纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数的设计

1、本 科科 毕毕 业业 论论 文文纯电动汽车车电机驱动动系统传动动机构参数数设计Parammeterrs Desiggnatiion oof thhe Transsmisssion Mechaanismm Systeem inn Battteryy Elecctricc Vehiccle wwith Motorr Driviing学院名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓姓名： 指导教师职职称： 讲师 20111年6月月 目 录 绪论51.1 引引言51.2 国国内外电动动汽车发展展现状51.3 本本文研究的的意义71.4 本本文研究的的主要内容容88第二章 电电动汽车的的基本结构构8 2.

2、1 电动汽车车的基本组组成882.1.11 电源882.1.22 电池管管理系统82.1.33 电机驱驱动系统82.1.44 底盘和和车身92.1.55 辅助设设施1002.2 本本章小结100 传动系参参数设计10 3.1 概述述1003.1.11 驱动力力1113.1.22 行驶阻阻力123.2 传传动比1133.3 电电机参数设设计1143.1.11 电动机机额定功率率1443.1.22 电动机机额定转矩矩1443.1.33 电动机机加速性能能1443.4 电电池参数的的确定155建立整车仿仿真模型16Cruisse简介166电机模型的的建立177电池模型的的建立188整车模型的的建立1

3、99仿真及结果果分析20 5.1 整车车仿真及结结果分析215.2 电电机仿真及及结果分析析225.3 电电池仿真及及结果分析析22全文总结及及未来展望望233致谢225参考文献26纯电动汽车车电机驱动动系统传动动机构参数数设计专业班级：运输07701 学生姓姓名：张希希望指导老师：盘朝奉 职称：讲讲师摘要 随着着石油等能能源短缺与与环境污染染问题的日日益突出，发发展具有零零排放、高高能源效率率的纯电动动汽车显得得尤为重要要。如今，我我国电动汽汽车技术飞飞速发展，涌现出一批具有国际竞争力的公司和产品。但是电动汽车走进我们的生活，还存在很多亟待解决的问题。 本文对对动力传动动系部件的的设计参数数

4、进行研究究，根据纯电动汽车车性能要求求进行主要要参数的设设计及匹配配，通过对具具体车型的的计算，建建立仿真模模型，并在在cruiise软件件下进行仿仿真实验，模拟得到其动力性能，验证该模型车辆动力性能的可行性。分析影响续驶里程、最高车速和最大爬坡度的各种因素，提出能够很好地提高电动汽车动力性能的措施和方法。进一步探讨主要参数的确定，选择并设计出一种切实可行的纯电动汽车的动力传动系设计方案。关键词： 纯电动汽汽车 传动动系 参数数匹配 ccruisse 仿真真Parammeterrs Desiggnatiion oof thhe Transsmisssion Mechaanismm Systee

5、m inn Battteryy Elecctricc Vehiccle wwith Motorr DriviingAbstrract Withh oill and otheer ennergyy shorrtagee andd enviironmmentaal poolluttion probblemss havee beccome incrreasiinglyy proomineent, Deveelopmment of EV wwhichh posssesss zeroo emiissioons, highh eneergy effiicienncy is ppartiiculaarly

6、impoortannt. NNowaddays, in our Chinna, eleectriic vehiicle techhnoloogy ddevellopinng raapidlly, a nnumbeer off inteernattionaally comppetittive comppaniees annd prroduccts emerrgencce. BBut wwe neeed tto soolve manyy prooblemms, ffor tthe ppurpoose tthat Elecctricc vehhiclees coome intoo our livee

7、s. Thiis arrticlle studdy onn thee desiign paraameteers of Poweer trrain partts, acccordiing tto thhe puree elecctricc vehhiclees perfformaance requuiremmentss, dessign and matcchingg main paraameteers, throuugh ccalcuulatee speccificc modeels, creatte a simuulatiion modeel, andd Simuulatiion expeer

8、imeent undeer cruiise softtwaree, Get its dynaamic perfformaance, veriffy thatt thee feassibillity of a modeel vehiicle dynaamic perfformaance. Anaalysiis vaariouus faactorrs whhich effeect mmaximmum gradde abbilitty, mmaximmum sspeedd, drrivinng raange. Propoose ggood meassuress and methhods whicch

9、 caan to greaatly imprrove the dynaamic perfformaance of eelecttric vehiicless. Furtther disccussiion oon thhe deetermminattion of mainn paraameteers, seleect and desiign a praccticaal EV poweer trrain sugggestiion.Key wwordss EV traansmiissioon poweer-trrain matcchingg Cruuise simmulattion 第一章 绪论1.

