某纯电动汽车动力系统匹配计算报告

1电动车动力参数匹配计算表2动力性参数Tab.2DynamicsParameters参数指标续驶里程/km100-180最高车速/(1kmh)50-700-0.7maxv1kmh加速时间/s≤15201kmh最大爬坡度20%-25%1整车额定功率计算电动汽车在行驶过程中，整车额定功率需求一般由在平直路面上最高车速行驶所需功率决定，具体计算公式为：tmaxmaxDratedv.vACmgfP2632136001(1)式中：ratedP为整车额定功率，Wk；m为电动汽车满载质量，kg；g为质量加速度，9.82s/m；f为滚动阻力系数；为空气密度，为1.2263m/kg；DC为空气阻力系数；maxv为最高车速，h/km；t为传动系统效率，取0.95。带入相关参数后计算得：ratedP≥（4.1+2.5）Wk。2整车最大功率计算整车最大功率需求一般出现在加速或上坡时，故依此选定。2.1加速过程最大功率在加速过程中最大功率为：taDmaxav.avACmgfmaP2632136001(2)式中：maxaP为加速时整车功率需求，Wk；为汽车旋转质量换算系数；a为加速度，2s/m；av为加速目标车速，h/km。带入相关参数后计算得：表1整车参数Tab.1VehicleParameters参数指标驱动形式集中电机驱动整备质量/kgxx满载质量/kgxx轴距/mxx质心到前轴距离/m-质心高度/m-主传动比xx车轮滚动半径/mxx迎风面积/2mxx风阻系数xx滚动阻力系数xx汽车旋转质量换算系数xx附件功率/Wkxx2在0-0.7maxvh/km加速时功率需求分别为：maxaP≥（13.7+2.5）Wk；0-maxvh/km加速时功率需求分别为：maxaP≥（22.8+2.5）Wk。2.2爬坡过程最大功率爬坡过程时功率需求为：tssDmaxsηv.vAρCαsinmgαcosmgfP2632136001(3)式中：maxsP为爬坡时整车功率需求，Wk；为爬坡度；sv为爬坡车速，h/km。带入相关参数，满足20h/km最大爬坡度功率需求为：maxsP≥（12.9+2.5）Wk；满足满足10h/km最大爬坡度功率需求为：maxsP≥（9.68+2.5）Wk；综上所述，整车最大功率要满足加速和爬坡要求，则整车最大功率为：maxsmaxamaxP,PmaxP=16.2（25.3）Wk。电动车持续高效的运行状态由电机额定工况决定，峰值状态由电机峰值工况决定[17]，由整车额定和峰值功率需求的关系，选择电机过载系数为2.4（3.6）。从理论上说，整车额定和最大功率没有上限规定，选取越大其动力性越好，但考虑到经济性和电机体积重量（一般随着电机功率增大，电机体积和质量相应增大）限制、电机和电池工作效率、负载设备需求功率、实际运行环境、过载系数和动力余量等要求，最终选取整车额定功率tedarP=7Wk，最大功率maxP=16.5（25.5）Wk。3电机最大转矩计算最大转矩出现在最高车速、最大爬坡或者最大加速时，根据式(1)-(3)计算到：maxsmaxamaxvmaxT,T,TT=smaxT=615.6（613.8）mN(4)则电机输出最大转矩为0iTTtmaxmaxe=64.8（64.6）mN，取整后为70mN。4电机额定和峰值转速计算电机峰值转速一般由最高车速决定，其计算公式为：oogmaxmaxR.iivn3770(5)式中：maxn为电机峰值转速，min/r；gi为变速器传动比；oi为主减速器传动比；0R为车轮滚动半径，m；轮毂电机四轮独立驱动电动汽车无主减速器和变速器，故其gi、oi皆为1。带入最高车速要求后计算得：maxn≥6538r/min。额定转速受电机额定扭矩、峰值扭矩和恒功率扩大系数限制。若额定转速过小，恒功率扩大系数过大，恒功率工作区域增大，峰值扭矩增大，但其低速时稳定性较差；若额定转速过大，恒功率扩大系数过小，恒功率工作区较小，峰值扭矩减小，电动汽车高速行驶性能变差。故要合理选择电机额定和峰值转速。按照经验、汽车性能要求和相关电机工作特性选取，同时要满足车辆最大转矩需求：恒功率扩大系数选为3，maxn=6600r/min，则额定转速ratedn=2200r/min。5电池组需求计算5.1动力电池组能量由续驶里程和平均车速确定。3平均vSPW11(6)式中，1W为电动教练车行驶完续驶里程所需的能量，hWk；1P为电动汽车以平均速度平均v行驶时的功率，为（1.4+2.5）kW；考虑空调等附件加上的2kW；S为续驶里程，km。计算得到：平均车速为0.7maxvh/km时1W=14.33hWk。5.2动力电池容量确定电池容量表征电池存储电量多少，决定续驶里程。1000tUPQv1(7)式中，1Q最高车速行驶时需要的电池容量，C；vP为最高车速行驶功率，kW，考虑空调等附件加上的2.5kW；U为动力电池组电压，V；t为电动车行驶时间，s。计算得到1Q=848571.4C=235.71hA，选取1Q=240hA。表3单体电池参数参数指标电池最大输出功率/Wk6*80*3.5=1.68电池额定电压/V6电池容量/hA240(C3)额定电流/A80汽车行驶1km能耗能量/hWk0.0745.3由最大输出功率确定蓄电池组数量和容量cmmaxBmaxPPn(8)式中：n为电池数量；maxBP为电池最大输出功率，kW；m为电机效率，取为90%；c为电机控制器效率，取为95%。计算得到满足满足要求的电池数量为11.48（17.75）个，取整后为12（18）个。5.4根据续驶里程选择蓄电池组数量disBUCWSn101000(9)式中，S为车辆续驶里程，h/mk；0W汽车行驶1km消耗的能量，选择为0.074hWk；BC为电池容量，hA；1U为单个蓄电池电压；dis为防电深度，取为80%。计算得到满足满足要求的电池数量为11.1个，取整后为12个。6传动系传动比计算电机起动转矩大，可实现低速恒转矩、高速恒功率工作。满足最高车速、最大爬坡度的传动比要求分别为（电机参数选为计算值）：maxmaxvRn.i3770(10)maxvtmaxvTRFi(11)maxtmaxsTRFi(12)式中，vmaxF和smaxF分别为满足最高车速和最大爬坡度需要的牵引力，N；vmaxT为电机最4高转速输出转矩，mN。计算结论为：910993.i.。7结论综上所述匹配得到的动力系统参数为：表4电机参数参数指标电机峰值功率（额定）/Wk16.5(7)/25.5(7)电机峰值（额定）转速/(min/r)6600(2200)电机峰值（额定）转矩/(mN)70（30.4）表5电池组参数参数指标单体电池个数12（18）单体电池最大输出功率/Wk1.68单体电池电压/V6单体电池容量/hA250电池组电压/V72（108）电池组能量/hWk18（27）电池组容量/hA250