皮卡汽车改装方案

1原车技术参数（网上收集）多变体汽车为你结合提供的要求，查找相关资料，以郑州日产D22皮卡为原型车，其技术参数如下：（参见，国产皮卡汽车维修手册，P4）车身尺寸及重量车身全长(mm)4885车身全宽(mm)1690车身全高(mm)1650轴距(mm)2950轮距(前/后)(mm)1415/1410油箱容积(L)60行李厢容积(L)整备质量(kg)1475车辆总重(kg)2550最小离地间隙(mm)210车门/座位数4/5发动机/底盘系统发动机类型KA24DE四缸、直列、DOHC、16V水冷式缸径*行程89.0*96.0排气量(L)2.388压缩比9.2:1最大功率(Kw/rpm)110/5600最大扭矩(Nm/rpm)208/3600驱动型式两轮驱动(4X2)变速箱5档手动点火方式电子燃油喷射式燃油系统NEWEGI多点电子喷射制动系统（前/后轮）风冷式制动盘/鼓型、自动调节器转向系统助力转向式悬挂系统（前/后轮）循环球式齿轮/动力转向/半椭圆弹簧片，带套筒式减震器轮胎/车轮轮胎型式P215/75R15半径35.9cm车轮规格铝合金轮辋(标准型、豪华型)性能最高电子限速(车速)170加速性能0-100km/h(s)----百公里等速油耗(L/100km)8最大爬坡能力----最小转弯半径(m)11.62性能指标性能指标最高车速30加速性能0-30km/h(s)10-12最大爬坡能力14续驶里程(km)120能量源阀控铅酸电池驱动电机感应电机调速方式电机调速载重（kg）1000乘客53方案设计整车参数计算：迎风面积：21.6501.6902.7885Am空气阻力系数：Cd=0.6；旋转质量系数：1.01滚动阻力系数：f=0.0353.1电动机功率选择3.1.1考虑汽车满载时m=2550kg1汽车以最高车速，在平直路面上行驶时所需要的功率为：21()360021.15DamaCAVPfmgV取传动系统效率为0.8当最高车速max30km/hV时，车满载质量m2550kg231()360021.15125500.0352.78850.69.830300.836007614017.288750.593300.89.85()DamaCAVPfmgVkw2考虑汽车的加速性能要求额定功率可表达为：22221235vtractionfbvrfaDffaMPVVMgfVCAVt这里我们假设驱动电机速比X=2，则vb=0.5Vf=15km/h2222222223521.15300.40.62.7885255030152303.6=()25509.80.035203.63.633.621.15=11067.708+4859.167+2.197=1592DfftractionfbrfaCAVmPVVmgfVt9.1(W)这里我们假设驱动电机速比X=4，则基速vb=0.25Vf=7.5km/h2222222223521.15300.40.62.78852550307.52303.6=()25509.80.035203.63.633.621.15=9407.552+4859.167+2.197=1426DfftractionfbrfaCAVmPVVmgfVt8.9(W)3考虑汽车的爬坡性能基速为X=2，Vb=15km/h时，21(cossin)360021.15DaiaTCAVPfmgmgV根据性能要求14，则231(cossin)360021.15125500.0352.78850.625509.815sin=9.815cos150.836007614036001=3.5360.074225.190.8=36DaiaTCAVPfmgmgV基速为X=4，Vb=7.5km/h时231(cossin)360021.15125500.0352.78850.625509.87.5sin=9.87.5cos7.50.836007614036001=1.7680.009312.5950.8=14.4DaiaTCAVPfmgmgV3.1.2考虑汽车空载时m=1475kg1空载汽车以最高车速，在平直路面上行驶时所需要的功率为：21()360021.15DamaCAVPfmgV取传动系统效率为0.8当最高车速max30km/hV时，车满载质量m1475kg231()360021.15114750.0352.78850.69.830300.836007614014.216040.593300.86.01()DamaCAVPfmgVkw2考虑空载汽车的加速性能要求，额定功率可表达为：22221235vtractionfbvrfaDffaMPVVMgfVCAVt这里我们假设驱动电机速比X=2，则vb=0.5Vf=15km/h2222222223521.15300.40.62.7885147530152303.6=()14759.80.035203.63.633.621.15=6401.910+2810.695+2.197=9214.DfftractionfbrfaCAVmPVVmgfVt8(W)这里我们假设驱动电机速比X=4，则vb=0.5Vf=7.5km/h2222222223521.15300.40.62.78851475307.52303.6=()14759.80.035203.63.633.621.15=5441.6235++2810.695+2.197=82DfftractionfbrfaCAVmPVVmgfVt54.52(W