10、1 引引言由于经济的的持续快速速发展，我我国对能源源的需求急急速增长。20111年2月225日，我我国能量研研究会公布布，去年，我我国一次能能源消费量量为32.5亿吨标标准煤，同同比增长了了6%，中国已成成为全球第第一能源消消费大国。中国能源源研究会预预测，我国国能源需求求将继续增增长，这将将进一步推推动能源价价格的普遍遍上涨。此外，国际际油价一路路上涨。去去年我国原原油全年平平均进口油油价为每桶桶61美元元，相当于于每天支付付4亿美元元进口原油油。最近，伦伦敦市场上上布伦特原原油期货价价格达到1113美元元/桶以上上，比调价价时的1002美元/桶，涨了了10%左左右；纽约约市场上原原油期货价

11、价格也比调调价时上涨涨了超过110%。如如果国际油油价上涨110%，就就相当于今今年每天进进口石油需需花费5亿亿-6亿美美元，相比比调价前每每天多花55000多多万美元。交通运输是是目前我国国能源消耗耗最大，也也是能源消消耗增长最最快的行业业之一。与与此同时，交交通所造成成的污染日日趋严重。汽车尾气气排放已成成为我国各各大中城市市污染的主主要来源之之一，交通通所造成的的污染越来来越影响到到人们的生生活质量。因此，降降低能源消消耗、减少少环境污染染，以保持持交通运输输的可持续续发展，已已成为我国国交通运输输业可持续续发展所面面临的首要要任务。纯电动汽车车作为“绿色的交交通工具”，它的投投入运行不

12、不仅对缓解解能源危机以以及环境问问题有着重重要的作用用，对于我我国自身相相关产业的的发展以及及我国汽车车业在国际际中的地位位也有着及及其重要的的意义。1.2 国国内外电动动汽车发展展现状1.2.11 国外电电动汽车发发展现状 世界界各国著名名的汽车厂厂商都在加加紧研制各各类电动汽汽车，并且且取得了一一定程度的的进展和突突破。现代代电动汽车车一般可分分为四类：纯电动汽汽车（PEEV）、混混合动力电电动汽车（HHEV）、燃料电池池电动汽车车（FCEEV）、外外接充电式式混合动力力电动汽车车（PHEEV）。 美国一直致致力于提高高乙醇以及及生物柴油油等可再生生资源使用用量，同时时，美国政政府也鼓励励

13、以混合动动力车为代代表的其他他新能源汽汽车的使用用。美国的的混合动力力汽车在22004年年前后进入入商业化推推广阶段。规定消费费者购买通通用汽车、福特、丰丰田、日产产等公司生生产的符合合条件的混混合动力车车，可以享享受到税款款抵免优惠惠。推动新新能源汽车车发展是奥奥巴马政府府能源政策策的组成部部分希望通通过发展和和利用新能能源，使美美国摆脱对对海外石油油的过度依依赖。奥巴巴马总统上上任后，美美国通过制制定进一步步严格的汽汽车燃油排排放标准和和新能源汽汽车政策，以以及通过政政府采购节节能汽车，消消费者购买买节能汽车车减税，设设立新能源源汽车的政政府资助项项目，投资资促进新能能源汽车基基础设施建建

14、设等策略略，美国政政府进一步步推动汽车车产品朝着着“小型化”和“低能耗”的方向发发展。德国在新能能源汽车研研发方面处处于世界领领先地位。早在20007年，德德国政府就就已经把将将电动汽车车的关键技技术，也就就是锂离子子电池列入入到“高科技战战略”中。20009年88月19号号，德国政政府又颁布布了国家家电动汽车车发展计划划，这个个计划的目目标是到22020年年使德国拥拥有1000万辆电动动汽车。德德国政府希希望借助这这项计划能能够让德国国成为世界界电动汽车车市场的领领军者。德德国在研发发电动汽车车和混合燃燃料车进行行各项技术术攻关的同同时，也没没有忘记相相关的基础础设施建设设。包括大大众、奔驰

