BK1电力驱动系统的相关参数的校核1.doc

BK1电力驱动系统的相关性能参数的校核计算1 BK1初定部分参数如下 1.1整车外廓尺寸（mm）：697020502640(长宽高) 1.2 满载重量：约7000kg(車重+電池25*2+馬達+19人+货物)1.3 动力蓄电池组规格：12.8V/60AH，磷酸锂铁电池，每25个串联后并联)1.4变速器参数： 一档速比：3:1五档速比：1:1 1.5 主减速器速比：6.142:11.6 交流感应电机特性：输出功率：40kw 额定电压：220V 最高转速：8000rpm 最大转矩：243.7Nm2 最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下： （2-1）式中：n电机转速（rpm）；r车轮滚动半径（m），轮胎规格：7.50R16变速器速比；取五档，等于1；差速器速比。所以，能达到的理论最高车速为199.5km/h。3 BK1的最大爬坡度的计算满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即所以满载时最大爬坡度为tan()*100%=13%20%，不满足规定要求。 4 电机功率的校核纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。4.1 满足最高设计车速所需的电机功率当汽车以最高车速匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw)计算式为： （3-1）式中：整车动力传动系统效率（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），主减速器的取0.9，驱动电机及控制器取0.80，则=0.90.80=0.72；m汽车满载质量，取7000kg；g重力加速度，取9.8m/s2；f滚动阻力系数，取0.015；空气阻力系数，取0.5；A电动汽车的迎风面积，取2.0503.640=5.412m2(原车宽*车身高)；最高车速，取100km/h。把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw)，即 （3-2）4.2满足以10km/h的车速驶过20%坡度所需电机的峰值功率将20%坡度转化为角度：。车辆在20%坡度上以10km/h的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：从以上动力性校核分析可知，所选40kw/220V交流感应电机的功率不符合所设计的动力性参数要求，需更换电机。 5 动力蓄电池组的校核5.1按功率需求来校核电池的个数电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： （4-1）式中：电池的电动势（V）；电池的工作电压（V）；电池的等效内阻（）；电池的工作电流（A）。通常，、均是电池工作电流以及电流电量状态值SOC（State Of Charge）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC为其设定的最小允许工作状态值（SOClow），对应的电池电动势和电池等效内阻来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式：铅酸电池放电功率： （4-2）上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： （4-3）以上仅是一个理论计算值。实际上，当电池以Ubat/(2Rbat0)的放电电流放电时，由于产生大量的热将会对电池起到破坏的作用，严重缩短电池的使用寿命。出于此考虑，通常要求电池工作在电压处于2/31倍的范围内。另外从磷酸锂铁蓄电池的放电效率： （4-4）来看也可保证蓄电池具有较高的工作效率。因此，在实际应用中，磷酸锂铁蓄电池的最大输出功率应限制为： （4-5）在进行单个电池的输出最大功率计算时，应选择蓄电池在SOC最差的情况下，即一般取SOC=0.1时，来计算其输出的最大功率，即 （4-6）因此，满足电动机的最大输出功率需求所需的电池个数，可通过下式计算得到，即，取 （4-7）式中：电机及控制器的工作效率；最小允许SOC值下电池组提供的功率。设计的电池组个数为25个，满足条件。5.2通过行驶能量来确定续驶里程采用容量为12.8V/60Ah磷酸锂铁蓄电池，将两个电池并联，电压不变，电流相加，所以容量变为12.8V/120Ah，当其SOC控制在0.11.0之间时平均开路电压约为Voc=14.2V，而电池端电压按2/31倍开路电压估计。这样按设计要求的电池组（设计取）的可通过下式计算得到，即 （4-8）而两个蓄电池并联后实际放出的能量为 （4-9）因此，电池实际放出的能量可由下式计算得到，即 （4-10）Wess电池的实际能量(kwh)； Uess电池的平均工作电压(V)；C电池实际放出的容量（Ah）。若纯电动汽车一次充电以Vel（40km/h）的车速均速行驶，则所需的功率可由下式计算： （4-11）则，行驶里程S所需的能量为： （4-12） Pel行驶里程S(km)所需的功率(kw)； Wroad行驶里程S(km)所需的能量(kwh)。欲使电池组能够满足续驶里程的