(完整版)純電動汽車動力性計算公式

XXEV動力性計算初定部分參數(shù)如下整車外廓（mm）11995×2550×電機額定功率100kw3200(長×寬×高)滿載重量約18000kg電機峰值功率250kw主減速器速比6.295:1電機額定電壓540V最高車（km/h）60電機最高轉(zhuǎn)速2400rpm最大爬坡度14%電機最大轉(zhuǎn)矩2400Nm最高行駛車速的計算最高車速的計算式如下：n.rVmax0.377igi024000.487（2-1）0.3776.295170km/h 43.5mph式中：n—電機轉(zhuǎn)速（rpm）；r—車輪滾動半徑（m）；ig—變速器速比；取五檔，等于 1；i0—差速器速比。所以，能達(dá)到的理論最高車速為 70km/h。最大爬坡度的計算滿載時，最大爬坡度可由下式計算得到，即Ttq.ig.i0.df)arcsin(240016.2950.98.20maxarcsin(0.015) 18000 9.8 0.487所以滿載時最大爬坡度為 tan( max)*100%=14.4%＞14%，滿足規(guī)定要求。電機功率的選型純電動汽車的功率全部由電機來提供,所以電機功率的選擇須滿足汽車的最高車速、最大爬坡度等動力性能的要求。4.1以最高設(shè)計車速確定電機額定功率當(dāng)汽車以最高車速Vmax勻速行駛時，電機所需提供的功率(kw)計算式為：2Pn1(m.g.fCd.A.Vmax).Vmax（2-1）360021.15式中：η—整車動力傳動系統(tǒng)效率 （包括主減速器和驅(qū)動電機及控制器的工作效率），取0.86；m—汽車滿載質(zhì)量，取 18000kg；2f—滾動阻力系數(shù)，取 0.016；Cd—空氣阻力系數(shù)，取 0.6；A—電動汽車的迎風(fēng)面積，取 2.550×3.200=8.16m2(原車寬*車身高)；Vmax—最高車速，取 70km/h。把以上相應(yīng)的數(shù)據(jù)代入式（2-1）后，可求得該車以最高車速行駛時，電機所需提供的功率(kw)，即2Pn1(m.g.fCD.A.Vmax).Vmax3600?21.151(180009.80.0160.68.16702)70（3-2）36000.8621.15kw＜89.5100kw4.2滿足以10km/h的車速駛過14%坡度所需電機的峰值功率將14%坡度轉(zhuǎn)化為角度： tan1(0.14) 80。車輛在14%坡度上以10km/h的車速行駛時所需的電機峰值功率計算式為：1CD.A.Vslope2Pmax).Vslope(m.g.sinm.g.f.cos21.1536001(180009.8sin80180009.80.016cos800.68.16102)1036000.8621.15k＜88.5w100kw從以上動力性校核分析可知，所選100kw/540V交流感應(yīng)電機的功率符合所設(shè)計的動力性參數(shù)要求。動力蓄電池組的校核5.1按功率需求來校核電池的個數(shù)電池數(shù)量的選擇需滿足汽車行駛的功率要求，并且還需保證汽車在電池放電達(dá)到一定深度的情況下還能為汽車提供加速或爬坡的功率要求。磷酸鋰鐵蓄電池的電壓特性可表示為：EbatUbatRbat0.Ibat（4-1）式中：Ebat—電池的電動勢（V）；Ubat—電池的工作電壓（V）；Rbat0—電池的等效內(nèi)阻（Ω）；Ibat—電池的工作電流（A）。通常，Ebat、Rbat0均是電池工作電流 Ibat以及電流電量狀態(tài)值 SOC（StateOfCharge）的函數(shù)，進(jìn)行電池計算時，要考慮電池工作最差的工作狀態(tài)。假設(shè) SOC為其設(shè)定的最小允許工作狀態(tài)值（SOClow），對應(yīng)的電池電動勢Ebat和電池等效內(nèi)阻Rbat0來計算電池放電的最大功率，即可得到如下計算表達(dá)式：鉛酸電池放電功率：Pbd Ubat.Ibat(EbatRbat0.Ibat).Ibat4-2）上式最大值，即鉛酸蓄電池在SOC設(shè)定為最小允許工作狀態(tài)值時所能輸出的最大功率為：Pbdmax

Ebat24Rbat04-3）以上僅是一個理論計算值。實際上，當(dāng)電池以Ubat/(2Rbat0)的放電電流放電時，由于產(chǎn)生大量的熱將會對電池起到破壞的作用，嚴(yán)重縮短電池的使用壽命。出于此考慮，通常要求電池工作在電壓處于2/3~1倍的范圍內(nèi)。另外從磷酸鋰鐵蓄電池的放電效率：Ubat.IbatUbatbdEbatEbat.Ibat4-4）來看也可保證蓄電池具有較高的工作效率。因此，在實際應(yīng)用中，磷酸鋰鐵蓄電池的最大輸出功率應(yīng)限制為：2Ebat2Pbdmax9Rbat04-5）在進(jìn)行單個電池的輸出最大功率計算時，應(yīng)選擇蓄電池在SOC最差的情況下，即一般取SOC=0.1時，來計算其輸出的最大功率，即Pbdmax2Ebat22302（4-6）9Rbat092kw0.1因此，滿足電動機的最大輸出功率需求所需的電池個數(shù)，可通過下式計算得到，即P100，取nbat53nbat52.6Pbdmax.mc20.95（4-7）式中：mc—電機及控制器的工作效率；Pbdmax—最小允許SOC值下電池組提供的功率。設(shè)計的電池組個數(shù)為 168個，滿足條件。5.2通過行駛能量來確定續(xù)駛里程采用容量為3.33V/150Ah磷酸鋰鐵蓄電池，將兩個電池并聯(lián)，電壓不變，電流相加，所以容量變?yōu)?.33V/300Ah，當(dāng)其SOC控制在0.1~1.0之間時平均開路電壓約為Voc=3.69V，而電池端電壓Umodel按2/3~1倍開路電壓估計。這樣按設(shè)計要求的電池組（設(shè)計取nbat168）的Uess可通過下式計算得到，即3.69(21)Uessnbat.Umodel168316811.83516.6V2（4-8）而兩個蓄電池并聯(lián)后實際放出的能量為 C (1.0 0.1) Ca 0.9 300 270Ah4-9）因此，電池實際放出的能量可由下式計算得到，即UessC516.6270Wess139.48kwh10001000（4-10）Wess—電池的實際能量(kwh)；Uess—電池的平均工作電壓(V)；C—電池實際放出的容量（ Ah）。若純電動汽車一次充電以 Vel（40km/h）的車速均速行駛，則所需的功率可由下式計算：Pel1(m.g.fCd.A.Vel2).Vel3600.21.151(180000.68.1640236009.80.01621.15)400.8641kw4-11）則，行駛里程S所需的能量為：WroadPeltPel(S/Vel)（4-12）Pel—行駛里程S(km)所需的功率(kw)；Wroad—行駛里程S(km)所需的能量(kwh)。欲使電池組能夠滿足續(xù)駛里程的能量需求，即Wess.mc nbat Umodel C mc/1000 Wroad Pel t Pel (S/Vel)4-13）式（4-13）通過變化可得如下關(guān)系式：Wess.mc.Vel