電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配計(jì)算規(guī)范(純電動(dòng))

1、XXXX有限公司技術(shù)規(guī)范編號(hào)：2015-001電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配計(jì)算設(shè)計(jì)規(guī)范編制:審核:批準(zhǔn):2015-10-15 發(fā)布2015-11-1實(shí)施XXXX有限公司 發(fā)布一、概述.二、輸入?yún)?shù).基本參數(shù)列表參數(shù)取值說(shuō)明三、XXX動(dòng)力性能匹配計(jì)算基本方法錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。驅(qū)動(dòng)力、行駛阻力及其平衡動(dòng)力因數(shù)爬坡度曲線加速度曲線及加速時(shí)間驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定主驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型主減速器比的選擇參考文獻(xiàn)汽車作為一種運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的 動(dòng)力性。動(dòng)力性是各種性能中最基本、最重要的性能之一。動(dòng)力性的好壞,

2、直接影到汽車在城市和城際公路上的使用情況。因此在新車開發(fā)階段，必 須進(jìn)行動(dòng)力性匹配計(jì)算，以判斷設(shè)計(jì)方案是否滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)和使用要求。輸入?yún)?shù)基本參數(shù)列表進(jìn)行動(dòng)力匹配計(jì)算需首先按確定整車和發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)，詳細(xì)精確的基本參數(shù)是保證計(jì)算結(jié)果精度的基礎(chǔ)。下表是 XXXX動(dòng)力匹配計(jì)算必須的 基本參數(shù)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)將在后文專題描述。表1動(dòng)力匹配計(jì)算輸入?yún)?shù)表。名稱參數(shù)值主減速比滿載質(zhì)量（kg）傳動(dòng)效率空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積（m）滾動(dòng)阻力系數(shù)車輪滾動(dòng)半徑（m參數(shù)取值說(shuō)明1）迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積定義為車輛行駛方向的投影面積，可以通過(guò)三維數(shù)模的測(cè)量得到，三維數(shù)據(jù)不健全則通過(guò)設(shè)計(jì)總布置圖測(cè)得。 XXXX車型迎風(fēng)面積為A

3、般取值5-8 m2。2）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械效率根據(jù)XXXX車型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率T主要由主驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)效率、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率、主減速器傳動(dòng)效率等 部分串聯(lián)組成。采用有級(jí)機(jī)械變速器傳動(dòng)系的車型傳動(dòng)系統(tǒng)效率一般在82 %到85% 之間，計(jì)算中可根據(jù)實(shí)際齒輪副數(shù)量和萬(wàn)向節(jié)夾角與數(shù)量對(duì)總傳動(dòng)效率進(jìn)行修正，通常取傳動(dòng)系統(tǒng)效率T值為78-82 %。3）滾動(dòng)阻力系數(shù)f滾動(dòng)阻力系數(shù)采用推薦的客車輪胎在良好路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)經(jīng) 驗(yàn)公式進(jìn)行匹配計(jì)算:4f4lU其中：fo 以上;fi f4 以上;Ua 汽車行駛速度，單位為km/h;C 對(duì)于良好瀝青路面，c=。XXXX動(dòng)力性能匹配計(jì)算基本

4、方法汽車動(dòng)力性能匹配計(jì)算的主要依據(jù)是汽車的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間的平衡關(guān)系，汽車的驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡方程為其中一驅(qū)動(dòng)力;滾動(dòng)阻力;空氣阻力;坡道阻力;加速阻力。F面對(duì)上述驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力的匹配計(jì)算方法以及各個(gè)曲線的匹配計(jì)算方法簡(jiǎn)要說(shuō)明如下。驅(qū)動(dòng)力、行駛阻力及其平衡在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速特性、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比及效率、車輪半徑、空氣阻 力系數(shù)、迎風(fēng)面積以及汽車的質(zhì)量等確定后，便可確定汽車的驅(qū)動(dòng)力-行 駛阻力平衡關(guān)系。驅(qū)動(dòng)力:FtTtq ig io Trd其中：一主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，單位為 N- m變速器各個(gè)檔位的傳動(dòng)比;主減速器速比;T動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械效率;車輪滾動(dòng)半徑，單位為m。滾動(dòng)阻力Ff = mgf

5、cos其中：汽車匹配計(jì)算載荷工況下的質(zhì)量，單位為kg；重力加速度，單位為 m/s2； 滾動(dòng)阻力系數(shù)； 道路坡角，單位為 rad ； 車輪滾動(dòng)半徑，單位為 m。空氣阻力其中：空氣阻力系數(shù)；迎風(fēng)面積，單位為 m；汽車行駛速度，單位為 km/h?？蛙嚳諝庾枇ο禂?shù)通常取，xxxx根據(jù)具體車型造型選擇系數(shù)大小, 車輛造型越趨向于流線空氣阻力系數(shù)取值越小。坡道阻力Fi = mg sin其中：匹配計(jì)算載荷工況下汽車的質(zhì)量，單位為kg；重力加速度，單位為 m/s2； 道路坡角，單位為 rad 。加速阻力其中：旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；匹配計(jì)算載荷工況下汽車的質(zhì)量，單位為kg；汽車行駛加速度，單位為 m/s2。在進(jìn)行動(dòng)

