動力系統匹配的案例
純電動物流車的結構布置及動力傳動系統匹配
采用中置后驅方案，電機傳動軸直連后橋，簡化傳動系統。
②行駛系統。由于總體布置與傳統車輛不同，整車的質量與質量分布發生變化，需要對懸架參數以及四輪定位參數做出相應調整。
③轉向系統。對轉向系統進行重新匹配和調整；將轉向助力方式改為電動助力轉向。
④制動系統。對制動系統進行重新匹配和調整；增加電動真空泵為其提供真空源，加裝真空氣管；計算出前后軸荷分布的變化，制動力需要重新調整。
經過理論計算、樣車試制和試驗，該款純電動物流車底盤總體布置方案如圖2所示。
圖2 純電動物流車底盤布置
1.3 整車質心位置
純電動物流車的整車質量和整車質心位置也是結構布置的一個主要指標。整車質心位置的變化會直接影響電動汽車的操縱穩定性、制動性和平順性。整車質心位置過高，電動汽車易產生側傾或縱傾，可能會導致翻車事故。
本方案將動力電池組布置在底盤（對應在乘員座位下方）中間偏前位置，在其后布置電機和電機控制系統（見圖2）。在空載時，前后橋載荷比接近6∶4；在滿載時，前后橋載荷比接近4∶6，其整車質量載荷分布均衡，質心位置合理。整車制動性能良好，操縱穩定性和平順性也滿足要求。
2 動力傳動系統匹配
為了提高純電動汽車的動力性能以及經濟性能，對其進行動力系統的匹配設計是十分必要的。電動汽車動力系統匹配的流程是首先對汽車的動力性和經濟性提出設計要求，然后根據動力性和經濟性設計要求匹配計算確定驅動電機的類型及參數，再結合驅動電機的參數和性能要求確定動力電池組的參數。
本文在某車型平臺和總體結構布置的基礎上，根據設計方案中與車輛動力性能和經濟性能相關的設計要求，對純電動物流車動力傳動系統進行匹配設計。
2.1 汽車行駛條件
汽車在行駛過程中，總阻力為：
式中，Ff為滾動阻力；Fw為空氣阻力；Fi為坡度阻力；Fj為加速阻力。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
作者：趙暢，朱春紅
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
展開 
電動汽車電驅動系統動力性匹配設計
表7 需求-仿真-測試結果對照表
分析該車型動力性能匹配結果，選用的電機系統滿足該車動力系統需求，符合設計要求。
5 結論
分析了電動汽車動力性匹配方法，使用Math-CAD進行動力性校核，并經實車測試驗證，對結果進行比較，說明該匹配方法選出的動力系統方案已十分接近實車動力性需求，可完全勝任產品開發階段對電動汽車動力系統進行匹配與選型。
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展開 電驅動兩擋AMT新型動力系統參數匹配與研究
相比于采用單主減速器，該傳動系統在驅動電機和主減速器之間加入一2AMT。低速或爬坡行駛時，2AMT工作在Ⅰ擋；高速行駛時，2AMT工作在Ⅱ擋。引入2AMT后，2AMT工作在不同檔位，對驅動電機的扭矩需求和轉速需求不同，同時影響著動力電池的放電效率，因此需要對動力系統各部件參數進行重新匹配與選型。首先針對某款微型電動車進行電驅動2AMT動力系統設計，確定驅動電機基本參數、2AMT速比及動力電池系統基本參數。所研究的電動車整車基本參數，如表1所示。整車設計性能指標主要包括動力性能指標和續駛里程設計指標，所制定的整車性能指標，如表2所示。
圖1 電驅動2AMT系統簡圖
Fig.1 Schematic Diagram of Power Driven 2AMT System
表1 整車基本參數
Tab.1 Basic Parameters of the Vehicle
表2 整車性能設計指標
Tab.2 Performance Design Index of Vehicle
3 電驅動兩擋AMT系統參數匹配
3.1 驅動電機參數匹配與選型
驅動電機作為微型電動車唯一動力來源決定著整車動力性能和經濟性能。在進行參數匹配時，首選確定驅動電機的基本參數。
展開 純電動物流車動力系數參數匹配設計
本文主要基于純電動物流車的動力性，對電機、變速器、電池的主要參數進行匹配。結合工程實際，引入了安全系數，為純電動物流車的動力系統參數匹配提供了一種有效的方法。
2 純電動物流車結構分析
