电动汽车电驱动理论与设计-03-电动汽车电驱动系统参数匹配1

电动汽车电动驱动系统的理论与设计，王志福北京理工大学电动车辆国家工程wangzhifuQQ:13702447， 第三章：电动汽车电动驱动系统的参数一致，电动车辆电动驱动系统的动力需要特性理论驱动电动机的特性传动装置的特性电动车辆动力性能分析电动车辆点驱动系统的参数匹配电动车辆电动驱动系统的特性要求电动车辆参数匹配传动装置的参数匹配电动两电驱动系统的性能评价汽车行驶状况电驱动系统的评价基准电驱动系统的评价方法、电动车辆电驱动系统的动力需求特性理论、电动机的特性、电动机受到车辆空间的制约，为了减少车辆的自重，提高车辆的有效载荷的要求，电动机的电力密度大， 应该具有效率高的特征的电动汽车加速或爬坡时，在电动机需要提供45倍的额定扭矩的电动汽车高速行驶的情况下，电动机必须以最低转速的45倍运转的电动汽车用电动机根据车辆的驱动特性和驾驶员的习惯， 必须设计成控制性好、稳定精度高的电动汽车用电动机应安装在行驶的车辆上，能承受变化的气候条件和频繁的振动，在严酷的环境下正常工作。 电动车辆电气驱动系统的动力需求特性理论、驱动电动机的特性、电动电动机是纯电动汽车的唯一动力源，通常适用于电动车辆的电动机外特性在额定转速以下，在定扭矩模式下工作的额定转速以上，以定电力模式工作。 如图3-1所示，电动汽车用驱动马达的机械特性被分为恒定扭矩区域和恒定电力区域两个区域。 电动车辆电驱动系统的动力需求特性理论、传动装置的特性、多级或单级传动装置的应用主要依赖于电动机的转速扭矩特性。 如果给定的电动机额定功率在大范围的恒定功率范围内，单速传动装置就足以提供低速高牵引力，否则，就必须采用多级传动装置。 图3-3是搭载了x=2的牵引电动机和三速传动装置的电动汽车，表示牵引力随车速变化的特性。 其第一止挡复盖a-b-c的车速区间，第二止挡复盖d-e-f的车速区间，第三速复盖g-f-h的车速区间。 图34表示配置了x=4的牵引电动机和2速传动系统的电动汽车的牵引特性。 其第一挡块复盖a-b-c的车速区间的第二挡板是d-e-f的车速区间、电动车辆电驱动系统动力需要特性理论、传动装置的特性、电动车辆电驱动系统动力需要特性理论、传动装置的特性、电动车辆电驱动系统动力需要特性理论、电动车辆动力性能分析、与内燃机汽车同样地电动车辆的动力性能为最高车速、登最高车速在以驱动马达的最高转速测定车辆爬坡能力时，可以认为是车辆时的等速形式，电动汽车形式方程式：因此，车辆爬坡坡度角的计算式在测定车辆加速能力时，车辆被认为是在水平路面上的形式。 此时，车辆的行驶加速度为加速时间，Vmax=Nmmaxrd30igmini0，Ft=Ff Fw Fi Fj，=arcsinFtFwMg1 f2，dvdt=ftwffm，t=13.60vdtddv=13.60vmftfwffdv， 电动车辆电动驱动系统参数匹配基准电动驱动系统的特性要求，电动汽车用电动机需要频繁地起动和停车，需要能承受大的加速度和减速度，并且要求低速大扭矩爬坡，高速小扭矩运转和运转速度范围宽，电动机是纯电动汽车唯一的动力源，通常适用于电动汽车试验的电动机之外确定电动车辆的电驱动系统的参数匹配标准、电动机的参数匹配、电动机的参数主要是确定其额定功率、扭矩和转速。 选定电动机的额定功率，必须保证电动汽车能在各种情况下运转。