电动拖地车电机与电池参数的匹配.pdf

Internal Combustion Engine Parts 0 引言 随着社会的向前发展 各行各业机械化程度逐渐提 高 使得很多工人从沉重的劳动中解放了出来 在清洁车 开发领域 我国拖地车产品单一 功能不完善 我们设计的 一种适合大型场地拖地作业的电动拖地车是一种实用型 的 能高效率不扬尘地 能进行湿拖地面的半自动清洁机 械 采用电动机驱动 配备有变速箱变换输出扭矩 满足车 辆牵引力及车辆本身载荷的动力性要求 能够保护电机 工作效率高 节约能源 1 电机型号的确定 电动车电机是否合适直接关系到电动车的整体性能 驱动电机应具有瞬时功率大 带负载启动性能好 过载能 力强 加速性能好 使用寿命长 运行噪声低等特点 目前电动车用驱动电机主要有直流电机 交流感应 交流永磁电机和开关磁阻电机 各类电机的特点如表 1 表 1 电机性能比较表 直流电机感应电机永磁无刷电机开关磁阻电机 功率密度 效率 可控制性 可靠性 成熟性 成本 综合 2 5 2 5 5 3 5 4 22 3 5 3 5 4 5 5 5 26 5 5 4 4 4 3 25 3 5 3 5 3 5 4 4 23 根据对驱动电机的要求和各种电机的特点 再结合市 面上的整体式后桥 电机的型号选择交流感应电机 2 电机功率的确定 电动车驱动方式选择常见的电动机 驱动桥组合式 如图 1 电机 变速器 差速器等驱动总成安装在后桥上 这样结构紧凑 传动效率高 安装方便 电机的额定功率不 能选择太大 电机的功率越大 后备功率越足 车速越高 爬坡性能越好 但是电机额定功率太大 电机的尺寸大 质 量大 成本高 而且电机长时间轻载运行 效率和功率因素 等运行性能都较差 如果电机的额定功率选择太小 电动 车动力不足 速度慢 拖地效率低 而且爬坡性能差 电机 长时间过载运行 电机温度高 寿命短 严重时可能会被烧 坏 所以电机的功率一定要选择得当 电机功率可根据最 高车速 爬坡度来确定 图 1 电动拖地车驱动方式简图 变速器驱动电机 2 1 根据最高车速确定 电动拖地车的作业地点可能离电动拖地车的存放地 点比较远 所以要求电动拖地车有一定的最高车速 电动 拖地车长距离行驶时 不需要载水箱 所以可根据电动拖 地车不载水箱情况下的行驶的最高车速来确定电机的功 率 由电动拖地车运行阻力 速度可知 运行阻力和速度 基本满足 y 7 8X 502 1 次停车与启动的时间间隔不超过 30min 且每次启停都是 无预润滑启动 试验结果表明泵组从启动到完成整个油循 环时间仅为 7s 且整个运行期间 任何流量点下泵均无任 何异常现象 轴承温度良好 径向轴承最高温度不超过 70 止推轴承最高温度不超 80 振动噪声指标无异常 耐久试验结束后 对泵进行解体 检查所有径向轴承及止 推轴承表面 检查结果发现轴承表面光滑 无任何可见的 研磨迹象 检查轴承间隙 间隙较耐久试验前比无变化 上 述试验结果充分证明了该无预润滑轴承结构设计合理 可 以满足核电站的无预润滑要求 4 结论 本文所述的无预润滑轴承无需泵组配套外供润滑油 装置 不但节约成本 且减小了泵组占地面积 除核电站 应急工况应用外 对火电站空间受限的机组也同样值得 推广 参考文献 1 温青云 辅助给水电动泵设计 安装 运行技术研究与探讨 J 科技视界 2016 21 2 钱龙 张衡 电动辅助给水泵轴瓦烧毁故障分析与处理 J 华东科技 2015 9 电动拖地车电机与电池参数的匹配 冯增雷 连永光 吉祥 山东凯文科技职业学院 济南 250200 摘要 电机是电动车的心脏 