電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-01-06
電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
電動(dòng)汽車動(dòng)力特性通常由加速性、爬坡能力、最高車速等性能來(lái)評(píng)價(jià)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能參數(shù)設(shè)計(jì)成為滿足整車動(dòng)力性能首要考慮的問(wèn)題，而所有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的這些性能參數(shù)都取決于電驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩 （功率）特性。本文以某款純電動(dòng)物流車進(jìn)行研究，對(duì)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)匹配選型與驗(yàn)證。
本文以某純電動(dòng)汽車作為研究對(duì)象，依據(jù)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)其動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型匹配，并利用Cruise軟件進(jìn)行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗(yàn)證選型匹配方案的合理性。
1 動(dòng)力總成系統(tǒng)選型匹配計(jì)算
純電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池、傳動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。其動(dòng)力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖1所示。
為了對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型及匹配，應(yīng)明確整車參數(shù)及所要求的性能指標(biāo)。整車參數(shù)及性能指標(biāo)如表1-2所示。
1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型計(jì)算
1.1.1最高轉(zhuǎn)速及基速
最高車速可由以下公式計(jì)算得出：
（1）
圖1 純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
可得到電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為nmax=2274.04r/min；電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的關(guān)系可用擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)β來(lái)表示，根據(jù)關(guān)系式可得電機(jī)的基速n0：
（2）
因此，取最高轉(zhuǎn)速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動(dòng)汽車整車參數(shù)
表2 整車性能指標(biāo)
1.1.2功率匹配
對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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(shí)分別對(duì)應(yīng)的峰值功率需求。
展開 本文以某純電動(dòng)汽車作為研究對(duì)象，依據(jù)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)其動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型匹配，并利用Cruise軟件進(jìn)行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗(yàn)證選型匹配方案的合理性。
1 動(dòng)力總成系統(tǒng)選型匹配計(jì)算
純電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池、傳動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。其動(dòng)力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖1所示。
為了對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型及匹配，應(yīng)明確整車參數(shù)及所要求的性能指標(biāo)。整車參數(shù)及性能指標(biāo)如表1-2所示。
1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型計(jì)算
1.1.1最高轉(zhuǎn)速及基速
最高車速可由以下公式計(jì)算得出：
（1）
圖1 純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
可得到電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為nmax=2274.04r/min；電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的關(guān)系可用擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)β來(lái)表示，根據(jù)關(guān)系式可得電機(jī)的基速n0：
（2）
因此，取最高轉(zhuǎn)速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動(dòng)汽車整車參數(shù)
表2 整車性能指標(biāo)
1.1.2功率匹配
對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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(shí)分別對(duì)應(yīng)的峰值功率需求。
展開 導(dǎo)讀：
為了提高純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性設(shè)計(jì)指標(biāo)，研究了純電動(dòng)汽車電控參數(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，電機(jī)系統(tǒng)和電池系統(tǒng)參數(shù)匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對(duì)所匹配出的動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化驗(yàn)證，最終使"電池+電機(jī)+電控"三電系統(tǒng)集成達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，從而提高了電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。同時(shí)也為純電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)初期的動(dòng)力參數(shù)選型匹配提供了基本數(shù)據(jù)。
近年來(lái)，隨著大氣污染的日益嚴(yán)重、全球石油資源供應(yīng)緊張及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的燃油汽車面臨著巨大的挑戰(zhàn)，純電動(dòng)汽車越來(lái)越受到人們的青睞。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車替代傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵是純電動(dòng)汽車的整車動(dòng)力性是否滿足人們的需要。解決整車動(dòng)力性能的關(guān)鍵因素在于如何實(shí)現(xiàn)電池質(zhì)量小且儲(chǔ)存能量大、提高電機(jī)的性價(jià)比及優(yōu)化電驅(qū)動(dòng)控制策略。通過(guò)選擇動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)，使得電機(jī)、電池及電控更好地集成到一起，是現(xiàn)階段提高純電動(dòng)汽車整車動(dòng)力性的重要方法之一。文章通過(guò)研究匹配電機(jī)、電池參數(shù)及整車控制器參數(shù)的基本原則，為純電動(dòng)汽車初期設(shè)計(jì)動(dòng)力匹配提供了理論依據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)提供了指導(dǎo)作用，大大縮短了開發(fā)周期。
1 純電動(dòng)汽車整車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和需求