15、驰、宝马和和欧宝在内内的多家德德国汽车巨巨头都在积积极研发电电动汽车。意大利的汽汽车工业也也很发达，意意大利是欧欧盟国家中中在汽车新新能源技术术方面比较较领先的国国家之一。首先，这这源自政府府采取的一一系列激励励和支持政政策，比如如为购买环环保新型车车的消费者者提供一定定的补贴，这些补补贴都可以以在报废旧旧车基础上上进行累加加。在金融融危机和经经济衰退的的不利背景景下，加大大研制开发发新能源汽汽车产品并并取得显著著成绩。不不仅有菲亚亚特这样的的大型汽车车生产集团团，一些中中型汽车公公司或汽车车业界联合合体也大量量涉足新能能源汽车的的研制与开开发。日本异常重重视新能源源汽车的开开发。日本本混合动

16、力力车已形成成产业化，目目前，丰田田、本田、日产等日日本厂商的的混合动力力汽车不仅仅在国内热热销，在国国际市场上上也令其他他国家厂商商望其项背背。日本为为攻克电池池方面的关关键性技术术，已建立立了开发高高性能电动动汽车动力力蓄电池的的最大新能能源汽车产产业联盟，共共同实施22009年年度“革新型蓄蓄电池尖端端科学基础础研究专项项”新项目。为推进新新能源汽车车以及环保保汽车，日日本从20009年44月1日起起实施“绿色税制制”，它的适适用对象包包括纯电动动汽车、混混合动力车车、清洁柴柴油车、天天然气车以以及获得认认定的低排排放且燃油油消耗量低低的车辆。此外，日日本实施低低排放车认认定制度，高高、

17、中档轿轿车和经济济型轿车都都可以向国国土交通省省申请接受受低排放车车认定。消消费者可根根据所购车车辆的排放放水平享受受不同的减减税待遇，购购置以天然然气为燃料料或混合动动力车等低低公害车辆辆的地方公公共团体，还还可得到政政府的补助助金。日本本媒体将22010年年称为电动动汽车革命命之年，在在这一年，从从“汽油车转转向电动汽汽车的革命命已经开始始”。此外包括韩韩国、英国国、法国等等也都在积积极开展电电动汽车的的研发工作作。1.2.22 国内电电动汽车发发展现状 与世世界其他国国家一样，电电动汽车研研发工作在在我国也正正在如火如如荼的进行行着，而且且我国电动动汽车的研研发与国外外在技术水水平与产业

18、业化方面差差距较小。新的中国汽汽车产业调调整和振兴兴规划中称称，将实施新新能源汽车车战略，推动纯电动动汽车、充充电式混合合动力汽车车及其关键键零部件的的产业化。启动国家家节能和新新能源汽车车示范工程程，由中央财财政安排资资金给予补补贴，支持大中中城市示范范推广混合合动力汽车车、纯电动动汽车、燃燃料电池汽汽车等节能能和新能源源汽车。我国于200世纪700年代曾开开展蓄电池池汽车的研研究。900年代“八五”期间蓄电电池电动汽汽车被列为为国家重点点攻关项目目，以清华华大学为主主，开发出出我国第一一代蓄电池池汽车。“九五”期间，将电动汽汽车项目确确定为国家家重大科技技产业工程程项目加以以实施，同同期国

19、内推推出了若干干种电动汽汽车样车。“十五”和“863”计划中，特特别设立电电动汽车重重大项目，选选择新一代代电动汽车车技术作为为我国科技技创新的主主攻方向，组组织联合攻攻关，以电电动汽车产产业化技术术平台为工工作重点，力力争在电动动汽车关键键单元技术术、系统集集成技术及及整车技术术上取得重重大突破。“十一五” 将电动汽汽车单列出出来并纳入入国家规划划，将“新能源产产业振兴规规划”更名为“新兴能源源的发展规规划”，扩大新新能源的研研发范畴。我国电动汽汽车重大科科技专项实实施4年来来，经过2200多家家企业、高高校和科研研院所的22000多多名技术骨骨干的努力力，目前已已取得重要要进展：燃燃料电池

20、汽汽车已经成成功开发出出性能样车车，在整车车操控性能能、行驶性性能、安全全性能、燃燃料利用率率等方面均均已得到较较大提高。一汽、东东风、长安安、奇瑞等等汽车公司司对混合动动力汽车的的开发投入入了较大的的人力、物物力。各车车型均已完完成功能样样车开发。纯电动轿轿车和纯电电动客车均均已通过国国家质检中中心的型式式认证试验验，各项指指标均满足足有关国家家标准和企企业标准的的规定，初步形成成了关键技技术的研发发能力。1.3 本本文研究的的意义 电动动汽车是集集汽车技术术、电子及及计算机技技术、电化化学技术、能源与新新材料技术术于一体的的高新技术术产品，是是人类新一一代的清洁洁交通工具具。纯电动汽汽车具

