电动汽车动力性能匹配计算基本方法.docx

电动汽车动力性能匹配计算基本方法汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力一行驶阻力平衡方程为Fl=F+F.+Fj+Fj（1）其中产,一驱动力；号一滚动阻力；心一空气阻力；K一坡道阻力；号一加速阻力。下面对上述驱动力和行驶阻力的匹配计算方法以及各个曲线的匹配计算方法简要说明如下。1.1驱动力、行驶阻力及其平衡在主驱动电机转速特性、传动系统传动比及效率、车轮半径、空气阻力系数、迎风面积以及汽车的质量等确定后，便可确定汽车的驱动力一行驶阻力平衡关系。驱动力：rt-其中：?一主驱动电机的转矩，单位为Ni;q一变速器各个档位的传动比；，。一主减速器速比；一动力传动系统机械效率；勿一车轮滚动半径，单位为m。滚动阻力Ff=mgfCOSCL(3)其中：加一汽车匹配计算载荷工况下的质量，单位为kg；g一重力加速度，单位为Vs2;/一滚动阻力系数；a一道路坡角,单位为rad；一车轮滚动半径，单位为m。空气阻力2P.=CdA-21.15(4)其中：的一空气阻力系数；A一迎风面积，单位为n?；Na汽车行驶速度，单位为km/h。客车空气阻力系数或通常取0.5-0.8,XXXX根据具体车型造型选择系数大小，车辆造型越趋向于流线空气阻力系数取值越小。坡道阻力mgsina(5)其中：加一匹配计算载荷工况下汽车的质量，单位为kg；g重力加速度，单位为m/s2；a一道路坡角,单位为rado加速阻力Fj=占当Jdt(6)其中：3旋转质量换算系数；加一匹配计算载荷工况下汽车的质量，单位为kg;华一汽车行驶加速度，单位为m/s2。at在进行动力性初步匹配计算时，由于不知道汽车轮胎等旋转部件准确的转动惯量数值，对于旋转质量换算系数5,通常根据下述经验公式进行匹配计算确定：=l+l+2z式中，和团取值范围在0.03到0.05之间，这里粗取平均值，即认为=2=0.040在进行不同档位的驱动力和阻力估算时，还需要知道汽车速度与驱动电机转速之间的关系:Ua=0.377卫lgl0(7)其中：一汽车行驶速度，单位为km/h；一主驱动电机转速，单位为rpm；，。一主减速器传动比；一车轮的滚动半径，单位为m；。一当前档速比。根据上述公式，我们还可以方便地估算出汽车在任意主驱动电机转速、档位下的驱动力、行驶阻力，进而可以绘制出汽车的驱动力一行驶阻力平衡图。汽车的驱动力一行驶阻力平衡图形象地表明了汽车行驶时的受力情况和平衡关系。由此可以确定汽车的动力性。在驱动力一行驶阻力平衡图中，求出最高档下驱动力和行驶阻力曲线的交点，曲线交点处对应的速度值即为汽车的最高车速。1.2 动力因数动力因数的定义为mg(8)其中：各个参数的含义同前面的说明。利用公式(8)结合前面公式就可以估算出汽车各个档位下的动力因数值，进而可以绘制出动力因数图。1.3 爬坡度曲线根据汽车的行驶方程式和驱动力一行驶阻力平衡图，可以估算汽车的爬坡能力。在估算爬坡度时，认为汽车的驱动力除了用来克服空气阻力、滚动阻力外，剩余驱动力都用来克服坡道阻力，即加速阻力F,为零。根据公式(1)可以得到如下公式将公式(3)、(5)代入上式，就可以得到如下公式：代入公式CoSa=川-sin%以及公式(8),经过整理那么就可得d-i-d2+/2a=arcsin1+/2(10)然后根据公式i=tg进行转换，这样就可以估算出爬坡度，并进一步绘制出爬坡度曲线图。1.4 加速度曲线及加速时间汽车的加速能力可用它在水平良好路面上行驶时能产生的加速度来评价。汽车加速时，驱动力除了用来克服空气阻力、滚动阻力以外，主要用来克服加速阻力，此时不考虑坡道阻力E(Fj=0)。根据公式(1)、(6),可以得到如下公式:所以，加速时间t=tdtJ,2-duJoJ与a根据以上公式，通过数值积分方法对上式进行积分求解，就可以得到所需要的加速时间。1.5 驱动电机功率的确定电动汽车的驱动电机只在低速和加速时工作，所以电机功率的选择须满足汽车的加速要求和最大爬坡度以及纯电动运行的续驶里程等3项要求。根据所选电机为高效率的交流永磁同步电机效率为093o式中：一整车动力传动系效率V车速/km/hm一整车质量/KgQ一空气阻力系数f一滚动阻力系数A迎风面积/V1.6 主驱动电机选型动力匹配计算所需主驱动电机的主要性能指标如表3表3驱动电机主要性能参数驱动电机型号性能参数息吉左上：由（“/Z|虞/古/颇小T÷l诙lr峰值/额定转矩（N.m）泠知方式外形尺寸（m）重量（Ka）工作环境潟唐驱动电机的功率、转矩随转速变化的关系曲线通过拟合方式确定，已知条件为驱动电机厂提供的外特性试验数据。1.7 主减速器比的选择i的选择首先应满足车辆的最高行驶车速要求即：式中：%max驱动电机机的最高稳定转速rmin，一一轮胎滚动半径/mVmax最大车速/Km/h同时需考虑到整车最大爬坡度（计算过程参考1.3）。