta_t=diff(u).*avg_b;t_val=sum(deta_t,2)/3.6;T(i)=t_val;endplot(Cd_range,T)xlabel('空氣阻力系數(shù)')ylabel('加速時間/s')汽車參數(shù)賦值設置圖形窗口1循環(huán)開始峰值功率增量設置起始速度和終了速度計算驅(qū)動力計算行駛阻力計算加速度計算加速度倒數(shù)計算小梯形高度計算小梯形面積所有小梯形面積相加循環(huán)結(jié)束設置峰值功率范圍定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)繪制加速時間-峰值功率曲線x軸標注y軸標注設置圖形窗口2峰值功率賦值循環(huán)開始整車質(zhì)量增量設置起始速度和終了速度計算驅(qū)動力計算行駛阻力計算加速度計算加速度倒數(shù)計算小梯形高度計算小梯形面積所有小梯形面積相加循環(huán)結(jié)束設置整車質(zhì)量范圍定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)繪制加速時間-整車質(zhì)量曲線x軸標注y軸標注設置圖形窗口3整車質(zhì)量賦值設置起始速度和終了速度循環(huán)開始空氣阻力系數(shù)增量計算驅(qū)動力計算行駛阻力計算加速度計算加速度倒數(shù)計算小梯形高度計算小梯形面積所有小梯形面積相加循環(huán)結(jié)束設置空氣阻力系數(shù)范圍定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)繪制加速時間-空氣阻力系數(shù)曲線x軸標注y軸標注在MATLAB環(huán)境中輸入上述代碼之后，點擊運行按鈕，將生成圖，展示電動汽車加速時間與峰值功率、車輛總重、空氣阻力系數(shù)之間的關聯(lián)。正如圖3-8中所示，電動汽車加速時間與電機峰值功率之間的關系曲線圖，電機功率的提升能夠顯著減少加速所需的時間。峰值功率越高的電機，電動汽車加速度越短。這揭示了電機功率在電動汽車性能中的關鍵作用，尤其是在加速性能方面。3-8電動汽車加速時間與電機峰值功率之間的關系曲線如圖3-9所示電動汽車加速度時間與整車質(zhì)量的關系圖曲線中可以看出，整車質(zhì)量越大，電動汽車加速時間越長。3-9電動汽車加速度時間與整車質(zhì)量的關系圖曲線從圖3-10所需的電動汽車加速時間與空氣阻力系數(shù)的關系曲線可以看出，空氣阻力系數(shù)越大，電動汽車加速時間越長。圖3-10電動汽車加速時間與空氣阻力系數(shù)的關系曲線3.4.3對坡道起步能力的影響根據(jù)最大爬坡度數(shù)學模型，編輯分析電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)對電動汽車最大爬坡度影響的MATLAB程序如下。m=2100;r=0.342;Cd=0.23;A=2.6;f=0.015;at=0.95;dt=1.06;it=9.1;g=9.8;figure(1)Pm=50:1:100;u=[507090];fori=1:3Ft=3600*Pm*at./u(i);Fw=Cd*A*u(i).^2/21.15;D=(Ft-Fw)./m/g;I=asin(D-f.*(1-D.^2+f.^2).^0.5)./(1+f.^2);I1=tan(I)*100;gss='-:--';plot(Pm,I1,[gss(2*i-1)gss(2*i)])holdonendxlabel('峰值功率/kW')ylabel('最大爬坡度/%')legend('爬坡速度50km/h','爬坡速度70km/h','爬坡速度90km/h')figure(2)Pm=70;m=1300:1:2000;u=[507090];fori=1:3Ft=3600*Pm*at./u(i);Fw=Cd*A*u(i).^2/21.15;D=(Ft-Fw)./m/g;I=asin(D-f.*(1-D.^2+f.^2).^0.5)./(1+f.^2);I1=tan(I)*100;gss='-:--';plot(m,I1,[gss(2*i-1)gss(2*i)])holdonendxlabel('整車質(zhì)量/kg')ylabel('最大爬坡度/%')legend('爬坡速度50km/h','爬坡速度70km/h','爬坡速度90km/h')figure(3)m=2100;Cd=0.2:0.01:1;u=[507090];fori=1:3Ft=3600*Pm*at./u(i);Fw=Cd*A*u(i).^2/21.15;D=(Ft-Fw)./m/g;I=asin(D-f.*(1-D.^2+f.^2).^0.5)./(1+f.^2);I1=tan(I)*100;gss='-:--';plot(Cd,I1,[gss(2*i-1)gss(2*i)])holdonendxlabel('空氣阻力系數(shù)')ylabel('最大爬坡度/%')legend('爬坡速度50km/h','爬坡速度70km/h','爬坡速度90km/h')設置汽車參數(shù)設置圖形窗口1定義峰值功率范圍設置爬坡車速循環(huán)開始計算驅(qū)動力計算空氣阻力計算動力因數(shù)計算坡度角計算爬坡度定義線型繪制最大爬坡度-電機峰值功率曲線保存圖形循環(huán)結(jié)束x軸標注y軸標注曲線標注設置圖形窗口2峰值功率賦值定義整車質(zhì)量范圍設置爬坡車速循環(huán)開始計算驅(qū)動力計算空氣阻力計算動力因數(shù)計算坡度角計算爬坡度定義線型繪制最大爬坡度-整車質(zhì)量曲線保存圖形循環(huán)結(jié)束x軸標注y軸標注曲線標注設置圖形窗口3整車質(zhì)量賦值定義空氣阻力系數(shù)范圍設置爬坡車速循環(huán)開始計算驅(qū)動力計算空氣阻力計算動力因數(shù)計算坡度角計算爬坡度定義線型繪制最大爬坡度-空氣阻力系數(shù)曲線保存圖形循環(huán)結(jié)束x軸標注y軸標注曲線標注在MATLAB編輯器中輸入這些程序，點擊運行按鈕，就可以得到電動汽車最大爬坡度和電機峰值功率、整車質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)的關系曲線。從圖3-11所示的電動汽車最大爬坡度與電機峰值功率的關系曲線可以看出，電機峰值功率越大，電動汽車最大爬坡度越大；爬坡速度越快，最大爬坡度越小。圖3-11電動汽車最大爬坡度與電機峰值功率的關系曲線從圖3-12所示的電動汽車最大爬坡度與整車質(zhì)量關系曲線可以看出，整車質(zhì)量越大，電動汽車最大爬坡度越小。圖3-12電動汽車最大爬坡度與整車質(zhì)量關系曲線從圖3-13所示的電動汽車最大爬坡度與空氣阻力系數(shù)的關系曲線可以看出，空氣越大，電動汽車最大爬坡度越小。