ある場所から別の場所に移動するために必要なエネルギーによって、電気自動車の設計方法が決まります。 。 バッテリーの制約 エネルギーを蓄えることは電気自動車の範囲を制限します。エネルギー消費に関する情報は、制御戦略を決定し、ハイブリッド電気自動車のコンポーネントを設計するのに役立ちます。 。モーターの選択、車両の機械設計、バッテリーの定格などは、電気自動車のエネルギー計算の影響を受けます。
電気自動車をある場所から別の場所に移動するためのエネルギーには、主に次のコンポーネントが含まれます。
車両が減速またはブレーキをかけた場合、エネルギーを回復する可能性があります バッテリーの充電に使用されます。
基本的に、車両はエネルギーを消費し、ある場所から別の場所に移動する機械的な存在です。ニュートンの方程式は、車両に関連する力を計算するために適用できます。
下の図は、移動中の車両に作用する主な力を示しています。
車輪までの車両に作用する総力は、次の式を使用して求めることができます
ここで
–
の重力による加速–車両の質量
–転がり抵抗
–空力抵抗の係数
–速度（
）–道路の勾配角度
上記の方程式は4つの項で構成されており、以下で説明します。
転がり抵抗による摩擦は、車両が移動するときにタイヤに作用します。これは、摩擦係数に、車輪が転がる表面に作用する法線力を掛けたものとして定義されます。力の大きさは、転がり摩擦、質量、重力による加速度の係数によって異なります。
空力抵抗は、車両が前方をブロックする空気を押すことによって走行するときに空気摩擦を克服するために車両にかかる力です。車両の形状、正面領域、空力抗力係数、および車両の速度が力に影響します。
車両を加速する力は、車両の質量と加速度に比例します。車両が加速すれば、それは思い浮かびます。車両が減速すると、この力は負になり、関連するエネルギーがブレーキシステムで消費されて車両が停止します。このエネルギーは、回生ブレーキでバッテリーに蓄えることができます 。
道路の勾配が平坦であると想定される場合（θ=0）、方程式から最後の項が削除され、最初の項も変更されます。次に、車両の車輪に必要な力を計算するための簡略化された方程式は次のようになります
上記の式は、平坦な道路での走行サイクルに最適です。
力と速度の積により、車両に瞬時の電力が必要になります。車両を動かすための力、力、エネルギーを計算するには、各時点での車両の速度に関する知識が必要です。ここでは、車両の速度と時間のグラフである走行サイクルがその役割を果たします。道路の勾配などのデータも走行サイクルに組み込まれています。
「走行サイクルとは何ですか？EVシミュレーション用の走行サイクルを開発する方法は？ 「
走行サイクルの助けを借りて、車両の車輪に必要な電力が計算されます。そして、時間積分は、その与えられた運転サイクルで車両を動かすためのエネルギー消費を与えます。
後向き計算を使用して、車輪からバッテリーまでの車両の各ステージのエネルギー消費量が計算されます。まず、特定の走行サイクルでの車輪までのエネルギー消費量が、上記のように計算されます。バッテリーは、電気自動車の車輪に必要なエネルギーを供給する役割を果たします。従来の車両では、内燃機関がその役割を果たします。
ホイールの要件に加えて、バッテリーはギア、モーター、インバーター、およびバッテリーの損失に対応します。
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上記の要素の数学モデルは、損失の計算に使用できます。シミュレーションソフトウェアは、車両シミュレーションのモデルを提供します。または、電気自動車用のインバーター、モーター、バッテリーのモデルを開発することもできます。
インバータの効率は負荷による大きな変動を示さないため、計算で仮定を行って、数学的な複雑さを軽減することができます。モーター、インバーター、バッテリー、およびホイールの効率について妥当な値を仮定すると、精度が低下しても許容できる結果が得られる可能性があります。
バッテリーの容量の選択、パワーエレクトロニクスコンポーネントの定格、空力抵抗を最小限に抑えるための機械設計の最適化などは、電気自動車のエネルギー計算のいくつかの利点です。