)3考虑空载汽车的爬坡性能基速为X=2，Vb=15km/h时，21(cossin)360021.15DaiaTCAVPfmgmgV根据性能要求14，则231(cossin)360021.15114750.0352.78850.614759.815sin=9.815cos150.836007614036001=2.0450.074214.570.8=20.86DaiaTCAVPfmgmgV基速为X=4，Vb=7.5km/h时231(cossin)360021.15114750.0352.78850.614759.87.5sin=9.87.5cos7.50.836007614036001=1.02270.00937.28530.8=8.317DaiaTCAVPfmgmgV小结：将上面的计算结果整理成表1，如下所示：性能要求最高速加速爬坡X=2X=4X=2X=4空载6.019.218.2620.868.32满载9.8515.9314.273614.4为了直观比较，我们将计算结果用直方图表示出来，如下图所示：电机功率需求0510152025303540功率kW最高速加速X=2加速X=4爬坡X=2爬坡X=4最高速6.019.85加速X=29.2115.93加速X=48.2614.27爬坡X=220.8636爬坡X=48.3214.4空载满载由此，我们可以选择电机为10～15kW，速比为X=4，可以满足性能指标的要求。3.2电机转速选择选择电机最高转速为Nmax=6000r/m选择电机额定转速为N=1500r/m4减速器传动比的选择主减速器传动比的最大值要满足汽车最高速要求，即：max0.37760000.35927.068630i主减速器传动比的最小值要满足为max1maxvgTnFriT式中Tnmax——电机最高转速对应的最大输出转矩；maxvF——最高车速对应的行驶阻力2max221.150.62.7885300.03525509.821.15874.6571.196945.86()DvCAVFfmgNmax109549954915.915()6000nPTNmnmax1max945.860.35922.460.9515.915vgTnFriT故减速器减速比应取022.4627.07i5电池参数的确定5.1电池个数的确定初定系统电压为V=336V根据提供的电池要求我们初步选择单体为12V的阀控铅酸电池。maxmax2812seriescellVVNV2.按纯电动行驶能量需求来选择电池容量由于电池的能量计算公式为1000essessWUC(16)essW——电池组的实际能量/kwhessU——电池组的平均工作电压/V而电池组由电池块串联而成即满足以下公式modessbatelUnU(17)C—电池块的容量/Ah汽车以纯电动行驶里程S(km)所需的能量可以通过下式计算假定汽车以Vele(km/h)速度行驶21360021.15deleeleeleCAVPmgfV(18)(/)roadeleeleeleWPtPSV(19)eleP汽车以纯电动驱动所需的功率/kwroadW汽车以纯电驱动行驶里程S(km)所需的路面能量/kwh231()360021.15125500.0352.78850.69.815150.836007614013.6443750.07420.84.65()DaeleaCAVPfmgVkw120(/)4.65()37.2kWh15roadeleeleeleWPtPSVessmcroadWW1000/37.21000=336=110.7(AH)roadessWCU若并联支路数parallelN=1seriesparalellnNN=28C=100AH若并联支路数parallelN=2seriesparalellnNN=56C=50AH6ADVISOR仿真分析根据上面的计算结果，利用ADVISOR仿真软件，仿真方案车型的性能。仿真车型数据如下表所示：仿真参数电机额定功率15kW电机最大功率22.5kW电池28节电池容量100AH总质量3550kg改装车在ECE-10工况下，车速与时间曲线，如图2所示，从图中可以看出，汽车最高速度高于30km/h，根据仿真结果可知Vmax=31.6km/h，图3为阀控铅酸电池电池SOC随时间变化曲线，在一个工况循环内电池SOC变化小于0.1；整车在15km/h等速下续始里程为95.7km。图4为电机实际输出的转矩时间变化曲线，图5为电池电流随时间变化曲线。图6为电池输出功率曲线。图7为电动汽车各个组件的能量利用表。0100200300400500600700020304060km/hcyc_kph_rkpha图2改装汽车ECE-10工况下车速与时间曲线02004006008000.90.910.920.940.960.981ess_soc_histess_soc_hist图3电池soc随时间变化曲线0100200300400500600700-20020406080100mc_trq_out_amc_trq_out_a图4电机转矩随时间变化曲线0200400600800-20020406080100120ess_currentess_current图5电池电流随时间变化曲线020040060080001234x104ess_pwr_out_aess_pwr_out_a图6电池输出功率随时间变化曲线图7能量利用表各个组件的效率如下表所示：组件工作效率表动力传动系统平均效率