純電動物流車的動力傳動部分主要基于傳統車的底盤平臺開發所建，其核心是將蓄電池和電動機相結合作為動力源來代替了發動機。這樣純電動物流車以蓄電池和充電系統作為能源系統，變速器和電動機作為驅動系統，構成了純電動汽車動力傳動的核心部分，簡化了汽車的傳動系統與動力傳動路線。本文以某款純電動物流車開發為例，其整車基本參數如表1[6]，所設計的整車性能參數如表2。根據動力性能指標結合工程實際，來確定驅動電機、傳動系統傳動比、動力電池的參數，從而提供一種可用于工程實際的有效設計方法。
展開 純電動物流車動力系數參數匹配設計
本文主要基于純電動物流車的動力性，對電機、變速器、電池的主要參數進行匹配。結合工程實際，引入了安全系數，為純電動物流車的動力系統參數匹配提供了一種有效的方法。
2 純電動物流車結構分析
純電動物流車的動力傳動部分主要基于傳統車的底盤平臺開發所建，其核心是將蓄電池和電動機相結合作為動力源來代替了發動機。這樣純電動物流車以蓄電池和充電系統作為能源系統，變速器和電動機作為驅動系統，構成了純電動汽車動力傳動的核心部分，簡化了汽車的傳動系統與動力傳動路線。本文以某款純電動物流車開發為例，其整車基本參數如表1[6]，所設計的整車性能參數如表2。根據動力性能指標結合工程實際，來確定驅動電機、傳動系統傳動比、動力電池的參數，從而提供一種可用于工程實際的有效設計方法。
展開 純電動物流車動力系數參數匹配設計
本文主要基于純電動物流車的動力性，對電機、變速器、電池的主要參數進行匹配。結合工程實際，引入了安全系數，為純電動物流車的動力系統參數匹配提供了一種有效的方法。
2 純電動物流車結構分析
純電動物流車的動力傳動部分主要基于傳統車的底盤平臺開發所建，其核心是將蓄電池和電動機相結合作為動力源來代替了發動機。這樣純電動物流車以蓄電池和充電系統作為能源系統，變速器和電動機作為驅動系統，構成了純電動汽車動力傳動的核心部分，簡化了汽車的傳動系統與動力傳動路線。本文以某款純電動物流車開發為例，其整車基本參數如表1[6]，所設計的整車性能參數如表2。根據動力性能指標結合工程實際，來確定驅動電機、傳動系統傳動比、動力電池的參數，從而提供一種可用于工程實際的有效設計方法。
展開 純電動汽車動力懸置系統匹配要點
城市道路的路面不平度帶來的低頻隨機振動激勵，這一部分也屬于穩態激勵，通過懸掛系統傳遞到車架、車身、動力總成和座椅，路面隨機振動激勵經過懸架的衰減、過濾之后，其有效作用頻率范圍會進一步降低到5Hz 的范圍內，且由于現階段的電動車主要用于城市交通，城市道路的路面不平度一般都比較很小，因此可以暫時不考慮這一部分激勵。但是在考慮動力總成受力極限工況時，路面所帶來的垂直方向的回彈或沖擊慣性力（瞬態激勵）需要包括在內。因此對于純電動汽車，電機的扭矩波動遠低于發動機，而且主要出現在蠕行、加速、減速和制動工況，其頻率與發動機轉動階次也無明顯關聯。但電機的扭矩則明顯大于發動機。
所以懸置匹配優化的著眼點則應該是動力總成的扭矩，懸置系統首先應具備足夠的抗扭限位能力，確保在大扭矩的作用下動力總成的位移量處于合理范圍，在此基礎上再考慮隔振性能。
因此，純電動汽車對懸置系統的隔振能力要求低于傳統燃油車，但對懸置系統抗扭限位能力的要求遠高于燃油車。基于這種考慮，工藝簡單、可靠性好能并且提供大剛度的橡膠懸置更適合電動汽車，液壓懸置反而不適用。要注意的是，提升懸置軟墊的剛度和限位能力并不意味著NVH性能的降低。相反，很多情況下懸置系統隔振能力差并不是因為懸置軟墊過于剛硬，而是因為懸置軟墊過于柔軟，在大扭矩作用下被壓死失去緩沖功能。例如，電機或者減速器的階次噪聲可能以結構噪聲的形式，通過懸置系統傳遞到乘員艙內。如果懸置軟墊太柔軟，很可能在全扭矩工況被壓死，從而加劇結構噪聲的傳遞。一般建議在正向和反向最大扭矩下，每個懸置軟墊的變形量都控制在10mm以內。
圖4 電機懸置布置示意
關于剛體模態解耦和模態頻率分布分析，對于燃油車一般都是將6階剛體模態頻率規劃在5-18Hz，并且繞曲軸轉動的模態頻率要小于發動機怠速激勵頻率的0.707。
展開 純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
在電池效率問題得到有效解決之前，如何合理地選擇這些部件及有關參數，使部件匹配達到最優。在相同蓄電池條件下，使車輛更好地滿足動力性和經濟性的需求，一直是行業研究的重點目標。
