皮卡汽车改装方案

1 原车技术参数 网上收集 结合提供的要求 查找相关资料 以郑州日产 D22 皮卡为原型车 其技术参数 如下 参见 国产皮卡汽车维修手册 P4 车身尺寸及重量车身尺寸及重量 车身全长 mm 4885 车身全宽 mm 1690 车身全高 mm 1650 轴距 mm 2950 轮距 前 后 mm 1415 1410 油箱容积 L 60 行李厢容积 L 整备质量 kg 1475 车辆总重 kg 2550 最小离地间隙 mm 210 车门 座位数4 5 发动机发动机 底盘系统底盘系统 发动机类型KA24DE 四缸 直列 DOHC 16V 水冷式 缸径 行程89 0 96 0 排气量 L 2 388 压缩比9 2 1 最大功率 Kw rpm 110 5600 最大扭矩 Nm rpm 208 3600 驱动型式两轮驱动 4X2 变速箱5 档手动 点火方式电子燃油喷射式 燃油系统NEW EGI 多点电子喷射 制动系统 前 后轮 风冷式制动盘 鼓型 自动调节器 转向系统助力转向式 悬挂系统 前 后轮 循环球式齿轮 动力转向 半椭圆弹簧片 带套筒 式减震器 轮胎轮胎 车轮车轮 轮胎型式P215 75 R15 半径 35 9cm 车轮规格铝合金轮辋 标准型 豪华型 性能性能 最高电子限速 车速 170 加速性能 0 100km h s 百公里等速油耗 L 100km 8 最大爬坡能力 最小转弯半径 m 11 6 2 性能指标 性能指标性能指标 最高车速30 加速性能 0 30km h s 10 12 最大爬坡能力14 续驶里程 km 120 能量源阀控铅酸电池 驱动电机感应电机 调速方式电机调速 载重 kg 1000 乘客5 3 方案设计方案设计 整车参数计算 迎风面积 2 1 650 1 6902 7885Am 空气阻力系数 Cd 0 6 旋转质量系数 1 01 滚动阻力系数 f 0 035 3 1 电动机功率选择电动机功率选择 3 1 13 1 1 考虑汽车满载时考虑汽车满载时 m 2550kgm 2550kg 1 1 汽车以最高车速 在平直路面上行驶时所需要的功率为 汽车以最高车速 在平直路面上行驶时所需要的功率为 2 1 360021 15 Da ma C AV PfmgV 取传动系统效率为0 8 当最高车速时 车满载质量 max 30km hV m2550kg 2 3 1 360021 15 12550 0 0352 7885 0 6 9 8 3030 0 8360076140 1 7 288750 59330 0 8 9 85 Da ma C AV PfmgV kw 2 2 考虑汽车的加速性能要求考虑汽车的加速性能要求 额定功率可表达为 222 21 235 v tractionfbvrfaDff a M PVVM gf VC A V t 这里我们假设驱动电机速比 X 2 则 vb 0 5Vf 15km h 2 22 2 22 22 23521 15 30 0 4 0 6 2 7885 255030152303 6 2550 9 8 0 035 203 63 633 621 15 11067 708 4859 167 2 197 1592 Dff tractionfbrf a C A V m PVVmgf V t 9 1 W 这里我们假设驱动电机速比 X 4 则基速 vb 0 25Vf 7 5km h 2 22 2 22 22 23521 15 30 0 4 0 6 2 7885 2550307 52303 6 2550 9 8 0 035 203 63 633 621 15 9407 552 4859 167 2 197 1426 Dff tractionfbrf a C A V m PVVmgf V t 8 9 W 3 考虑汽车的爬坡性能考虑汽车的爬坡性能 基速为 X 2 Vb 15km h 时 2 1 cossin 360021 15 Da ia T C AV PfmgmgV 根据性能要求 则14 2 3 1 cossin 360021 15 12550 0 0352 7885 0 62550 9 8 15sin 9 8 15 cos15 0 83600761403600 1 3 5360 074225 19 0 8 36 Da ia T C AV PfmgmgV 基速为 X 4 Vb 7 5km h 时 2 3 1 cossin 360021 15 12550 0 0352 7885 0 62550 9 8 7 5sin 9 8 7 5 cos7 5 0 83600761403600 1 1 7680 0093 12 595 0 8 14 4 Da ia T C AV PfmgmgV 3 1 2 考虑汽车空载时考虑汽车空载时 m 1475kg 1 1 空载汽车以最高车速 在平直路面上行驶时所需要的功率为 空载汽车以最高车速 在平直路面上行驶时所需要的功率为 2 1 360021 15 Da ma C AV PfmgV 取传动系统效率为0 8 当最高车速时 车满载质量 max 30km hV m1475kg 2 3 1 360021 15 11475 0 0352 7885 0 6 9 8 3030 0 8360076140 1 4 216040 59330 0 8 6 01 Da ma C AV PfmgV kw 2 2 考虑空载汽车的加速性能要求 额定功率可表达为 考虑空载汽车的加速性能要求 额定功率可表达为 222 21 235 v tractionfbvrfaDff a M PVVM gf VC A V t 这里我们假设驱动电机速比 X 2 则 vb 0 5Vf 15km h 2 22 2 22 22 23521 15 30 0 4 0 6 2 7885 147530152303 6 1475 9 8 0 035 203 63 633 621 15 6401 910 2810 695 2 197 9214 Dff tractionfbrf a C A V m PVVmgf V t 8 W 这里我们假设驱动电机速比 X 4 则 vb 0 5Vf 7 5km h 2 22 2 22 22 23521 15 30 0 4 0 6 2 7885 1475307 52303 6 1475 9 8 0 035 203 63 633 621 15 5441 6235 2810 695 2 197 82 Dff tractionfbrf