电机是否选择合适直接关系到电动车的整体性能 直接影响电动拖地车的工作效率 蓄电池应该能 够保证电动拖地车具有一定的续驶里程 以便电动拖地车能够进行远距离行驶和长时间工作 电机与电池参数的匹配是电动拖地车 能否正常运行的关键因素 关键词 电机 蓄电池 参数匹配 31 内燃机与配件 这样一个一次方程 如果电动车的最高车速是 20km h 则运行阻力 y 7 8 20 502 658N 2 所需功率 3 式中 Mg 为整车质量 kg f 为滚动阻力系数 CD 为迎风阻力系数 A 为迎风面积 m2 umaX 为最高行驶车速 km h F 是行驶阻力 N V 是车 速 m s 带入数据得 4 2 2 电动拖地车工作时应该有一定的速度工作 电动拖地车在载水箱情况下的阻力大约是 2000N 如 果工作时的速度是 5km h 则所需功率 5 2 3 根据最大爬坡度确定 电动拖地车的工作地点是地下停车场和广场 这些地 方坡度较大 特别是地下停车场 所以电动拖地车应该能 够爬上一定的坡度 通过对广场实验后确定最大坡度为 8 设计时最大坡度取 10 则 6 式中 M 电动车质量 kg g 重力加速度 m s2 坡度 ua 速度 km h 爬坡时候的速度较小 所以忽略空气阻力的 并要求 电动车能够以 3km h 的速度爬上坡度为 10 的坡路 电动 车质量初步估计为 1t 由前面表可知 电动车不载水箱时 候时速为 3km h 时一挡的阻力是 463N 则 7 电机的额定功率 8 效率取 100 电机的理论额定功率选择 3655W 由于测得实验数据有误差 而且制定的动力指标不一 定非要达到 再结合市面上的电机的功率 最终电机的功 率选择 3kW 3 电池参数的匹配 3 1 根据电动拖地车所需的最大功率确定电池组的 数目 电池选择 12v 150A H 的铅酸电池 蓄电池的携带能量 必须大于或等于电动汽车的最大能耗 要求电池组数目为 9 式中 e 为电动机的工作效率 ec 电动机 控制器的工作效率 N 单个电池组所包含的电池的 数目 由前面可知 电机的额定功率是 3kW 单个电池的额 定功率应该限制在 10 式中 E0 单体电池电动势 v Rint 等 效内 阻 带入数据得 PbmaX 1 4kW 电机的工作效率取 e 0 9 电机控制器工作效率 ec 0 9 带入数据得 11 所以电池的数目取 3 3 2 由续驶里程选择电池数目 蓄电池应该能够保证电动拖地车具有一定的续驶里 程 以便电动拖地车能够进行远距离行驶和长时间工作 电动拖地车应该能够连续工作 8 小时 由实验数据表可 知 最大的阻力功率是 1 8kW 则电机对外做功 W P t 12 式中 W 功 kW h P 功率 kW t 时间 h 代入数据得 W P t 1 8 8 14 4kW h 13 单个电池所能放出的电能 E U A H 14 带入数据得 E 1 8kW h 则电池的数目 n W E 14 4 1 8 8 15 按照理论计算 电池的数量从二者中选择较大者 即 电池的数目应该取 8 但是在实际过程中电机功率达到 1 8kW 的工况较少 多数情况下电机的功率小于 1 8kW 而且很少要连续工作 8 小时 再者 电池的额定电压是 12V 电机的额定电压是 60V 所以电池的数量选 5 即可 4 结论 本文主要是对已有的三轮电动拖地车做阻力试验 根 据比较不同电机的特点和对驱动电机的要求确定驱动电 机的类型 根据实验数据大概确定驱动电机的功率 最终 驱动电机选择额定电压是 60V 的交流感应电机 电池选 择比较常用的 12V150 的铅酸蓄电池 根据实验数