本文在完成2檔AMT純電動汽車傳動系統參數初步匹配的基礎上，利用人群搜索算法，以改善動力性和提高整車續駛里程為目標，對減速器速比進行了優化，并結合AVL Cruise軟件對減速器速比優化結果進行仿真分析，對比優化前后仿真結果，實現電動汽車動力性和經濟性的有效提高。
1 整車參數及性能目標
某電動車型的主要技術參數及性能要求指標如表1和表2所示。
表1 整車參數
表2 性能要求指標
2 動力系統參數匹配
2.1 驅動電機的參數匹配
2.1.1驅動電機的功率
本文采用的是永磁同步電機，驅動電機的峰值功率應同時滿足所設計的最高車速、最大爬坡度、加速性能要求。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
上式中：vmax為最高車速；m為整車裝備質量；A為迎風面積；CD為風阻系數；αmax為最大爬坡度；f為滾動阻力系數；vi為最大爬坡度時的車速，vi=20km/h；vj為汽車在NEDC工況中從100km/h加速到120km/h時的末速度，vj=120km/h；Pe為驅動電機的額定功率；λ為電機的過載系數，取2。
2.1.2驅動電機的扭矩
汽車在1檔驅動下，滿足最大爬坡度要求，則驅動電機的最大驅動力必須大于此時的道路行駛阻力，則：
（6）
式中αmax為最大爬坡度；vi為最大爬坡度時的車速，vi=20km/h。
展開 
純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
在電池效率問題得到有效解決之前，如何合理地選擇這些部件及有關參數，使部件匹配達到最優。在相同蓄電池條件下，使車輛更好地滿足動力性和經濟性的需求，一直是行業研究的重點目標。
本文在完成2檔AMT純電動汽車傳動系統參數初步匹配的基礎上，利用人群搜索算法，以改善動力性和提高整車續駛里程為目標，對減速器速比進行了優化，并結合AVL Cruise軟件對減速器速比優化結果進行仿真分析，對比優化前后仿真結果，實現電動汽車動力性和經濟性的有效提高。
1 整車參數及性能目標
某電動車型的主要技術參數及性能要求指標如表1和表2所示。
表1 整車參數
表2 性能要求指標
2 動力系統參數匹配
2.1 驅動電機的參數匹配
2.1.1驅動電機的功率
本文采用的是永磁同步電機，驅動電機的峰值功率應同時滿足所設計的最高車速、最大爬坡度、加速性能要求。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
上式中：vmax為最高車速；m為整車裝備質量；A為迎風面積；CD為風阻系數；αmax為最大爬坡度；f為滾動阻力系數；vi為最大爬坡度時的車速，vi=20km/h；vj為汽車在NEDC工況中從100km/h加速到120km/h時的末速度，vj=120km/h；Pe為驅動電機的額定功率；λ為電機的過載系數，取2。
2.1.2驅動電機的扭矩
汽車在1檔驅動下，滿足最大爬坡度要求，則驅動電機的最大驅動力必須大于此時的道路行駛阻力，則：
（6）
式中αmax為最大爬坡度；vi為最大爬坡度時的車速，vi=20km/h。
展開 混合動力汽車動力系統概述（上)
一、增程式混合動力系統原理
增程式混合動力汽車是在純電動車的基礎上，增加一臺增程器
增程式混合動力由發動機、發電機和驅電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯 方式組成動力單元系統。增程式混合動力系統主要運行模式：純電驅動、串聯增程。
PN：發動機輸出功率；PO：增程器輸出的電功率; PI：車輛驅動電機需求功率；PB：電池組充放電功率，設充電為正，放電為負；系統根據PI的需求，控制發動機的扭矩（N）及轉速（n）PI=PO+PB;當負載PI=0時，增程器輸出全部向電池組充電；當負載需求PI＜PO時，增程器提供驅動器電源的同時，向電池組充電；當負載需求PI＞PO時，電池組放電（-PB），滿足PI的需求；
提高系統效率
提高發電機組的效率：
發電機與發動機的優化匹配，發電機高效區與發動機高效區的重合；控制發動機始終工作在低燃油消耗率區內；發揮發電機通過逆變器能快速穩定工況的特點，保證發動機始終工作為最佳點火 角；發電功率與驅動功率需求的跟隨：在油模式下，電池的主要作用是平衡電量（削 峰填谷），電池的充電-放電循環，將損耗7-10%（0.96*0.96），盡量減少電池的 充放電；電機驅動系統的效率：提高電機及驅動器的效率；動力系統的匹配優化，采用兩 擋變速箱；