电动汽车以最高车速行驶消耗的电力为电动汽车以一定的速度v爬上一定的坡度消耗的电力，电动汽车在水平路面上加速消耗的电力的话，PV=1(mgf 3600 vmaxcdaf 76140 VMAX 3， pi=1(mgf 3600 vcaf 76140 v3 mgi 3600 v pj=1(mgf 3600 vcd af 76140 v 3m 3600 DVD TV、电动车辆电气驱动系统的参数匹配基准、电动机参数匹配、驱动电动机扭矩Mm的选择在决定驱动马达的最大扭矩时，如果考虑到车辆等速行驶，则此时的车辆的行驶方程式，根据前一节的内容，代入驱动力和各租赁阻力的式子，从而马达的扭矩被设定为Ft=Ff Fw Fi， mm igi 0r=fg cos12afcd (vwv 2g sinmm=fg cos12afcd (vwv 2g sin) rigi 0、电动车辆电气驱动系统的参数匹配基准、传动装置的参数匹配、(1)传动系统变速比的上限：传动(2)传动系变速比的下限：传动系变速比的下限由用下述两种方法算出的传动系变速比的最大值决定。 根据与电动机的最高转速对应的最大输出扭矩和与最大行驶车速对应的行驶阻力来决定传递系统变速比的下限，根据电动机的最大输出扭矩和相对于最大爬坡度的行驶阻力来决定传递系统变速比的下限的是i0.377nmaxrvmax、i=i0ig、IFv m 根据iFimaxrMimax、电动车辆电气驱动系统的性能评价方法和标准、汽车行驶情况、用途，行驶情况可分为标准工况和非标准工况。 标准案例是一个国家和地区以法规形式确立的认证和检查等用途的行驶案例。 非标准案例是一些研究机构和汽车制造商用于特定研究用途的非法规类行驶案例。 根据表现形式，行驶状况可以分为过渡状态和模式状态。 瞬态情况下的速度小时曲线与车辆的实际运行过程非常类似，符合车辆实际行驶特征的模态工况车速3354小时曲线主要由几条折线构成，分别表示等速、均匀加速、均匀减速等运行工况。 电动车辆电气驱动系统的性能评价方法和标准、汽车行驶工况、国内外汽车行驶工况目前在世界许多国家以标准、指令和法规等形式提出了不同车型的标准行驶工况。 世界范围内的车辆排放测试用行驶箱主要分为美国行驶箱(USDC )、欧洲行驶箱(EDC )和日本行驶箱(JDC )三种。 1 .美国FTP75工况、电动车辆电气驱动系统的性能评价方法和标准、汽车行驶工况、2 .欧洲NEDC工况现在严格控制排放限制，排放采样和运行工况同步，采用完整的运行工况，在新欧洲的根据下表统计分析了电动车辆电气驱动系统的性能评价方法和标准、汽车行驶状况、行驶状况应用于汽车设计和参数匹配的1 .动力性能指标，结果以北京为例，结合市区道路的特征，可以提出北京市内电气巴士的动力性能指标：最高车速VMAX 050km/h的加速时间ta25s； 最大上坡度imax15%。电动汽车电动驱动系统性能评价方法和标准、汽车行驶状况、行驶状况在汽车设计和参数匹配中的应用2 .整车参数匹配和模拟电动汽车整车参数匹配的情况下，首先根据运行状况， 必须根据动力性能指标和零件自身的技术发展水平初步确定电驱动系统的零件性能要求，根据零件性能验证汽车的动力性能，在理论上初步评价该方案是否满足设计要求和指标后，修改前一个零件的性能，修改设计目标， 重复以上过程直到达到电动车辆电动驱动系统的性能评价方法和基准、电动驱动系统的评价基准(二)日本电动汽车基准的起草和制定机构在日本主要包括日本汽车研究所(JARI )、日本电动汽车协会(JEVS )、日本电动汽车协会技术指针(JEVA )，其制定标准为01 (3)欧盟在制定电动汽车和电动驱动系统标准方面，有欧盟统一的相关标准和各国根据自己的具体情况制定的国家标准。 (四)在美国，起草和制定电动汽车及其电动系统标准的机构组织包括美国汽车工程协会燃料电池汽车标准委员会(SAE )、美国交通安全管理委员会(NHTSA )、美国电动汽车运输应用协会(ETA )。