a C A V m PVVmgf V t 54 52 W 3 考虑空载汽车的爬坡性能考虑空载汽车的爬坡性能 基速为 X 2 Vb 15km h 时 2 1 cossin 360021 15 Da ia T C AV PfmgmgV 根据性能要求 则14 2 3 1 cossin 360021 15 11475 0 0352 7885 0 61475 9 8 15sin 9 8 15 cos15 0 83600761403600 1 2 0450 0742 14 57 0 8 20 86 Da ia T C AV PfmgmgV 基速为 X 4 Vb 7 5km h 时 2 3 1 cossin 360021 15 11475 0 0352 7885 0 61475 9 8 7 5sin 9 8 7 5 cos7 5 0 83600761403600 1 1 02270 00937 2853 0 8 8 317 Da ia T C AV PfmgmgV 小结小结 将上面的计算结果整理成表 1 如下所示 加速爬坡性能要求最高速 X 2X 4X 2X 4 空载6 019 218 2620 868 32 满载9 8515 9314 273614 4 为了直观比较 我们将计算结果用直方图表示出来 如下图所示 电机功率需求 0 5 10 15 20 25 30 35 40 功率 kW 最高速 加速X 2 加速X 4 爬坡X 2 爬坡X 4 最高速6 019 85 加速X 29 2115 93 加速X 48 2614 27 爬坡X 220 8636 爬坡X 48 3214 4 空载满载 由此 我们可以选择电机为 10 15kW 速比为 X 4 可以满足性能指标的要求 3 2 电机转速选择 选择电机最高转速为 Nmax 6000r m 选择电机额定转速为 N 1500r m 4 减速器减速器传动比的选择传动比的选择 主减速器传动比的最大值要满足汽车最高速要求 即 max 0 377 6000 0 359 27 0686 30 i 主减速器传动比的最小值要满足为 max 1 max v g Tn Fr i T 式中 Tnmax 电机最高转速对应的最大输出转矩 最高车速对应的行驶阻力 maxv F 2 max 2 21 15 0 6 2 7885 30 0 035 2550 9 8 21 15 874 6571 196 945 86 D v C AV Ffmg N max 10 9549954915 915 6000 n P TNm n max 1 max 945 86 0 359 22 46 0 95 15 915 v g Tn Fr i T A A 故减速器减速比应取 0 22 4627 07i 5 5 电池参数的确定电池参数的确定 5 1 电池个数的确定 初定系统电压为V 336V 根据提供的电池要求我们初步选择单体为12V的阀控铅酸电池 maxmax 28 12 series cell VV N V 2 按纯电动行驶能量需求来选择电池容量 由于电池的能量计算公式为 16 1000 essess WUC A 电池组的实际能量 kwh ess W 电池组的平均工作电压 V ess U 而电池组由电池块串联而成即满足以下公式 17 modessbatel UnU A C 电池块的容量 Ah 汽车以纯电动行驶里程S km 所需的能量可以通过下式计算假定汽车 以Vele km h 速度行驶 18 2 1 360021 15 dele eleele CA V Pm g fV A A A AA 19 roadeleeleele WPtPS V AA 汽车以纯电动驱动所需的功率 kw ele P 汽车以纯电驱动行驶里程S km 所需的路面能量 kwh road W 2 3 1 360021 15 12550 0 0352 7885 0 6 9 8 1515 0 8360076140 1 3 6443750 0742 0 8 4 65 Da elea C AV PfmgV kw 120 4 65 37 2kWh 15 roadeleeleele WPtPS V AAA essmcroad WW A 1000 37 2 1000 336 110 7 AH road ess W CU 若并联支路数 1 parallel N 28 C 100AH seriesparalell nNN 若并联支路数 2 parallel N 56 C 50AH seriesparalell nNN 6 6 ADVISORADVISOR 仿真分析仿真分析 根据上面的计算结果 利用 ADVISOR 仿真软件 仿真方案车型的性能 仿真车型数据如下表所示 仿真参数仿真参数 电机额定功率15kW 电机最大功率22 5kW 电池28 节 电池容量100AH 总质量3550kg 改装车在 ECE 10 工况下 车速与时间曲线 如图 2 所示 从图中可以看出 汽 车最高速度高于 30km h 根据仿真结果可知 Vmax 31 6km h 图 3 为阀控铅酸 电池电池 SOC 随时间变化曲线 在一个工况循环内电池 SOC 变化小于 0 1 整 车在 15km h 等速下续始里程为 95 7km 图 4 为电机实际输出的转矩时间变化 曲线 图 5 为电池电流随时间变化曲线 图 6 为电池输出功率曲线 图 7 为电 动汽车各个组件的能量利用表 0100200300400500600700 0 20 30 40 60 km h cyc kph r kpha 图图 2 2 改装汽车改装汽车 ECE 10ECE 10 工况下车速与时间曲线工况下车速与时间曲线 0200400600800 0 9 0 91 0 92 0 94 0 96 0 98 1 ess soc hist ess soc hist 图图 3 3 电池电池 socsoc 随时间变化曲线随时间变化曲线 0100200300400500600700 20 0 20 40 60 80 100 mc trq out a mc trq out a 图图 4 4 电机转矩随时间变化曲线电机转矩随时间变化曲线 0200400600800 20 0 20 40 60 80 100 120 ess current ess current 图图 5 5 电池电流随时间变化曲线电池电流随时间变化曲线 0200400600800 0 1 2 3 4 x 10 4 e