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

電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配計(jì)算設(shè)計(jì)規(guī)范日日XXXX有限公司發(fā)布汽車作為一種運(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，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?；緟?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。稱主減速比滿載質(zhì)量(kg)傳動(dòng)效率參數(shù)值空空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積(m2)滾動(dòng)阻力系數(shù)車輪滾動(dòng)半徑(m)參數(shù)取值說明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，可以通過三維數(shù)模的測(cè)量得到，三維數(shù)據(jù)不健全則通過設(shè)計(jì)總布置圖測(cè)得。XXXX車型迎風(fēng)面積為A一2)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n主要T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"值為78-82％。T3)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0f—~；1f—~以上；4u—汽車行駛速度，單位為km/h；a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F=F+F+F+Ftfwij(1)其中F—驅(qū)動(dòng)力；tfwiFj—加速阻力。下面對(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TiinF=tqg0Ttrd(2)i—變速器各個(gè)檔位的傳動(dòng)比；g0n—?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)機(jī)械效率；Tr—車輪滾動(dòng)半徑，單位為m。d滾動(dòng)阻力f(3)f—滾動(dòng)阻力系數(shù)；r—車輪滾動(dòng)半徑，單位為m。d空氣阻力F=CAu2a(4)Du—汽車行駛速度，單位為km/h。aC通常取，XXXX根據(jù)具體車型造型選擇系數(shù)大小，D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F＝mgsin(5)igm/s2；—道路坡角，單位為rad。加速阻力F=6mduajdt(6)m—匹配計(jì)算載荷工況下汽車的質(zhì)量，單位為kg；dua—汽車行駛加速度，單位為m/s2。dt在進(jìn)行動(dòng)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)6，通常根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行匹配6i212g式中，6和6取值范圍在到之間，這里粗取平均值，即認(rèn)為6=6=。12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rnu=0.377daiig0(7)其中：u—汽車行駛速度，單位為km/h；an驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rpm；i速器傳動(dòng)比；0r—車輪的滾動(dòng)半徑，單位為m；d——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－行駛阻力平衡汽車的驅(qū)動(dòng)力－行駛阻力平衡圖形象地表明了汽車行駛時(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－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FFD=tw(8)其中：各個(gè)參數(shù)的含義同前面的說明。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)力除了用來克服空氣阻力、滾動(dòng)阻力外，剩余驅(qū)動(dòng)力都用來克服坡道阻力，即加速阻力F為零。j根據(jù)公式(1)可以得到如下公式F+F=FFfitw將公式(3)、(5)代入上式，就可以得到如下公式：tw代入公式cos=1sin2以及公式(8)，經(jīng)過整理那么就可得arcsinarcsin(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)一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)生的加速度來評(píng)汽車加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力除了用來克服空氣阻力、滾動(dòng)阻力以外，主要用來克服加速阻力，此時(shí)不考慮坡道阻力(Fi=0)。根據(jù)公式(1)、(6)，可以得到如下公式：du=1[FFF]=adt6mtfwj所以，加速時(shí)間uaua1j根據(jù)以上公式，通過數(shù)值積分方法對(duì)上式進(jìn)行積分求解，就可以得到所驅(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。1V—車速/km/hm—整車質(zhì)量/Kgd—空氣阻力系數(shù)f—滾動(dòng)阻力系數(shù)A—迎風(fēng)面積/m2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)電驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)性能參數(shù)最高轉(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i0的選擇首先應(yīng)滿足車輛的最高行駛車速要求即:xVmax——rr