电机系统计算报告

电机系统计算报告目录1概述............................................................................................................................32整车性能参数要求....................................................................................................33电机系统参数计算....................................................................................................43.1电机功率..........................................................................................................43.1.1额定功率.................................................................................................43.1.2加速功率...............................................................................................43.1.3爬坡功率...............................................................................................53.2电机转速..........................................................................................................63.2.1最高转速...............................................................................................63.3电机扭矩..........................................................................................................63.3.1峰值扭矩...............................................................................................63.3.2额定扭矩及额定转速...........................................................................73.3.3电机参数选择........................................................................................73.3.4电机控制器参数选择...........................................................................83.4电机特性曲线..................................................................................................83.4.1电机特性曲线图...................................................................................83.4.2电机map图..........................................................................................103.4.3电压变动的电机n-T图.......................................................................113.4.4电压变动的电机n-P图.......................................................................124参数校核..................................................................................................................134.1功率校核........................................................................................................134.2最高转速校核................................................................................................134.3峰值转矩校核................................................................................................131概述NA01-ME100纯电动汽车动力驱动系统采用永磁同步电机加单级减速器及多档减速器两种型式，根据整车性能参数要求及整车输入条件，对车用电机的参数进行设计计算，以满足整车对动力性的要求。2整车性能参数要求整车性能参数要求及整车基本参数如表1、表2所示:表1整车性能参数要求项目开发目标备注单档多档动力性lkm最高车速(km/h)≥120≥15030分钟最高车速(km/h)≥120≥1200~50km/h加速时问(s)≤6≤6最大爬坡度≤7≤750~80km/h加速时问(s)≤18≤180~100km/h加速时问s)≥25%≥30%环境适应性低温冷启动性能正常起动、行驶动力电池低温(-200C)容量≥70%最高允许环境温度C0C)45表2整车基本参数参数名称参数值单档多档整车质量(整备/满载)(kg)1400/1775迎风面积A(m2)2.13空气阻力系数CD0.25轮胎半径(m)0.293路面附着系数()0.8滚动阻力系数f41.2[0.00950.00210.0003()]100100aauuf(经验公式，ua为车速(km/h))机械传动效率()0.9汽车旋转质量系数1.036减速器速比7.7933.462/1.87/1.258/0.943/0.784/3.231主减:4.3893电机系统参数计算车用驱动电机系统的计算主要依据整车性能参数要求，主要对电机系统以下三个指标进行计算，即:电机功率、电机转速、电机扭矩。3.1电机功率3.1.1额定功率汽车以最高车速行驶时，忽略加速阻力和坡道阻力，电机的额定功率应当大于克服汽车滚动阻力和风阻所需的功率。由下式计算出不同车速下电机所需的功率按下式计算:311()360076140aDaTmgfuCAuP……………………..…………..(1)式中:CD—空气阻力系数;A—迎风面积，单位为m2m;Ua一一汽车行驶速度，单位为km/h;f一一滚动阻力系数;T—动力传动系统机械效率;根据整车基本参数，各车速下所需功率如表3所示:表3电机功率车速(km/h)计算功率(kW)预留l0%余量(kW)单挡125(最高车速)25.5328.08120(30min最高车速)23.225.52多档150(最高车速)39.9243.91120(30min最高车速)23.225.52根据以上计算并预留一定余量电机功率取为30kW@60min,50kW@5min3.1.2加速功率车辆加速功率的计算公式如下所示:2232()2*2*35fbfDfmuumgfuCAuPt……..……………(2)式中:CD一一空气阻力系数;A一一迎风面积，单位为m2m;fu一一汽车行驶末速度，单位为m/s;bu一一汽车行驶初速度，单位为m/s;f一一滚动阻力系数;一一空气密度，p=1.2258N.s2.m-4t一一时间，单位s;根据整车动力性要求及基本参数，各加速时间下所需功率如表4所示:表4加速功率速度时间(s)计算功率(kW)预留l0%余量(kW)0~50km/h635.539.0550~80km/h749.354.20~100km/h1852.0157.2根据上述计算并预留一定余量，电机的峰值功率取为58kW@lmin,62kW@30min3.1.3爬坡功率车辆满载爬坡功率按式(3)计算:33cossin1()3600360076140aaDaTmgfumguCAuP…………………….(3)式中:CD—空气阻力系数;A—迎风面积，单位为m2m;ua一一汽车行驶速度，单位为km/h;f一一滚动阻力系数;T—一动力传动系统机械效率;根据整车动力性要求及基本参数，爬坡所需功率如表_5所示:表5爬坡功率车速(km/h/坡度计算功率(kW)预留l0%余量(kW)单挡20/0.2528.9531.8530/0.1222.725.0160/0.0419.8221.81多档20/0.334.0337.4330/0.1222.725.0160/0.0419.8221.81由以上计算可得，电机功率需求如表6所示:表6驱动电机需求功率项目开发目标30秒所需功率(kW)62kW@30s1分钟持续功率(kW)58kW@lmin5分钟持续功率(kW)50kW@_5min60分钟持续功率(kW)30kW@60min以上是理论计算值，电机参数的选择还需考虑扭矩和转速的需求。3.2电机转速3.2.1最高转速电机最高转速按式(4)计算:maxmax0.377gouiinr……………………………………….…(4)式中:maxn一一电机最高转速，单位为rpm;maxu一一汽车行驶速度，单位为km/h;gi—一减速器减速比;oi—一主减速比;r—一车轮半径，单位m;根据整车动力性要求及基本参数，不同速比下的电机最高转速如表7所示:表7最高转速型式最高车速(km/h)减速比电机转速(rpm)电机转速(rpm)(5%余量)最高转速选定值(rpm)单挡1257.793881992609500多档1503.440984673490760003.3电机扭矩3.3.1峰值扭矩由于汽车在爬坡时忽略加速阻力，根据汽车行驶方程，汽车爬坡时必须满足:tfiFFF其中，滚动阻力为Ff=mgf'cos;坡度阻力为Fi=mgsin;电机最大扭矩按式(5)计算:goTtTiiFr……………………………….……..…(5)根据整车动力性要求及基本参数，不同速比下的电机峰值扭矩如表8所示:表8峰值扭矩型式减速比电机扭矩(N.m)电机扭矩(N.m)(10%余量)峰值扭矩选定(N.m)单挡7.793187.88206.7220多档15.1947112.98124.281483.3.2额定扭矩及额定转速电机额定转速按式(6)计算:=9550*/nPT额定峰值峰值…………………………………..(6)电机额定转矩按式(7)计算:=9550*/TPn额定峰值峰值………………………..…………….(7)根据上述计算结果，电机额定转速及额定扭矩的选择如表9所示:表9电机的额定转速及转矩型式峰值功率(kW)峰值扭矩(N.m)额定功率(kW)额定扭矩选定值