該增程器由一款直列三缸汽油機、ISG發電機、發電機控制器、以及集成增程器控制功能
的ECU組成。最大功率可達40Kw，可基本滿足純電動輕型客車、物流車增程式電動汽車的需求。
展開 【仿真報告】基于AMESim 的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析
1 混合動力汽車整車動力系統主要參數設計
1.1 動力系統結構設計
對于插電式混合動力汽車，其動力系統結構是整車開發的基礎，同時能量管理策略也是需要圍繞動力系統結構進行設計。目前對于插電式混合動力汽車的動力系統結構主要有三種結構形式：串聯式、并聯式以及混聯式，本文采用目前較為成熟的并聯式作為動力系統的結構形式。并聯式動力系統主要有內燃機和驅動電機兩套驅動系統，其優點是既可以使用內燃機或驅動電機分別單獨驅動車輛，也可以同時使用二者驅動車輛，故并聯式混合動力汽車驅動形式多樣且靈活[2]。其動力系統布置如圖1所示。
插電式混合動力汽車在進行動力系統匹配計算的過程中需要考慮到以下幾個設計要點：最高車速、最高爬坡度、百公里加速時間、純電續航里程等。
1.2.1 發動機參數匹配計算
本文設計的插電式并聯混合動力汽車的發動機依然為混合動力汽車的主要動力來源，而且發動機的選擇不僅影響著動力性，還關系到汽車的排放性能以及經濟性，發動機的功率如果選擇太小會造成功率不足而無法達到動力性能的指標。我們選擇發動機時首先根據最高車速來初步確定發動機功率，然后再根據最大爬坡度來進一步計算所需發動機的最大功率。
170 km/h最高車速下的發動機所需求的功率[4]：
同時，計算出結果后應將所計算出的發動機最大功率上浮10%~15%，這是因為需要考慮到在汽車正常行駛過程中的電氣消耗，以及在混合動力模式下給動力電池充電的影響。
1.2.2 驅動電機參數匹配計算
對于驅動電機最大功率的匹配計算主要是根據純電動模式下的最高車速，混合驅動模式下的最高車速以及根據設計指標要求的加速性能來計算[5]。
展開 純電動汽車電控系統參數匹配
導讀：
為了提高純電動汽車的動力性設計指標，研究了純電動汽車電控參數在設計過程中，電機系統和電池系統參數匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數進行仿真優化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統集成達到最優狀態，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設計初期的動力參數選型匹配提供了基本數據。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴重、全球石油資源供應緊張及環保意識的增強，傳統的燃油汽車面臨著巨大的挑戰，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現電動汽車替代傳統汽車的關鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關鍵因素在于如何實現電池質量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優化電驅動控制策略。通過選擇動力系統參數，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數及整車控制器參數的基本原則，為純電動汽車初期設計動力匹配提供了理論依據及基礎數據，對新產品的開發提供了指導作用，大大縮短了開發周期。
1 純電動汽車整車動力系統設計流程和需求
純電動汽車動力系統由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統及動力電池等構成，整車動力系統的基本架構，如圖1所示。純電動汽車動力系統開發過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環節的功能需求，按照開發流程進行新產品的動力系統開發，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數匹配展開研究。
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