电驱动系统的评价方法、电驱动系统的综合性能评价指标，为了在常用的循环状况下获得良好的使用性能和高能效，目前有三种方法：通过提高各动力系统部件各自的效率来实现，而各部件的效率取决于技术水平和成本限制的程度提高动力类零件的效率，提高整体效率的情况很少，但是可能引起成本大幅度增加的现象组合换档战略和控制战略，使发动机电动机在高效率区域强制工作是“被动”的行为，效率提高， 根据可能发生耗油量提高这样的异常现象的电动机/电动机的效率特性，根据经常使用该高效率区域的位置和分布的循环状况，能够使电动机/电动机在高效率区域“主动”动作，在高效率区域输出的电力基本上驱动车辆、电驱动系统的评价方法、电驱动系统的综合性能评价指标、1 .高效区利用率定义为电驱动系统位于有效率区间的工作点数和总工作点数的比率，高效区利用率定义为效率超过80%的工作点数和总工作点数的比率。 以表3-2所示的国内的某混合动力汽车参数为例，结合具体的行驶状况进行了模拟实验。 图3-13是两种典型的行驶情况，图3-14是电动机驱动系统的工作点分布范围。电驱动系统的评价方法、电动机驱动系统的综合性能评价指标、1 .高效率区利用率图3-15是不同情况下电动机驱动系统的效率区间利用率。 NEDC的情况下，马达驱动系统的效率高于80%约为87.84%，效率高于90%约为21.38%，FTP75的情况下，马达驱动系统的效率高于80%约为80.66%，效率高于90%约为24.65% 从效率区间来看，FTP75情况下的效率“90%、92%”的比例比NEDC情况下约6%，另一方面，“80%、90%”的比例比NEDC情况下约低10%。、电驱动系统的评价方法、电驱动系统的综合性能评价指标、2 .效率利用指数，为了能定量地评价某一状况下的电动机驱动系统的动作状况，关于不同的效率区间对电动机驱动系统的效率的影响，效率利用指数的行驶状况的特性直接影响效率区间的利用率可以利用通过分析行驶状况不同的车速区间的速度度数得到车速直方图的模拟得到的效率分布来求出效率的时域响应，定义电动机驱动系统的模拟加权效率：模拟的加权效率根据不同行驶状况下的速度区间的分布状况， 反映了不同速度区间中的作业效率分布对效率区间利用率的影响，电动机驱动系统的评价方法，电动机驱动系统的综合性能评价指标，2 .效率利用指数，(a)NEDC行驶工况(b)FTP75行驶工况图3-17电机驱动系统效率时域响应，电机驱动系统评价方法，电机驱动系统综合性能评价指标，3 .将系统匹配指数“车辆-行驶工况”作为一个系统来考虑，效率为了发动机效率的利用指数电池效率电动机驱动系统的效率利用指数传动系统的效率。，电驱动系统的评价方法，电驱动系统的综合性能评价指标，3 .系统匹配指数(1)发动机效率利用指数，(a)NEDC行驶情况(b)FTP75行驶情况图3-18发动机系统效率时域响应，电驱动系统电气驱动系统的综合性能评价指标，3 .系统匹配指数(2)动力电池的效率分布库仑效率被定义为动力电池的输出电量和输入电量的比。 能量效率方面，输入能量和输出能量的比(3)传动系统的效率分布(4)混合传动系统的混合程度，电驱动系统的评价方法，电驱动系统的综合性能评价方法的研究，1 .电驱动系统的综合性能评价方法的特征评价指标数多。 组合定量、定性指标。 各指标的重要性不一致。 指标值模糊。 电驱动系统的评价方法，电驱动系统的综合性能评价方法的研究，1 .电驱动系统的综合性能评价方法的特征，电驱动系统的综合性能评价方法的研究，2 .电驱动系统的综合性能评价方法，电驱动系统的评价方法， 电驱动系统的综合性能评价方法的研究(1)评价指标成员资格函数的确定电机驱动系统评价指标体系中有利益型指标、成本型指标和区间型指标，对应的成员资格函数分为上升型指标、下降型指标和中间型指标三