纯电动汽车设计方案

新能源汽车概念课程设计

课题：电动汽车设计

姓名：赵炜渝

班级：机制125

学号：1120110130

时间：2015.6

一、汽车底盘布置形式

采用电动机前置前驱形式，变速驱动桥将变速器、主减速器和差速器安装在同一个外壳(常称为变速器壳)之内。这样可以有效地简化结构，减小体积，提高传动效率。而且取消了传动轴，可使汽车自重减轻。

电池组安装在前后两排座椅下。

二、驱动电机的选择

电动汽车电机是将电源电能转换为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的汽车驱动装置，该电机与其他电机相比具有体积小、重量轻、效率高且高效区范围广、调速性能好等特点。

电动汽车用电动机在需要满足汽车行走的功能同时，还应满足行车时的舒适性、耐环境性、一次充电的续行里程等性能，该电机要求比普通工业用电动机更为严格的技术规范，还希望有如下功能：

体积小，重量轻。

减小有限的车载空间，特别是总质量的减小，在整个运行范围内高效率。

一次充电续行里程长，特别是行走方式频繁改变时，低负载运行时，也有较高的效率。

低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。

综合上述原因考虑我们初步选定永磁无刷直流电机作为驱动电机。

无刷直流电机优点是：

①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速

大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。

②速度范围宽，电机可以在低中高大速度范围内运行，而有刷电机由于受机械

换向的影响，电机只能在中低速下运行。

③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的

电池能量是很重要的。

④过载能力强，这种电机比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上，满足车辆

的突起堵转需要。

⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电

机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹

车负担。

⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。

⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。

⑧电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂，控制器比

有刷直流电机复杂。

永磁无刷直流电机的技术数据：

综合电动汽车的动力要求通过上表对比我们选定型号ZYCD-30为驱动电机。安装型式

使用条件

1、海拔不超过4000m；

2、环境温度：-25℃～+40℃；

3、相对湿度：≤95%（25℃时）；

4、允许温升：不超过75k（海拔为1000m时) 接线说明

三、蓄电池的选择

电动汽车发展的最大因素是动力蓄电池，应用在电动汽车上的电源系统应有以下要求：

（1）高的比能量和能量密度；

（2）高的比功率和功率密度；

（3）快速充电和深度放电的能力；

（4）使用寿命长；

（5）自放电率小，充电效率高；；

（6）安全性能良好，且成本低廉；

（7）免维修；

（8）对环境无危害，可回收性好。

（注：——表示缺少数据）

总之，（1）铅酸蓄电池技术最成熟，最安全，成本也低，是电动汽车的可选动力电源，但比能量、比功率都比较低。（2）超级电容电池和飞轮电池的成本很高，不实惠。（3）燃料电池是今后发展的重点方向，但目前存在成本高的问题。（4）镍金属蓄电池要求有发展可靠的能量管理系统，系统比较复杂。（5）锂离子蓄电池的单体电池电压大，体积小，比功率、比能量高，循环寿命长，相比之下更能够满足电动汽车的要求。

所以我们选择锂离子电池来作为动力电源。

选用电池

中航锂电（洛阳）有限公司是中航工业空空导弹研究院全资子公司，是一家拥有先进管理、技术、制造能力的现代企业。公司是专业从事锂离子动力电池、电源管理系统的研发和生产，是国内领先的生产100AH以上大功率、高容量、高电压锂离子动力电池制造专业公司，是承担国家863重大专项“大容量磷酸铁锂动力电池及动力模块技术开发”的单位。所以我们选用中航锂电（洛阳）有限公司生产的锂离子蓄电池。

中航锂电（洛阳）有限公司生产的单体电池规格型号有：SE60AHA、

SE100AHA、SE400AHA、SE40AHA、SE130AHA、SE180AHA、SH40AH，它们的额定电压均为3.2V，则单体电池的总数为240/3.2=75个。其中SE60AHA 应用于电瓶车，SE40AHA 、SH40AH应用于电动摩托车，SE180AHA应用于火车，SE400AHA应用于公共汽车，SE100AHA、SE130AHA应用于电动汽车。由于SE100AHA的重量比SE130AHA小1.4kg左右，所以选用SE100AHA，为了能增大电池的容量，再并联75个单体电池，这样电池的总容量便达到

200AH。

SE100AHA单体电池的描述如下：

单体电池尺寸

电池放电曲线图

四、技术参数

长*宽*高：3460*1618*1465

轴距：2340

电动机前置前驱

主减速器传动比i0=2.13

轮胎规格：165/60 R14 （165为轮胎的名义断面宽度/mm、60为轮胎的高宽比/%、R表示为子午线轮胎、14为安装轮辋的外径/inch 其中1inch =25.4mm）轮胎的半径：

r=H+1/2xd=165*60%+25.4x14/2=165*60%+355.6/2=276.8mm=0.2768m

质量：车载五人为装载质量（包括驾驶员），以每个人的体重为75kg、货物的质量为55kg，则装载质量为75x5+55=430kg ，整车装备质量为870kg，则总质量为430kg+870kg=1300kg。

最大爬坡度：Ft=T tq xi g1xi0xηt/r=uxmxgxcosa+mxgxsina

有210x2.75x2.13x0.876/0.2768=0.013x13000xcosa+13000xsina

求得a=16.7º

即最大爬坡度为i=30%

变速器传动比（自行设计）i0=2.13 i g1=2.75 i g2=2 i g3=1.5 i g4=1 i倒=-2.45

汽车的最大速度：V max=0.377xrxn/（i g4xi()）

=0.377x0.2768x3000/1x2.13=147km/h

百公里加速时间：

1档：减速比=i0*i g1=2.13*2.75=5.8577

扭矩=210*5.8577=1230.12N*m

驱动力=扭矩/r=1230.12/0.2768=4444N

车重m=1300kg

F=ma a=F/m=4444/1300=3.42m/s2

3000转时1档最大速度

V max=0.377*r*n/i g1/i0=0.377*0.2768*3000/2.75/2.13=53.4km/h=14.846m/s V=at t1=V/a=14.846/3.42=4.34s

2档：减速比=i0*i g2=2.13*2=4.26

扭矩=210*4.26=894.6N.m

驱动力=扭矩/r=894.6/0.2768=3232N

车重m=1300kg

F=ma a=F/m=3232/1300=2.486m/s2

3000转时2档最大速度

V max=0.377*r*n/i g2/i0=0.377*0.2768*3000/2/2.13=73.488km/h=20.4m/s t2=V/a=(20.4-14.846)/2.486=2.234s

3档：减速比=i0*i g3=2.13*1.5=3.195

扭矩=210*3.195=670.95N.m

驱动力=扭矩/r=670.95/0.2768=2424N

车重m=1300kg

F=ma a=F/m=2424/1300=1.8645m/s2

3000转时3档最大速度

V max=0.377*r*n/i g1/i0=0.377*0.2768*3000/1.5/2.13=98km/h=27.22m/s t3=V/a=(27.22-20.4)/1.8645=3.6575s

4档：减速比=i0*i g4=2.13*1=2.13

扭矩=210*2.13=447.3N.m

驱动力=扭矩/r=894.6/0.2768=1616N

车重m=1300kg