关于电动车电机及电池选型计算

关于电动车电机及电池选

型计算

Revised by Hanlin on 10 January 2021

CV11改装成四轮轮边驱动电动车

1、参考纯电动车的设计目标，本课题提出了其基本性能要求和指标如下：

1）最高速度≥45Km/h；

2）最大爬坡度≥20%（5Km/h）；

3）30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km；

4）0—30Km/h加速时间≤10S。

2、关于CV11整车参数

3、轮边电机选型计算

3.1电机功率

根据车辆的功率平衡方程式，有：

因为最高车速为45Km/h，传动系效率为0.95，质量为1485Kg，滚动阻力系数为0.015，风阻系数为0.315，迎风面积为2.15㎡。

因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为3.7255Kw，因此每个电机最大功率为1.0349Kw。

3.1.2根据爬坡性能确定的最大功率

其中爬坡速度为5Km/h，传动系效率为0.95，质量为1485Kg，滚动阻力系数为0.015，爬坡度为20%。

考虑到坡度不大的情况下，cosα=1，sinα=tanα。

因此计算得出电机在以5Km/h，20%爬坡时的驱动功率为4.5744Kw，因此每个电机最大功率为1.2707Kw。

汽车起步加速过程可以按下式来表示：

其中x为拟合系数，一般取0.5左右；tm为起步加速过程的时间（s）；Vm为起步加速过程的末车速（Km/h）。

整车在加速过程的末时刻，动力源输出最大功率，此时速度为30Km/h，旋转质量换算系数为1.1，加速时间为10S，，拟合系数x取0.5。

因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为23.4167Kw，因此每个电机最大功率为6.5046Kw。

综上所诉，电机的最大驱动功率应满足：

则有：最大功率为6.5Kw，取过载系数为2，因此额定功率为3.25Kw。

3.2电机最高转速

电机转速及转矩公式如下：

其中最大车速为45Km/h，轮胎滚动半径为0.3083m。

3.3电机最大转矩

3.4电机的基数、额定转矩

电机符合基速以下恒转矩，基速以上恒功率，因此在基速时，电机有最大功率和最大转矩。根据以下公式：

经过计算，取额定转速为250rpm，额定转矩为124Nm。

综合以上理论计算，根据设计目标确定的需求电机参数（经减速器后）如下表所示：

4、动力电池选型计算

纯电动汽车在行驶过程中的能量完全来自于动力电池组，动力电池组的容量越大，汽车的续驶里程就越长，但是相应的电池组的体积和重量也越大。

首先电池组总电压需要达到电机控制器的电压等级，一般为电机控制器的额定工作电压，因此动力电池组总电压暂取48V。

其次根据设计目标中以30Km/h行驶的续驶里程为120Km来计算匀速行驶所需的能量。匀速行驶时纯电动汽车的需求功率为：

式中，速度为30Km/h，计算得到功率为2.1677Kw，那么四个电机所需总功率为2.4085Kw。因为以30Km/h行驶120Km需要用时4h，考虑到电池组放电效率为0.85，而放电深度为80%，因此电池总能量为14.1678Kwh。

根据电池总能量可以求出电池容量，由公式：

得到，C=302Ah，汽车在实际行驶中，有加速以及爬坡情况，而在这两种工况下转矩增大，需要很大的放电电流，因此耗能比匀速行驶时要多，由上述理论计算结合实际的电池供应商的情况，最终选择14.5Kwh。

动力电池参数表