6、力性初步匹配計(jì)算時(shí)，由于不知道汽車輪胎等旋轉(zhuǎn)部件準(zhǔn)確 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)值，對(duì)于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，通常根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行匹 配計(jì)算確定:. .2=112i g式中，1和2取值范圍在到之間，這里粗取平均值，即認(rèn)為 1= 2二。在進(jìn)行不同檔位的驅(qū)動(dòng)力和阻力估算時(shí)，還需要知道汽車速度與驅(qū)動(dòng) 電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系:其中：一汽車行駛速度，單位為 km/h；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rpm;主減速器傳動(dòng)比;車輪的滾動(dòng)半徑，單位為m當(dāng)前檔速比。根據(jù)上述公式，我們還可以方便地估算出汽車在任意主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn) 速、檔位下的驅(qū)動(dòng)力、行駛阻力，進(jìn)而可以繪制出汽車的驅(qū)動(dòng)力一行駛阻 力平衡圖。汽車的驅(qū)動(dòng)力一行駛阻力平衡圖形象地表明了

7、汽車行駛時(shí)的受力情 況和平衡關(guān)系。由此可以確定汽車的動(dòng)力性。在驅(qū)動(dòng)力一行駛阻力平衡圖中，求出最高檔下驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力曲線 的交點(diǎn)，曲線交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的速度值即為汽車的最高車速。動(dòng)力因數(shù)動(dòng)力因數(shù)的定義為其中：各個(gè)參數(shù)的含義同前面的說(shuō)明。利用公式（ 8）結(jié)合前面公式就可以估算出汽車各個(gè)檔位下的動(dòng)力因數(shù)值，進(jìn)而可以繪制出動(dòng)力因數(shù)圖。爬坡度曲線根據(jù)汽車的行駛方程式和驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖， 可以估算汽車的爬坡能力。在估算爬坡度時(shí)，認(rèn)為汽車的驅(qū)動(dòng)力除了用來(lái)克服空氣阻力、滾動(dòng)阻力外，剩余驅(qū)動(dòng)力都用來(lái)克服坡道阻力，即加速阻力Fj 為零。根據(jù)公式（ 1）可以得到如下公式將公式（ 3）、（ 5）代入上式，就可以得到如

8、下公式：代入公式以及公式（ 8），經(jīng)過(guò)整理那么就可得10)然后根據(jù)公式 i =tg 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣就可以估算出爬坡度，并進(jìn)步繪制出爬坡度曲線圖。加速度曲線及加速時(shí)間汽車的加速能力可用它在水平良好路面上行駛時(shí)能產(chǎn)生的加速度來(lái)評(píng)價(jià)。汽車加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力除了用來(lái)克服空氣阻力、 滾動(dòng)阻力以外，主要用來(lái)克服加速阻力，此時(shí)不考慮坡道阻力 F（Fi=o）。根據(jù)公式（1）、（6）,可以得到如下公式:所以，加速時(shí)間tt= 0dt =U21 du u1 aj根據(jù)以上公式，通過(guò)數(shù)值積分方法對(duì)上式進(jìn)行積分求解， 就可以得到 所需要的加速時(shí)間。驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)只在低速和加速時(shí)工作， 所以電機(jī)功率的選擇

9、須 滿足汽車的加速要求和最大爬坡度以及純電動(dòng)運(yùn)行的續(xù)駛里程等 3項(xiàng)要 求。根據(jù)所選電機(jī)為高效率的交流永磁同步電機(jī)效率為。P emax式中：V1Z Cd A V23600 t m g 21.15t整車動(dòng)力傳動(dòng)系效率車速/km/h整車質(zhì)量/KgCd空氣阻力系數(shù)滾動(dòng)阻力系數(shù)迎風(fēng)面積/m?主驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型動(dòng)力匹配計(jì)算所需主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要性能指標(biāo)如表3表3驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要性能參數(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)性能參數(shù)最咼轉(zhuǎn)速(r/min)峰值/額定功率(Kw)峰值/額定轉(zhuǎn)矩冷卻方式外形尺寸(mm)重量(Kg)工作環(huán)境溫度驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線通過(guò)擬合方式確定，已知條件為驅(qū)動(dòng)電機(jī)廠提供的外特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。主減速器比的選擇iO的選擇首先應(yīng)滿足車輛的最高行駛車速要求即iorr nemax0.377V maxn emax式中：rr-驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)的最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速/r/min輪胎滾動(dòng)半徑/mV max最大車速/Km/h同時(shí)需考慮到整車最大爬坡度(計(jì)算過(guò)程參考)。參考文獻(xiàn)1. 余志生 .2. 余志生 .3. 張洪欣 .第三