21、有零污染染、零排放放、低噪声等特特点，无疑疑是最为理理想的新能能源汽车。对动力传传动系部件件的设计参参数进行研研究是提高高纯电动汽车车性能的重重要手段之之一。本文将计计算机仿真真技术应用用到纯电动动汽车设计计和研发，建建立仿真模模型，确保保实验结果果的准确性性和可行性性。1.4 本本文研究的的主要内容容1简述电电动汽车的的发展状况况，明确本本文研究的的目的和意意义；2分析纯纯电动汽车车动力传动动系统的总总体结构和和布置形式式，并研究究传动系统统的类型、特点、工工作特性，电电池电机的的工作特性性及传动系系统特性；3计算传传动系速比比和电机参参数，及其其对整车性性能的影响响。应用电电动汽车仿仿真软

22、件CCruisse，针对对某型号驱驱动电机，建建立仿真模模型，进行行整车动力力性计算；4对纯电电动汽车的的动力性进进行分析，重重点分析最最高车速、爬坡度和和加速性数数据；以及及结合被选选择电机的的台架试验验数据，分分析仿真结结果。第二章 电电动汽车的的基本结构构2.1 电电动汽车的的基本组成成对于传统内内燃机汽车车，纯电动动汽车的结结构有很大大差别，具具体组成包包括：电力力驱动及控控制系统、驱动力传传动等机械械系统、完完成既定任任务的工作作装置等。电力驱动动及控制系系统是电动动汽车的核核心，也是是区别于内内燃机汽车车的最大不不同点。电电力驱动及及控制系统统由驱动电电动机、电电源和电动动机的调速

23、速控制装置置等组成。电动汽车车的其他装装置基本与与内燃机汽汽车相同。2.1.11 电源 电源源为电动汽汽车的驱动动电动机提提供电能，电电动机将电电源的电能能转化为机机械能，通通过传动装装置或直接接驱动车轮轮和工作装装置。电动动汽车上应应用最广泛泛的电源是是铅酸蓄电电池，但随着电电动汽车技技术的发展展，铅酸蓄蓄电池由于于比能量较较低，充电电速度较慢慢，寿命较较短，逐渐渐被其他蓄蓄电池所取取代。正在在发展的电电源主要有有钠硫电池池、镍铬电电池、锂电电池、燃料料电池、飞飞轮电池等等，这些新新型电源的的应用，为为电动汽车车的发展开开辟了广阔阔的前景。本文讨论论的对象使使用高能锂锂电池作为为动力源的的电

24、动汽车车，锂离子电电池由于其其比能量大大、放电电电压高、循循环寿命长长、无记忆忆效应、具具有快速充充电能力、自放电速速率小、具具有多种安安全保护措措施、密封封良好，无无泄漏现象象、环保等等众多优点点，使得其其在未来电电动汽车中中的应用前前景非常广广阔。2.1.22 电池管管理系统 电池池管理系统统一直是电电动汽车发发展中的一一项关键技技术，电池组管管理系统最最基本的作作用是监控控电池的电电池电压、电流和温温度，通过对这这些参数的的测量，预测蓄电电池的SOOC和相应应的剩余行行驶里程，管理电池池的工作情情况，避免出现现过放电、过充、过过热和单体体电池之间间电压严重重不平衡现现象，以便最大大限度地

25、利利用电池的的存储能力力和循环寿寿命。 电池池管理系统统按照实现现方式可以以分为两大大类：一类是基基于芯片的的电池管理理系统；另一类是是基于分立立式器件的的电池管理理系统。基基于芯片的的电池管理理系统一般般将前端采采集电路、均衡电路路以及电量量计量算法法、通讯功功能等集成成在芯片中中，辅以外外围电路完完成对电池池的管理功功能。具有更小小的体积、更高的集集成度等优优势；基于分立立器件的电电池管理系系统，有基基于纯硬件件和基于软软硬件协调调工作的解解决方案，而而软硬件协协调工作方方案由于实实现更灵活活、功能更更完善，被被广泛采用用。该方案在在产品设计计的灵活性性上占有一一定优势。2.1.33电机驱

