纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数设计【毕业设计】

发布日期:[12-08-02 20:34:57] 浏览人次:[]

4)新一代牵引电机系统,这种系统即开关磁阻电机驱动系统,具有高密度、高效率、低成本、宽调速。

2.1.4 底盘和车身

电动汽车的车身与传统汽车基本相同,底盘中的传动系比内燃机汽车有所简化。在底盘的布置上还要有足够的空间存放动力电池组,并且要求线路连接方便,充电方便,检查方便和装卸方便。能够实现动力电池组的整体机械化装卸。这就要求在电动汽车的底盘的布置上,打破传统的内燃机汽车底盘布置模式,加大承载空间的跨度和承载结构件的刚度,并且充分考虑防止动力电池组渗出的酸或碱液对底盘结构件的腐蚀侵害。

车身采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料,优化结构,可使汽车自身质量减轻30%-50%;实现制动、下坡和怠速时的能量回收;采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎,使汽车的滚动阻力减少50%;汽车车身特别是汽车底部更加流线型化,可使汽车的空气阻力减少50%。

2.1.5 辅助设施

辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机、安全保护装置等,借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性、安全性和乘员的舒适性。

2.2 本章小结

电动汽车与传统汽车差别较大,传统汽车是由发动机气缸的往复运动,驱动车辆行驶。而电动汽车是由电机旋转驱动电机。电机驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

本章详细讨论电动汽车的5大系统,即电源、电池管理系统、电机驱动系统、车身及底盘、辅助设施。对于电动汽车的设计研发,有一定的综合指导作用。

第三章 传动系参数设计

3.1 概述

电动汽车动力传动系统的设计应该满足车辆对动力性能的要求和续驶里程的要求。确定汽车的动力性,就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。我们得到动力性能的要求,即最高车速50km/h,加速性能0~45km/h小于10s,爬坡度不小于20%。为此,需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力。根据这些力的平衡关系建立汽车行驶方程式,就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。

汽车的行驶方程式为:

(1)

式中:Ft——驱动力;ΣF——行驶阻力之和。

3.1.1 驱动力

发动机产生的转矩,经传动系传至驱动轮上。此时作用于驱动轮上的转矩Tt产生一对地面的圆周力F0,地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与F0相反)即是驱动汽车的外力,此外力称为汽车的驱动力。其数值为:

(2)

式中:Tt—作用与驱动轮上的转矩;r—车轮半径。

图 汽车的驱动力

由于电动汽车采用电动机驱动,所以在电动汽车中Tt是由电动机输出的转矩经传动系统传递到车轮上的。令传动系统总传动比为Σi,主减速器的传动比i0,变速器的传动比ig,传动系统的机械效率为ηt,驱动电动机的输出转矩为Ttq,则有:

(3)

(4)

3.1.2 行驶阻力

汽车在水平道路上等速行驶时,必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。当汽车在坡道上上坡行驶时,还必须克服坡度阻力。汽车加速行驶时还需要克服加速阻力。因此汽车行驶的总阻力为:

(5)

式中:Ff—滚动阻力;Fw—空气阻力;Fi—坡度阻力;Fj—加速阻力其中:

滚动阻力:Ff可以等效的表示为:

(6)

式中:W—作用于车辆上的法向载荷;f—滚动阻力系数,与路面种类,行驶车速以及轮胎的结构、材料、气压等有关。研究中滚动阻力系数,按经验公式取值。

(2) 空气阻力:

(7)

式中:CD—空气阻力系数;A—迎风面积,即车辆行驶方向的投影面积;ρ—空气密度,一般ρ=1.2258Ns2m-4。ur—相对速度,在无风时即车辆的行驶速度。

在无风条件下汽车的运动,ur即为汽车的行驶速度ua。如ua以km/h计,A以m2计,则空气阻力(N)为:

(8)

(3) 坡度阻力:

(9)

式中:α—坡度。一般道路的坡度均

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