AI +汽车技术应用-典型应用场景案例 课件 学习情景2AI+新能源汽车案例

编著者：王芃郭玉静韩颖丁继斌庞宏磊邱亚宇胡瀛洲出版社：机械工业出版社AI+汽车技术应用理论与实践案例解析目录AI+汽车基础案例AI+电动汽车(EV)案例AI+ADAS案例AI+汽车检测与诊断案例AI+汽车综合应用案例任务3BEV起动转矩与功率特性AI实现任务4动力蓄电池特性AI实现任务5驱动电机特性AI实现任务6充电系统特性AI实现任务3：BEV起动转矩与功率特性AI实现核心应用场景低速高转矩

零速或低速时即可输出最大转矩，提供强劲推背感。响应快速性

转矩响应远快于内燃机，实现瞬时、线性动力输出。最大起步转矩

决定车辆的加速能力和爬坡能力。仿真目标电机输出特性

分析转矩与功率随时间的动态变化。整车动力学响应

关注车轮驱动转矩与车速的响应。电池系统动态

模拟电池电流与功率的动态变化。图3-1BEV驱动系统示意图表3-1BEV起动过程的转矩与功率特性AI场景场景场景名称1BEV最大起步转矩特性2BEV功率限制下的起步特性3BEV坡道起步任务3：场景1-仿真参数与提示词1.仿真参数设置车辆参数整备质量:1600kg|车轮半径:0.3m风阻系数:0.3|迎风面积:2.5m²电池参数额定电压:400V最大放电电流:300A2.DeepSeek仿真提示词(场景1：正常起步)请作为电动汽车动力系统仿真专家，完成BEV最大起步转矩特性仿真。车辆参数：整备质量1600kg，车轮半径0.3m，风阻系数0.3，迎风面积2.5m²。电机参数：峰值转矩250Nm，峰值功率120kW，基速4000rpm。减速器：传动比9:1，效率95%。电池参数：额定电压400V，最大放电电流300A。工况：（坡度0%），驾驶员踩下加速踏板至100%（请求最大转矩），车辆静止起步。仿真时长15秒。输出：电机输出转矩-时间曲线、电机输出功率-时间曲线、车轮驱动转矩-时间曲线、车速-时间曲线、电池电流-时间曲线。以html格式输出。任务3：仿真结果-BEV最大起步转矩特性图3-2电机输出转矩-时间曲线（场景1）

图3-3电机输出功率-时间曲线（场景1）

图3-4车轮驱动转矩-时间曲线（场景1）图3-5车速-时间曲线（场景1）图3-6电池电流-时间曲线（场景1）任务3：场景2-仿真参数与提示词1.仿真参数设置车辆参数整备质量:1600kg|车轮半径:0.3m风阻系数:0.3|迎风面积:2.5m²电池参数额定电压:400V最大允许放电功率：60kW2.DeepSeek仿真提示词(场景1：正常起步)请作为电动汽车动力系统仿真专家，完成BEV功率限制下的起步特性仿真。车辆、电机、减速器参数同场景1。电池限制：当前最大允许放电功率限制为60kW（例如因低温或低SOC）。工况：平直路面（坡度0%），驾驶员踩下加速踏板至100%（请求最大转矩），车辆从静止起步。仿真时长15秒。输出：电机输出转矩-时间曲线、电机输出功率-时间曲线、车速-时间曲线、电池功率-时间曲线。以html格式输出。任务3：场景2-仿真结果图3-7电机输出转矩-时间曲线（场景2）

图3-8电机输出功率-时间曲线（场景2）图3-9车速-时间曲线（场景2）

图3-10电池功率-时间曲线（场景2）任务3：仿真结果分析-功率限制与坡道起步场景2：电池功率限制起步条件：电池最大放电功率限制为60kW。结果：15s车速仅达85km/h，性能显著下降。结论：电池输出能力是整车性能的关键瓶颈。场景3：15%坡道起步条件：路面坡度增加至15%。结果：10s车速达84km/h，可平稳起步。结论：最大爬坡度约49%，系统设计余量充足。综合分析：电池性能是动态瓶颈，而电机强大的低速转矩为复杂路况提供了充足的动力储备。任务3：场景3-仿真参数与提示词1.仿真参数设置车辆参数整备质量:1600kg|车轮半径:0.3m风阻系数:0.3|迎风面积:2.5m²电池参数额定电压:400V无功率限制2.DeepSeek仿真提示词(场景1：正常起步)请你作为电动汽车动力系统仿真专家，完成BEV坡道起步能力仿真。车辆、电机、减速器、电池参数同场景1（无功率限制）。工况：车辆静止于15%坡度路面。驾驶员踩下加速踏板至100%（请求最大转矩），车辆起步爬坡。仿真时长10秒。输出：电机输出转矩-时间曲线、车轮驱动转矩-时间曲线、车速-时间曲线、车辆行驶坡度-时间曲线。以html格式输出。任务3：场景3-仿真结果

