电动汽车动力系统参数设计

传动系的最小传动比为‰。≤９．８ ｏ根据经验及参考
同类型车选取主减速器传动比为ｉｏ＝４ ０５２。因该车型
选用两挡变速器，所以变速器最高挡的传动比为：
‘≤２４１。最小传动比、转速和汽车最高车速三者之
间关系的示意图，如图１所示。
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（收％ＬｊⅫ：２００９ １０－１２）
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，’－，、Ｌ—、—，，、——、——、／ｒ’－，＼—，一、—ｒ’、一．—Ｌ一，＇－一，、－—、—，一、—、
功率为６０ ｋＷ。
２．３电机氟定转速和转速的选择
对电机本身而言，额定功率相同的电机额定转速 越高，体积越小，质量越轻，造价越低；而且电机功
率恒定时，随着电机额定转速和屉高转速的增加，电
机的最大转矩会减小，从而避免造成转矩过太的不利
影响。因此．选择高速电机是比较有利的。但当电 机转速超过一定程度后，其转矩降低幅度明显减小．
靴值。指女镕￥纯参＃目自《是研岌ｔ自汽车∞基ｍ．蹿镕短旰发周期县有＊太帮目。
关警饲：电动汽车；动力系统；电机参数
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆＥＶ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｌｌｎｅ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ．ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｍａｎｃｅ ｉｓ ｏｆｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ Ｔｂｅｒｅｆｏｒｅ．ｔｈｅ ｄｙＤａｍｌｃ
随着争球环境压力的加剧．纯电动汽车Ｊ‘有零排
ｄ㈣——最大爬坡角，取１１．４。。
放的优点现已被广泛关沣，各大汽车制遣厂已经在致
根据式（５）可以做出晟大传动比、晟大爬坡角 力于电动汽车的研发。电动汽车动力系统蔷部件的选
和最大扭矩三者之间的关系图，如图２所示。
型是研发电动汽车的基础。动力系统匹配是否良好是
２０世纪７０年代的石油能源危机队殛８０年代人２电机参数的设计
们对环境保护的日益关注，促使了电动汽车科研工作 的复苏。电动汽车正在以其清洁、高效和可持续的概 念吸引着越来越多的人。汽车动力传动系统是任何车 辆的核心构件，其各组成零部件参数的选择是设计车 辆动力系统成功与否的关键所在。文章以正在开发的 一款电动汽车为例，根据它的基本参数和目标性能要 求．对电动汽车动力系统总成参数进行ｉ殳计。 ｌ基本参数要求
传动系虽小传动比是变速器虽高挡的传动比与主
减速器传动比的乘积。最小传动比屯。应从满足汽车 行驶最高车速的要求出发，根据文献【２］２可知：
ｒ：业旦竺型４
一
『衄
ｒ…¨
式中：Ｐｏ——汽车的屉高车速，取１００ｋｒａ／ｈ；
ｒ一汽车车轮滚动半径，取０ ２８９ｍ；
ｎ．。。——最高转速，取９０００ ｒ／ｒａｍ。
通过计算得出：满足最高车速不低于１００ ｋｍ／ｈ．
定转矩和最大转矩…。
名＝等＝÷ｘ铬＝老ｘ％㈤
式中：Ｐ§——电机的额定功率，取２０ｋＷ； Ｐ＿ｍ——电机的峰值功率，取６０ｋＷ：
ｒ＿——电机的额定转矩，Ｎ ｍ： ７二——电机的最大转矩，Ｎ ｍ；
”＃——电机的额定转速，ｒ／ｍｉｎ。 通过式（３）可以算出电机的最大转矩为：
７０＝１５０ ３Ｎｍ，额定转矩为：，－＝５仉ｌＮｍ。 通过计算和与厂商共同确定，得到的电机参数，
（2）针对难以用一个单一模型及控制方法来描述整个动力系统行为的问题，提出基于多模型切换控制的动力系统能量管理优化策略。通过对电电混 合动力系统在不同工作模式（启动模式、加速爬坡模式、巡航模式及减速制动模式）下的能量管理模式及功率分配关系进行研究，设计了基于模糊监督 规则的动力系统能量流多模型切换控制策略。
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓ ｖｅｒｙｉｍｐｏｎａｎｌｌｏｔｈｅ ｅｌ∞ｌｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｍｅｄｅ扎ｅｎｅｒｇｙ ｖｅｈｉｃｌｅｓ Ｂａ％ｄ Ｏｎ ｖｅｈｉｄｅｔｈｅｏｒｉｅｓ仰ｄ ｐｒａｃｂｅａｌ
