关于电动车电机及电池选型计算
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关于电动车电机及电池
选型计算
内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)
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