图3-11电机输出转矩-时间曲线（场景3）

图3-12车轮驱动转矩-时间曲线（场景3）图3-13车速-时间曲线（场景3）

图3-14车辆行驶坡度-时间曲线（场景3）任务4：动力蓄电池特性AI实现核心应用场景充电特性充电速度、效率及CC-CV充电曲线分析放电特性不同倍率下的电压稳定性与容量输出动态响应瞬态工况下的电压与电流响应特性图4-1动力蓄电池拓扑图表3-1动力蓄电池AI场景场景场景名称1动力蓄电池CC-CV充电2动力蓄电池阶跃放电3CLTC工况下的动力蓄电池性能任务4：场景1AI实现-CC-CV充电仿真CC-CV充电原理恒流阶段(CC)恒定大电流充电，快速补充电量，电压迅速上升。恒压阶段(CV)恒定电压充电，电流逐渐减小，充满并防止过充。DeepSeek仿真提示词请你作为电池系统工程师，完成60kWh动力电池包的CC-CV充电仿真。电池参数：三元锂电池，额定电压384V。充电参数：恒流阶段0.5C（80A）充电，电压达403.2V转恒压，截止电流8A。环境温度25℃。输出充电电压-时间曲线、充电电流-时间曲线、SOC-时间曲线、充电功率-时间曲线。以html格式输出。通过精确的提示词工程，AI可高效生成多维度的充电仿真数据与可视化图表。任务4：场景1-仿真结果图4-2充电电压-时间曲线（场景1）

图4-3充电电流-时间曲线（场景1）图4-4SOC-时间曲线（场景1）

图4-5充电功率-时间曲线（场景1）任务4：场景2-AI实现DeepSeek仿真提示词请你作为电池系统工程师，完成动力电池阶跃放电仿真。电池参数同场景1（SOC初始值=80%）。放电过程：0.2C(32A)放电10分钟→阶跃至1C(160A)放电5分钟→回0.2C放电10分钟。输出电池电压响应曲线，标注电压跌落值和恢复时间。以html格式输出。图4-6电池电压响应曲线（场景2）该三元锂电池系统展现出优异的动态响应特性和安全性能，0.12Ω内阻值表明电池健康状态优良，完全满足车辆急加速等瞬态功率需求。任务4：场景3-AI实现DeepSeek仿真提示词请你作为电池系统工程师，完成仿真CLTC工况下的电池性能。电池参数同场景1（SOC初始值=90%）。输入：标准CLTC车速曲线（时长1800秒）。输出CLTC标准车速曲线、SOC-时间曲线、电池温度-时间曲线、电流电流-时间曲线。以html格式输出。任务4：场景3-仿真结果图4-7CLTC标准车速曲线（场景3）