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ｏｎ Ｓｏｍｅ ＥＶ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅ ｎｏｍｉｎａｌ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｎｏｍｉｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｅａｋ ｏｆｉｔｓ
本文正是以开发研究燃料电池电动汽车为背景，以燃料电池电动汽车动力系统为研究对象，从燃料电池电动汽车的电电混合动力系统结构入手，基 于Advisor平台建立了电电混合动力系统的基本模型，并提出基于多模型切换控制的动力系统能量管理策略，仿真计算结果证明了该控制策略的有效性。 本文主要研究成果如下：
（1）提出了一种燃料电池电动汽车三能源电电混合动力系统的结构，即采用燃料电池系统、磷酸铁锂电池组及超级电容器组共同构成混合动力系统 ，在分析各能源特性及动力系统构型的基础上优化了电电混合动力系统的结构，并设计和确定了整车基本性能指标及动力系统关键参数；基于Advisor平 台，以模块化的方式对动力系统每个子部件进行建模，在整车车辆模型研究的基础上，建立了整个电电混合动力系统的仿真模型。
如表２所示。
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３ 传动系传动比的选择 由于电动汽车电机的转速比较高，实际的车轮加
速度比较低，所以电动汽车的动力驱动系统中必须包 含变速器和主减速器。因此，进行包括变速器传动比 和主减速器传动比在内的传动系传动比的设计是非常 必要的。传动系统传动比的设计必须遵守３项原则： １）保证实现预期的最高车速；２）满足汽车的最大爬 坡度要求：３）当汽车以最常用的速度区间行驶时， 应尽可能地使发动机和电机工作在高效区。 ３．１传动系最小传动比的选择
ｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｌｍｌｎ’ｇ严一ｄｅｒｓ ＯＵｔ Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｉｓ ｐ雌“ｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅ ｄｅ＊ｅｔｍｉｎａｔｉｏｎ
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２００９（１ ２
槽要：动＾性能作＊汽车的“±牵线“．对葬重要性正｛言ｍ奇ｎ。电自＾车作＊清镕型丰辆．其动力性也是极鼻
重要的。ｉ章椎格＆掩与实战＆验．进行７某扯ｔ自丰辆＊研发。对其基本驱自装置时《定功丰＊峰值∞车等事
敷进行７计算．ｄｌ最高车速和矗女爬坡度确定Ｔ壹速ｓ■主减速ｔｉ－Ｆ／待琦ｍ等。＆过分析计算，■定Ｔ各基本事
ｂａｓｉｃ ｐａｒａｒｎｅｌｅｒｓ ｏｆｐＯＷｅｒｔｍｌｎ Ｔｂｅ ｇｅａｒｍｌｉｏｓ ｏｆ￡ｒａａｓｍｌａｓｉｏｎ ａｎｄｍａｉｎ ｓ口ｅ酣ｒｅｄｕｃｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄＨｃｒｍｉｎｅｄ ｂｙｔｈｅ
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1.学位论文 谢长君 基于多模型控制的燃料电池汽车混合动力系统优化研究 2009
内燃机动力体现了整整一个世纪人类智慧的精华，但它致命的弱点是造成环境污染，而且世界的石油资源已日益枯竭，内燃机很难从根本上摆脱这 一被动的不利局面。开发电动汽车，在能源环保形式日益严峻的情况下倍受瞩目。燃料电池电动汽车（FCEV）是20世纪70年代产生而最近10年兴起开发 的一种高效、清洁、零污染的车型。以质子交换膜燃料电池为动力源的汽车称为燃料电池电动汽车，而整车的动力系统结构及能量管理策略则是整个燃 料电池电动汽车研究的热点及关键技术。
因此，电机最高转速过高时，将导致电机及减速装置 的制造成本增加。
电机转速的选择既要考虑负载的要求．又要考虑
电机与传动机构的经济性等固素。综合上述各种因素， 根据车用驱动电机的特点井参考其他电动车辆上采用
的电机，选定电机的额定转速为３ ６００ｄｍｉｎ，最高转
速为９ ０００ ｒｌｍｉｎ。根据式（３）可以计算出电机的额
万方数据
．３１．
２００９年１２月
输出额定功率为２０ ４ ｋＷ 在这里假设电机额定功率
为２０ｋＷ。
２，２根据额定功率来确定电机的最大功率
电机的最大功率可以由下式计算得出：
