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:[]

较小,此时sinα=tanα=i。

(4) 加速阻力:

(10)

式中:δ—车辆旋转质量换算系数;m—车辆质量;—行驶加速度。

这样,汽车行驶阻力为:

(11)

车辆行驶时,不仅驱动力和行驶阻力相互平衡,电动机功率和车辆行驶阻力功率也总是平衡的。即:在车辆行驶的每一时刻,电动机发出的功率Pe总是等于机械传动损失的功率与全部运动阻力所消耗的功率之和。在纯电动汽车中,Pe为电动机的输出功率。车辆运动阻力所消耗的功率有滚动阻力功率Pf,空气阻力功率Pw,坡度阻力功率Pi以及加速阻力功率Pj。即:

(12)

根据以上的推导,可得车辆行驶过程中的平衡方程如下:

(13)

(14)

对纯电动汽车而言,式中:Pe—电动机输出功率(kW);n—电动机输出转速(rpm)。

3.2 传动比

某车型的固定减速比为6.3

传动比的选择首先应满足车辆最高车速的要求,由最高车速vmax与电机的最大转速nmax确定传动比的上限,即

(15)

已知最高车速vmax=50km/h,电机的最大转速nmax=3100,车轮半径r=0.245,则:

(2) 由电机的最高转速对应的最大输出转矩Tmax,和最高车速对应的行驶阻力Fmax确定速比的下限,即

(16)

已知f=0.01,r=0.245,CD=0.4,A=1.8/m2,m=800kg,则

(3) 由电机最大输出转矩Tmax和最大爬坡度对应的行驶阻力Famax确定,即

(17)

其中:Famax=mgcosαf+mgsinα =800·9.8·0.98·0.012+800·9.8·0.2=1628.5 N,r=0.245m。

原车型主减速比不满足要求

3.3 电机参数设计

设计原则:动力系统的额定功率必须满足车辆以最高车速行驶、动力系统必须满足车辆加速性的要求、动力系统必须满足车辆以最大爬坡度爬坡的要求、 动力系统必须满足车辆以额定转矩在额定车速行驶的要求、根据汽车的动力性指标选择最适合的驱动电机。

3.3.1 电动机额定功率

所选择的电动机功率应不小于在平坦良好路面上车辆以最高车速行驶时阻力功率之和,即

(18)

满载时:G=800×9.8N,f=0.012,CD=0.4,A=1.8m2,η=0.9,ua=50km/h

式中,Pe为电动机额定功率;M为整车总质量;g为重力加速度;f为滚动阻力系数;Umax为最高车速;Cd为空气阻力系数;A为车辆迎风面积;ηt为传动系效率。

3.3.2 电动机额定转矩

当电动汽车以额定车速在平地上匀速行驶时,电动机输出的转矩即为额定转矩。 (19)

已知车型常规车速为20km/h,

根据 (20)

将P=5kw,n=3100带入,得T=15.4,额定转矩(15.4)大于额定转速下的转矩(4.76),因此此车型满足行驶条件。

3.3.3 电动机加速性能

在水平良好路面上,车辆的行驶加速度表示为:

(21)

(22)

式中:Ttq—电机额定转矩;ig—变速器传动比;i0—主减速器传动比;r—车轮半径;η—传动机构效率,包括变速器、传动轴和主减速器;Fw—车辆行驶的空气阻力,;Ff—车辆行驶滚动阻力 ;M—总质量;δ—转动质量换算系数

则,电动汽车从起步加速到速度为U的加速时间为:

(23)

4.3.4 根据电动汽车的最大爬坡度要求,可得电动汽车需求的最大转矩。

Ff=m·g·f·sinα;Fi=m·g·cosα;ig=1,i0=6.3,η=0.9,m=800kg,g=9.8m/s2,f=0.012,α=tan-1(0.2)=11.3°

3.4 电池参数的确定

结合确定的电机参数,参考市面上已有的动力电池,我们选定某型号的锂铁动力电池作为我们的动力源。

最大电池容量为150Ah,起始容量为90%,额定电压为72.0V,最大电压82.2V,最小电压60V。电池组电池数量为1,电池组质量为120kg。

综上所述,选取车型的额定功率5kW,最大功率15kW,可以满足功率要求。电动机的最大转速是3100r/min,额定转速是1500 r/min。采用的最大转矩50 N·m,最大转速时的转矩为15 N·m。额定电压60V。

第四章 建立整车仿真模型

4.1 Cruise简介

AVL是一家在世界汽车、发动机行业拥

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