純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)由整車控制器、電機(jī)控制器、永磁同步電機(jī)、電池管理系統(tǒng)及動(dòng)力電池等構(gòu)成，整車動(dòng)力系統(tǒng)的基本架構(gòu)，如圖1所示。純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個(gè)環(huán)節(jié)的功能需求，按照開發(fā)流程進(jìn)行新產(chǎn)品的動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)，文章針對(duì)具有單速比和永磁同步電機(jī)的純電動(dòng)汽車的參數(shù)匹配展開研究。
展開 2 純電動(dòng)物流車結(jié)構(gòu)分析
純電動(dòng)物流車的動(dòng)力傳動(dòng)部分主要基于傳統(tǒng)車的底盤平臺(tái)開發(fā)所建，其核心是將蓄電池和電動(dòng)機(jī)相結(jié)合作為動(dòng)力源來(lái)代替了發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣純電動(dòng)物流車以蓄電池和充電系統(tǒng)作為能源系統(tǒng)，變速器和電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)成了純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)的核心部分，簡(jiǎn)化了汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力傳動(dòng)路線。本文以某款純電動(dòng)物流車開發(fā)為例，其整車基本參數(shù)如表1[6]，所設(shè)計(jì)的整車性能參數(shù)如表2。根據(jù)動(dòng)力性能指標(biāo)結(jié)合工程實(shí)際，來(lái)確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比、動(dòng)力電池的參數(shù)，從而提供一種可用于工程實(shí)際的有效設(shè)計(jì)方法。
展開 
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本文基于一款新能源乘用車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高度集成化的開發(fā)需求，研發(fā)了一款三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，闡述了該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及電氣原理，介紹了系統(tǒng)冷卻方案，并針對(duì)系統(tǒng)的散熱性能進(jìn)行熱仿真分析研究，最后制作樣機(jī)進(jìn)行臺(tái)架測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有良好的輸出性能。
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣原理
1.1 集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本文以某純電動(dòng)汽車作為研究對(duì)象，依據(jù)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)其動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型匹配，并利用Cruise軟件進(jìn)行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗(yàn)證選型匹配方案的合理性。
1 動(dòng)力總成系統(tǒng)選型匹配計(jì)算
基于AMESim軟件建立了完整的純電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)模型，并通過(guò)整車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性．在此模型的基礎(chǔ)上，本文分別對(duì)水冷系統(tǒng)、高溫環(huán)境下的熱管理系統(tǒng)及爬坡工況下的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)熱管理系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了優(yōu)化，使熱管理系統(tǒng)能適應(yīng)不同工況和環(huán)境溫度的整車熱管理要求．本文基于AMESim軟件對(duì)純電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法為研究和開發(fā)純電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)提供了思路和參考
1引言
電動(dòng)汽車在運(yùn)行過(guò)程要依靠大量電池進(jìn)行動(dòng)力支撐，為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力組合電池被稱為動(dòng)力電池，動(dòng)力電池通常是將許多單獨(dú)電池進(jìn)行組合，經(jīng)過(guò)串聯(lián)手法形成的大型電源供應(yīng)裝置，在日常生活中，最為常見的動(dòng)力電池通常是由280個(gè)電壓在1.2V的單獨(dú)氫電池構(gòu)成，其內(nèi)部電量容積為336V。在使用動(dòng)力電池的過(guò)程中，由于內(nèi)部組合電池存在差異性，并且對(duì)外界反應(yīng)程度不統(tǒng)一，因此在使用過(guò)程隨著使用時(shí)間的增加
散漫說(shuō)，本文介紹了純電動(dòng)汽車高壓電氣系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的各個(gè)方面和注意事項(xiàng)，文章對(duì)多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目中純電動(dòng)汽車高壓電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障及存在的安全隱患進(jìn)行分析，并提出一整套針對(duì)高壓電系統(tǒng)安全防護(hù)、故障處理及碰撞安全的設(shè)計(jì)方案，對(duì)純電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。以下為正文。
一、純電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)安全分析
純電動(dòng)轎車電氣系統(tǒng)主要包括低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)及 CAN 通訊信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
本文提出了一種由整車參數(shù)和工況要求的電動(dòng)汽車動(dòng)力總成設(shè)計(jì)方法，使電機(jī)、電控及減速器的高效區(qū)間與整車工況高度重合，有效地提升了動(dòng)力總成系統(tǒng)的綜合效率。通過(guò)基于整車工況效率匹配，合理地優(yōu)化減速比和電機(jī)電磁方案，使整個(gè)動(dòng)力總成在滿足整車動(dòng)力性能要求和最高效率基本不變的情況下，達(dá)到基于整車NEDC 工況的動(dòng)力總成效率提升和成本的最優(yōu)設(shè)計(jì)。
本文以某純電動(dòng)汽車作為研究對(duì)象，依據(jù)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)其動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行選型匹配，并利用Cruise軟件進(jìn)行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗(yàn)證選型匹配方案的合理性。
1 動(dòng)力總成系統(tǒng)選型匹配計(jì)算
本文介紹了純電動(dòng)汽車高壓電氣系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的各個(gè)方面和注意事項(xiàng)，文章對(duì)多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目中純電動(dòng)汽車高壓電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障及存在的安全隱患進(jìn)行分析，并提出一整套針對(duì)高壓電系統(tǒng)安全防護(hù)、故障處理及碰撞安全的設(shè)計(jì)方案，對(duì)純電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
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純電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)安全分析
純電動(dòng)轎車電氣系統(tǒng)主要包括低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)及 CAN 通訊信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
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