图4-8SOC-时间曲线（场景3）图4-9电池温度-时间曲线（场景3）

图4-10电池电流-时间曲线（场景3）

任务4：场景3仿真结果分析-CLTC场景3仿真结果SOC变化特性SOC从初始90%开始，随着CLTC工况的运行逐渐下降。由于CLTC工况包含加速、减速、巡航和再生制动等多种工况，SOC下降曲线呈现非线性特征。再生制动阶段可以看到SOC有轻微回升。电池温度变化电池温度在25°C环境温度基础上逐渐上升。温度变化与电流大小和方向密切相关，大电流放电时温度上升较快，再生制动时温度略有下降。电流变化特性电流曲线反映了CLTC工况的功率需求变化。加速阶段需要大电流放电；减速阶段通过再生制动产生充电电流；巡航阶段电流相对稳定。工况适应性电池系统能够良好适应CLTC工况的需求变化，电压稳定性良好，没有出现大幅波动。任务5：驱动电机特性AI实现核心应用场景空载特性无负载下，转速、电流与输入电压的关系。负载特性不同负载转矩下，转速、效率和温升情况。效率MAP图优化整车能耗的关键，展示效率分布。动态响应对转矩指令的跟随速度和精度。图5-1驱动电机系统示意图场景场景名称1永磁同步电机空载特性2磁同步电机持续转矩特性表5-1驱动电机AI场景任务5：AI实现-空载与负载仿真场景1：空载特性测试参数:额定电压600V,极对数4条件:0-600V线性升压，测量转速、电流、铁损输出:转速/电流/铁损-电压曲线(HTML)场景2：持续转矩测试参数:120kW/3000rpm,峰值转矩400Nm条件:3000rpm下，转矩0-300Nm，维持30分钟输出:转矩/温度/效率曲线(HTML)AI仿真价值总结快速评估性能高效获取电机基本特性与边界验证可靠性模拟极限工况，预测温升与效率辅助工程决策为设计优化与参数调整提供数据支持任务5：AI实现-空载与负载仿真场景1提示词请作为电机工程师，完成150kW永磁同步电机空载特性仿真。电机参数：额定电压600V，极对数4。测试条件：输入电压0-600V线性增加，负载转矩0Nm。输出：转速-电压曲线、电流-电压曲线、铁损-电压曲线。以HTML格式输出。

图5-2转速-电压特性曲线（场景1）

图5-3电流-电压特性曲线（场景1）

图5-4铁损-电压特性曲线（场景1）

任务5：AI实现-空载与负载仿真场景2提示词请作为电机工程师，完成150kW永磁同步电机持续转矩特性仿真。电机参数同场景1。测试条件：固定转速3000rpm，转矩从0Nm线性增加至300Nm，维持30分钟。输出：转矩-时间曲线、绕组温度变化曲线、效率-转矩曲线。以HTML格式输出。

图5-5转矩-时间曲线（场景2）

图5-6绕组温度变化曲线（场景2）

图5-7效率-转矩曲线（场景2）任务5：仿真结果分析-电机特性场景1：空载特性分析转速-电压转速与电压呈近似线性关系，额定电压600V时转速达3000RPM。电流-电压空载电流非线性增长，主要用于克服铁损和机械损耗。铁损-电压铁损随电压指数增长，由磁滞与涡流损耗急剧增加导致。场景2：持续转矩特性分析转矩-时间精确跟随指令，30分钟内稳定输出300Nm，控制优秀。效率-转矩效率曲线呈先升后降趋势，在中等负载下达到峰值。温度-时间温升趋势平稳且在安全范围内，热设计可靠。结论：电机特性符合设计预期，控制精确、运行稳定、温升可控。任务6：充电系统特性AI实现核心应用场景正常充电

覆盖交流慢充与直流快充的完整流程安全保护

多重保护机制应对过压、过流、过温效率优化

全工况下最大化充电效率，减少能耗通信协议

与BMS实时通信，智能协调充电过程充电系统AI仿真示意图6-1充电系统示意图场景场景名称17kW车载充电机正常充电2充电系统输入欠压保护3充电系统输出过流保护表6-1电动汽车充电系统特性AI场景任务6：场景1-AI实现正常交流充电输入:单相AC220V,50Hz电池:60kWh,SOC=20%策略:恒功率充电输出:电压/电流/效率/SOC曲线AI仿真目标：通过多场景模拟，验证充电系统的性能、鲁棒性及安全保护机制的有效性。请作为充电系统工程师，完成7kW车载充电机正常充电仿真。输入条件：AC220V±10%，50Hz。电池参数：60kWh三元锂电池，SOC=20%。输出：车载充电机输入电压-电流曲线、输出电压-电流曲线、充电效率曲线、SOC-时间曲线。以HTML格式输出。AI提示词任务6：场景1-仿真结果图6-2输入电压-电流曲线（场景1）

图6-3输出电压-电流曲线（场景1）图6-4充电效率曲线（场景1）

图6-5SOC-时间曲线（场景1）任务6：场景2-AI实现输入欠压保护初始:正常充电测试:t=60s电压突降至170V恢复:10秒后恢复正常输出:电压曲线与保护动作时序AI仿真目标：通过多场景模拟，验证充电系统的性能、鲁棒性及安全保护机制的有效性。请作为充电系统工程师，完成充电系统输入欠压保护功能仿真。初始状态：AC220V正常充电中。测试步骤：t=60秒时电压降至170V（欠压阈值），维持10秒后恢复。输出：输入电压曲线与系统状态、保护动作时序图。以HTML格式输出。AI提示词任务6：场景