Ｐｏ＝Ｐ＿×Ａ
（２）
式中：只。一电机峰值功率，ｋＷ；
Ｐ曩＿—一电机额定功率，取２０ｋｗ；
＾——电机过载系数，一般取２～３。
根据式（２），可以大体上计算出所用电机的最 大功率应在４０～６０ ｋＷ，所以初步假设电机的峰值
目Ｉ ｉｍ镕∞＆、＃≈自■＊｝ａ＝｝±目＊■白勺｝ｉ目
３．２传动綦量大传动比的选择
确定传动系最大传动比肘．应考虑最大爬坡度以
及地面附着率。最大传动比是Ｉ挡的传动比与主减速 器传动比的乘积“。根据汽车理论知识可知：
ｌ呱≥‘ｊ－（ｍ｛Ｃｏｏｓａ＿＋ｉｎｇｕｉｎａｌ）
＊』哑
（５）
式中：ｋ——最大传动比；
Fra Baidu bibliotek
ｒ一车轮滚动半径，取０２８９ｍ：
（上接９３２９） 珊——传动系效率．取Ｏ ８５：
面过计算可以得出ｆ。；≥６ ７。丰减速器传动比
为捌０５２，所以ｉ．≥１ ６５就符台要求。选择已有变
７ｋ——最大扭矩．取１６０Ｎｍ；
速器的２挡传动比Ｉ ９４７作为电动车的惶动比。
ｍ一满载整车质量．取Ｉ ４５０ ｋｇ：４ 结论
广—一滚动摩擦系数，取Ｏ ０２｛
●≈女ｍ
…Ｃｏｄｅ ｏｆＦｅｄｅｒａｌＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｍ］６９４ 【２］ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥＴＹＰＥＡＰＰＲＯＶＡＬＨＡＮＤＢＯＯＫ ＦＯＲ ＪＡＰＡＮＥＳＥ
Ｃｈｉｌｄ㈣１ｎｌ ＣＥＲＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ２００４·Ａｒｌｉｃｌｅ ２２ ５
ⅢＥＣＥ ＮＯ ４４ ＲＥＶ２·ＵＮＩＦＯＲＭ ＰＲＯＶＩＳＩＯＮｓ ＣＯＮＣＥＲＮＩＮＧ
ｒ下转第４４页】
－３２
万方数据
ＦＯＣＵＳ
２００９年１ ２月
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＼黔 目５目＃＊＊＃ｔ
２．５动态试验 指对整个儿童约束系统进行的模拟碰撞试验，在
这项综台试验中可发现约束带系统存在的设计和制造 过程中的强度及性能问题，可对该系统做进一步地完 善和改进。动态试验装置．如图６所示。
３结论
３．１本试验研究的主要作用 １）通过对世界发达国家标准的研究及技术交
万方数据
电动汽车动力系统参数设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
杨金星， 乔维高， 刘宠誉 武汉理工大学汽车工程学院
汽车工程师 TIANJIN AUTO 2009，""(12) 0次
参考文献(2条) 1.陈全世,朱家琏,田光宇.先进电动汽车技术[M].北京:化学工业出版社,2007. 2.余志生.汽车理论[M].2版.北京:机械工业出版社,1996.
决定电动汽车性能好坏的关键。文章对电动汽车动力
系统各部件进行了理论计算，通过理论计算的数值可
以很容易地进行系统部件的选择，对缩短电动汽车的
研发周期具有很大帮助。
●｛女《
１１】％ｅｍ．＊ｇ＃．Ⅲ№｝ｍｍ’ｂ∞＾｝拄｛ＩＭ］Ｊｃｍ ｍ４ｌ ｍ女《＃．２００７
［２】自±＊＾￥月地［Ｍ］２№ｎ目：ｎ《』ｍｍ№¨．】９９６ （＆％ｒＩⅢ２００９－０９－２３）
该电动汽车基本参数要求．如表１所示。
寰ｌ ｔ｛＃＃ｌ＃
２．１以最高车速确定电机额定功率 一般来说．电动汽车整车动力性能指标中最高
车速对应的是持续工作区，即电动机的额定功率； 而最大爬坡度和全力加速时间对应的是短时工作区 （１～５ｒａｉｎ）．即电动机的峰值功率。该款电动汽 车电机采用交流异步电机。
根据虽高车速计算电机功率时，不考虑加速阻力 和坡道阻力，电机功率ｎ应满足：
ｅ．－而杀卜，＋％导卜㈩
日＾ｎｍⅢ岫
ｍ§ｍ
式中：只ｉ—一电机输出功率，ｋＷ； ”，——传动系效率，取０８５：
肿一最大车重，取１ ４５０ ｋｇ：
产一滚动摩擦系数．取００２：
巴——风阻系数，取０ ２９｛ 』——车辆迎风面积．取２ ４９ ｍ２：
￡，叫——虽高车速，取１００ ＩⅡｎｍ· 根据式（１）．可计算出满足最高车速时．电机
流，不断建立和完善我国对儿童约束系统的试验于段 及评价体系，为Ｃ．ＮＣＡＰ增加儿童安全座椅方面的 测试内容做准备：
２）促进儿童约束系统在我国的普发使用。 ３．２建议
Ｉ）继续加强对国外汽车安全儿童约束系统研究 的跟踪：
２）加大投＾，开展我国汽车安全儿童约束系统 的技术研究，根据我国的实际情况．借鉴国外经验， 制定出我国的技术法规．并积极开展产品开发、试验 及检目９技术的研究。