电动汽车动力选型及计算报告

电动汽车动力选型及计算报告

编写： czc33 审核： czc33 批准： czc33

一、概述

电动汽车是高度机电一体化的产品，与传统的内燃机汽车相比，它增加了许多电器部件，如电动机、动力电池、功率转化器、控制器等。目前，在动力电池和其它关键技术取得有效突破以前，合理选择这些部件及其相关参数，使其达到最优匹配，在相同条件下，提高电动汽车的动力性能，增加续航里程。

二、动力性设计目标

1、最高车速 Vmax≥60km/h 2、最大爬坡度 imax≥20％(15km/h) 3、加速时间： ≤20（0-50 km/h） 4、一次充电续驶里程： 65km（匀速60km/h）；

三、整车参数

表1、整车参数定义 参数名称 满载质量(kg) 空气阻力系数 迎风面积(m2) 传动效率 车轮滚动半径(m) 145/70R12 (60km) 滚动阻力系数(60km),根据经验公式 参数值 566 0.35 2 0.922 0.2465 0.0121 根据同类型车身结构特点，初步定义车身的迎风面积为2m2，空气阻力系数为0.35.

根据动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率?T主要由传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率两部分组成。

具体计算时，传动轴万向节传动效率为98％(单根传动轴有两个万向节)、主减速器传动效率为96％，因此

?T＝98％×98％×96％＝92.2％

滚动阻力系数采用推荐的轿车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行估算：

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4?uu?a??a??f＝c?f0?f1???f4???

100100????????定义轮胎的阻力滚动系数为HR级 其中,

f0—— 0.0081～0.0098，取0.0090 f1—— 0.0012～0.0025，取0.0018； f4—— 0.0002～0.0004，取0.0003；

ua—— 汽车行驶速度，单位为km/h；

c—— 对于良好沥青路面，c=1.2。

四、电机、传动系统、蓄电池参数

目前所需电动机、传动系统、蓄电池参数见表2、表3。 1、电机特性参数（见表1）

表2 电机特性及传动比参数 参数名称 型式 额定转速(r/min) 额定功率(kW) 最大转速(r/min) 最大功率(kW) 额定扭矩(N.m) 最大扭矩(N.m) 额定电压(V) 额定相电流(A) 峰值相电流(A) 减速比 参数值 直流无刷电机 3000 5 4600 11 16 50 72 128 500 6 电动机特性曲线是电动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系。在

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进行动力性能计算时，主要用到电动机的功率、转矩随转速的变化情况。

电动机特性曲线见图1

图1 电动机特性曲线图

2、蓄电池参数

表3 蓄电池参数 参数名称 电池类型 单块电池电压 单块电池容量 单块电池质量 电池放电深度 蓄电池的平均放电效率ηq 电池组标称电压(V) 电池组总容量(Kwh) 参数值 铅酸电池 72V 16Ah 10.5kg 0.8 0.95 72 5.76

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五、动力性能及续航里程分析计算

根据上述已知条件以及相关的计算理论，通过计算，可以得到电动汽车动力性能曲线图及相关的动力性能指标和续航里程的计算结果，计算时状态为汽车的满载工况。

5.1 电动汽车驱动力行驶阻力平衡图

120011001000900800force [N]70060050040030020010000102030405060708090vehicle speed Ua[km/h]驱动力-行驶阻力平衡图fFt

图2

在驱动力－行驶阻力平衡图中，可以求出驱动力和行驶阻力曲线的交点，曲线交点处对应的速度值即为汽车的最高车速，汽车的最高车速约为70km/h，最高车速处的驱动力约为231N。

5.2 电动汽车动力特性图

0.220.200.180.160.140.12D0.100.080.060.040.020.0001020304050607080vehicle speed Ua[km/h]汽车动力特性图D curvef

图3

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5.3 电动汽车爬坡曲线图

24" %i(%)12%8%6%4%2%0
020304050607080vehicle speed Ua[km/h]爬坡度曲线max gradient

图4

由爬坡度曲线可以得出电动汽车的最大爬坡度为21.3%，该车具有最大爬坡能力时，最高车速约为23.2km/h。

5.4电动汽车加速度曲线图

1.41.2acceleration[m/s2]10.80.6accelerate curve0.40.2001020304050607080Vehicle speed Ua[km/h]加速度曲线

图5

从表中可看出，电动汽车的最大加速度为1.29m/s2。

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5.5原地起步换档加速曲线

120100accelerate time[s]8060accelerate time4020001020304050607080vehicle speed Ua[km/h]加速时间曲线

图6

原地起步连续换档加速时间－速度曲线图可以得出电动汽车从0到50km/h的加速时间为17s。

5.6电动汽车功率平衡图

9876power[kw]5432100102030405060708090Vehicle speed Ua[km/h]功率平衡图(Pf+Pw)/ηTPe

图7

利用功率平衡图同样能够得出汽车的最高车速为70km/h。

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5.7附着条件校核

Ttqi0?Tr发动机的最大驱动力为F==1122.1N

初步定义前轮载荷分布50%，则前轮垂直载荷为

FZ1=566×9.8/2=2773.4N

则附着系数为ψ=1122.1/2773.4=0.41

一般沥青路面的附着系数为0.8，满足设计要求。 5.8续航里程

根据图7可知，在时速为60km/h匀速行驶时，所需驱动功率为3.37kw,电动机的负荷电流为:

If=3.37×128/5=86.31A,而所选择的蓄电池容量为240Ah。

定义蓄电池的放电深度为0.7，蓄电池的平均放电效率为0.95，电机及其控制器效率为0.9。 则续航里程

S=vt=60×240×0.7×0.95×0.9/86.31=58.5km

六、结论

样车的动力性设计要求和设计方案的仿真结果对比表如表5。

表4 动力性参数对比表

名 称 样车最高车速uamax(km/h) 样车最大爬坡度imax (15km/h) 加速时间(s) 最大续驶里程(km) 设计要求 60 ≥20 ≤20（0-50 km/h） 60km/h匀速：65 计算结果 70 21.3 17 58.5

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/76pv.html