摘要：对于纯电动汽车动力部件的设计匹配来说，深刻的影响到电动汽车的行驶里程以及经济性和动力性能等等。本文主要是严格的遵循纯电动车的实际开发需求，实施参数匹配计算整车三电，按照相应的标准，实施动力系统总成参数的合理匹配，同时提出科学的减速器速比选择策略。
关键词：纯电动轿车；驱动电机；动力电池；性能
当前随着对各种资源的保护，在研究电动汽车方面具有了更高的重视度。科学的突破动力电池以及其他技术前，研究电动汽车动力传动系部件的设计参数，属于将电动汽车性能有效增强的关键性方式。本文采取实例分析的方式，选取某型号的传统轿车将其改装成一款纯电动轿车，对于动力系统参数实施重新的设计，之后进行合理性的验证。
1 电池参数
1.1 电池电量匹配
对电池的电量进行确定的因素较多，即包含有整车续航里程和电机、电池效率、电控等等。首先，匀速行驶里程的电池电量需求。水平路面上，电池电量进行匀速行驶方程Wb={[（m×g×f+Cd×A×V2/21.15）×S1/（3600× 1× 2）]+P0×S1／V}／ 3。其中，S1指的是车辆续航里程，P0指整车附件耗电量， 1指传动系统效率（92%）， 2指电机控制器系统效率（88%）， 3指电池的放电效率（100%）。其次，NEDC下电池电量需求情况。由于此项目设计中，每小时120km是最高车速，所以进行计算期间，应该对于城市工况、城郊工况进行充分的掌握和分析。依照加速过程中行驶方程获得匀加速工况下电机所做的功和匀速行驶下的电机所做工，即分别为形W2l=[（m×g×f+ ×m×a）（Vo+a×t）+0.6128×Cd×A×（V0+a×t）3]／（ 1×3600）dt（Wh）、W22=[（m×g×f×V）+0.6128×Cd×A×V3]／（ 1×3600）×t（Wh）。其中，加速度表示成a，初始车速表示成V0，匀速行驶车速表示为V。计算所得如果NEDC工况整车续航里程满足250km标准，动能量回馈率，电池电量范围是36.99kWh至40.1l kWh，电池电量是37 kWh。另外，初步明确了符合整车续航条件的电池电量是37kWh。
1.2 电池功率及放电倍率匹配
首先，在电池功率匹配方面。先计算出电池的持续及峰值放电功率。电池的放电功率平衡计算为Pbdc=（Pm／ 2+PV）／ 3，其中，电机的输出功率表示成Pm，整车附件功率表示成PV，电机电控的系统效率表示成 2，电池放电效率表示成 3。假设电池持续放电倍率是l，则（Pm额／ 2+2.5）／ 3，进而得到Pm额值是28．6 kW。再计算电池的脉冲峰值馈电功率估。电机的馈电峰值功率是电机峰值发电功率50kW，此结果属于一个估算值，电机发电效率最大值、控制器的峰值效率分别是0.92以及0．97，获得电池峰值馈电功率Pbfmax=50×0.92×0.97，最终估算结果是45kW。另外，估算出峰值馈电时间。峰值馈电时间的构成包括恒制动扭矩减速时间、恒功率减速时间、扭矩响应时间，各自表示为t1、t2、t0。T0取估值0．5s时，峰值馈电功率下最长馈电时间T1≥t0+t1=13.8s。
其次，在电池放电倍率的匹配方面。参数项包括了电池峰值放电功率、持续放电功率、峰值馈电功率，参数值分别是74kW、35kW、45kW，放电倍率分别是2、1和1.3。电池持续放电功率为连续性的，峰值馈电功率持续13.33s。
2 电机参数匹配计算
2.1 电机峰值扭矩与减速比的关系
首先，计算路面附着允许的电机最大输出扭矩。此车型属于前轮驱动，前轴轴荷是645kg（mf），同时附着系数取沥青以及水泥路面附着系数经验值为0.8（ ）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水平路面电机最大允许输出扭矩Tm1max=1572×i-1（Nm），最大爬坡度a=30％最大允许输出扭矩Tm2max=1506i-1（Nm）。其次，计算满足最大爬坡度的电机峰值扭矩Tm3max=1342×i-1。
2.2 电机最高转速的匹配
确定好减速器减速比，通过电机转速（n）跟车速（v）之间的关系式，得到整车设计最高车速Vmax=120km／h，Nmax=1112.95×I，电机最高转速Nmax=8500r/min。
2.3 电机峰值扭矩的匹配
选取减速器i=7.3，获得电机的取整峰值扭矩是183Nm。对扭矩控制精度、车辆整备质量偏差问题等，最终电机最高扭矩是Tmax=200Nm。
2.4 电机峰值功率的匹配
在满足加速性能要求的匹配方面，电机峰值功率对于整车加速性能设计要求进行决定性的作用。其中，全油门加速过程的电机基速转速ne=Pm1max×9549/Tmax。基速关系方程为Ve=0.7lPm1max（km／h）。依照整车O-100km／h的加速时间在18s及以下的标准，选择的电机峰值功率为50kw左右的范围，最终明确初步选取电机功率是Pm2max=50kW。
2.5 电机峰值转速与额定功率
整车的经济车速进行明确电机的额定转速，最终得到电机的额定转速是ne=4100r／min。在电机额定功率的匹配方面，汽车的功率平衡方程推算出电机额定输出功率Pe（kW），Pe=[m×g×f×cos（arctg（a））+Cd×A×V2／21.15+m×g×sin（arctg（a））]×V／（3600× 1）。水平路面车辆匀速行驶最高车速是每小时120km时，电机输出功率Pe1=23.05kw。为对整车设计要求进行顺应，电机额定功率取值是Pe=25kw。
结语
纯电动汽车动力部件设计匹配，深刻的影响到电动汽车的经济性，而且会显著的影响着行驶里程以及动力性等方面。此项研究中，严格的依照纯电动车的开发需求，落实参数匹配计算其整车三电。同时按照整车性能目标需求，对于驱动电机和动力电池动力系统总成参数实施合理匹配，提出如何科学合理的选用减速器速比，对于实践工作具有重要的指导意义。
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论文作者:陈志文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
标签：电机论文; 峰值论文; 功率论文; 整车论文; 扭矩论文; 电池论文; 里程论文; 《基层建设》2019年第27期论文;