26、动动系统 电机机驱动系统统包括电子子控制器、功率转换换器、电动动机、机械械传动装置置和车轮，其其功用是将将电源的电电能转化为为机械能，通通过传动装装置或直接接驱动车轮轮和工作装装置。 目前前电动汽车车驱动系统统主要分为为4类：11）、直流流电动驱动动系统，这这种驱动系系统结构简简单、电磁磁转矩控制制特性优良良，在城市市无轨电车车上广泛应应用但重量和体体积也较大大；2）、感应电机机驱动系统统，这种驱驱动系统结结构简单、坚固耐用用、成本低低廉、运行行可靠、转矩脉动动低、低噪声声、不需要要位置传感感器、转速速极限高、矢量控制制调速技术术比较成熟熟，但驱动电电路复杂，成成本高；33）、永磁磁无刷电机机

27、系统，这这种驱动系系统功率密密度较高、电机尺寸寸小、体积积小、转子子结构简单单、稳定性性好；4）新新一代牵引引电机系统统，这种系系统即开关关磁阻电机机驱动系统统，具有高密密度、高效效率、低成本、宽调速。2.1.44 底盘和和车身 电动动汽车的车车身与传统统汽车基本本相同，底底盘中的传传动系比内内燃机汽车车有所简化化。在底盘的的布置上还还要有足够够的空间存存放动力电电池组，并并且要求线线路连接方方便，充电电方便，检检查方便和和装卸方便便。能够实实现动力电电池组的整整体机械化化装卸。这这就要求在在电动汽车车的底盘的的布置上，打打破传统的的内燃机汽汽车底盘布布置模式，加加大承载空空间的跨度度和承载结

28、结构件的刚刚度，并且且充分考虑虑防止动力力电池组渗渗出的酸或或碱液对底底盘结构件件的腐蚀侵侵害。车身采用轻轻质材料如如镁、铝、优质钢材材及复合材材料，优化化结构，可可使汽车自自身质量减减轻30%-50%；实现制制动、下坡坡和怠速时时的能量回回收；采用用高弹滞材材料制成的的高气压子子午线轮胎胎，使汽车车的滚动阻阻力减少550%；汽汽车车身特特别是汽车车底部更加加流线型化化，可使汽汽车的空气气阻力减少少50%。2.1.55 辅助设施施 辅助助系统包括括辅助动力力源、动力力转向系统统、导航系系统、空调调器、照明明及除霜装装置、刮水水器和收音音机、安全全保护装置置等，借助助这些辅助助设备来提提高汽车的

29、的操纵性、安全性和和乘员的舒舒适性。2.2 本本章小结 电动动汽车与传传统汽车差差别较大，传传统汽车是是由发动机机气缸的往往复运动，驱驱动车辆行行驶。而电电动汽车是是由电机旋旋转驱动电电机。电机机驱动及控控制系统是是电动汽车车的核心，也也是区别于于内燃机汽汽车的最大大不同点。 本章章详细讨论论电动汽车车的5大系系统，即电电源、电池池管理系统统、电机驱驱动系统、车身及底底盘、辅助助设施。对于电动动汽车的设设计研发，有有一定的综综合指导作作用。第三章 传传动系参数数设计3.1 概概述电动汽车动动力传动系系统的设计计应该满足足车辆对动动力性能的的要求和续续驶里程的的要求。确确定汽车的的动力性，就就是

30、确定汽汽车沿行驶驶方向的运运动状况。我们得到到动力性能能的要求，即即最高车速速50kmm/h，加加速性能0045kkm/h小小于10ss，爬坡度度不小于220%。为为此，需要要掌握沿汽汽车行驶方方向作用于于汽车的各各种外力，即即驱动力与与行驶阻力力。根据这这些力的平平衡关系建建立汽车行行驶方程式式，就可以以估算汽车车的最高车车速、加速速度和最大大爬坡度。汽车的行驶驶方程式为为： (1)式中：Ftt驱动动力；FF行驶驶阻力之和和。3.1.11 驱动力力 发动动机产生的的转矩，经经传动系传传至驱动轮轮上。此时时作用于驱驱动轮上的的转矩Tt产生一对对地面的圆圆周力F00，地面对对驱动轮的的反作用力力

31、Ft（方向与与F0相反）即即是驱动汽汽车的外力力，此外力力称为汽车车的驱动力力。其数值值为： （2）式中：Ttt作用与与驱动轮上上的转矩；r车轮轮半径。 图 汽车的的驱动力由于电动汽汽车采用电电动机驱动动，所以在在电动汽车车中Tt是由电动动机输出的的转矩经传传动系统传传递到车轮轮上的。令令传动系统统总传动比比为i，主减速速器的传动动比i0，变速器器的传动比比ig，传动系统统的机械效效率为tt，驱动电动动机的输出出转矩为TTtq，则有有： (3) (4)3.1.22 行驶阻阻力汽车在水平平道路上等等速行驶时时，必须克克服来自地地面的滚动动阻力和来来自空气的的空气阻力力。当汽车车在坡道上上上坡行驶

32、驶时，还必必须克服坡坡度阻力。汽车加速速行驶时还还需要克服服加速阻力力。因此汽汽车行驶的的总阻力为为： （5） 式中：Fff滚动阻阻力；Fw空气阻阻力；Fi坡度阻阻力；Fj加速阻阻力其中：滚动阻力：Ff可以等效效的表示为为： （66） 式中：W作用于车车辆上的法法向载荷；滚动动阻力系数数，与路面面种类，行行驶车速以以及轮胎的的结构、材材料、气压压等有关。研究中滚滚动阻力系系数，按经经验公式取取值。(2) 空空气阻力： （77）式中：空气阻阻力系数；迎风风面积，即即车辆行驶驶方向的投投影面积；空气气密度，一一般11.22558Ns22m-4。相对速速度，在无无风时即车车辆的行驶驶速度。在无风条件

33、件下汽车的的运动，即为汽车车的行驶速速度ua。如ua以kmh计，AA以m2计，则空空气阻力(N)为： (88)(3) 坡坡度阻力： (9)式中：坡度。一一般道路的的坡度均较较小，此时时sin=tann=i。(4) 加加速阻力： (10)式中：车辆旋转转质量换算算系数；m车辆辆质量；行驶加速速度。这样，汽车车行驶阻力力为： (111)车辆行驶时时，不仅驱驱动力和行行驶阻力相相互平衡，电电动机功率率和车辆行行驶阻力功功率也总是是平衡的。即：在车车辆行驶的的每一时刻刻，电动机机发出的功功率Pe总是等于于机械传动动损失的功功率与全部部运动阻力力所消耗的的功率之和和。在纯电电动汽车中中，Pe为电动机机的

34、输出功功率。车辆辆运动阻力力所消耗的的功率有滚滚动阻力功功率Pf，空气阻阻力功率PPw,坡度阻阻力功率PPi以及加速速阻力功率率Pj。即： (12)根据以上的的推导，可可得车辆行行驶过程中中的平衡方方程如下： (13) (14)对纯电动汽汽车而言，式式中：Pee电动机机输出功率率(kW)；n电动动机输出转转速(rppm)。3.2 传传动比 某车车型的固定定减速比为为6.3 传动动比的选择择首先应满满足车辆最最高车速的的要求，由由最高车速速vmax与电电机的最大大转速nmax确定定传动比的的上限，即即 (15)已知最高车车速vmax=550km/h，电机机的最大转转速nmax=33100，车车轮

35、半径rr=0.2245，则则：(2) 由由电机的最最高转速对应应的最大输输出转矩TTmax，和和最高车速速对应的行行驶阻力FFmax确定定速比的下下限，即 (116) 已知f=00.01，rr=0.2245，CCD=0.44，A=11.8/mm2，m=8800kgg，则(3) 由由电机最大大输出转矩矩Tmaxx和最大爬爬坡度对应应的行驶阻阻力Fammax确定定，即 (17) 其中：Faamax=mgcosf+mgsin =80009.80.9800.0122+80009.880.22=16228.5 N，r=0.2445m。 原车型主减减速比不满满足要求3.3 电电机参数设设计 设计计原则：动

36、动力系统的的额定功率率必须满足足车辆以最最高车速行行驶、动力系统统必须满足足车辆加速速性的要求求、动力系统统必须满足足车辆以最最大爬坡度度爬坡的要要求、 动力系系统必须满满足车辆以以额定转矩矩在额定车车速行驶的的要求、根据汽车车的动力性性指标选择择最适合的的驱动电机机。3.3.11 电动机机额定功率率 所选选择的电动动机功率应应不小于在在平坦良好好路面上车车辆以最高高车速行驶驶时阻力功功率之和，即 （118）满载时：GG=80009.88N，f=0.0112，CDD=0.44，A=11.8m22，=00.9，uua=50kkm/h 式中，Pee为电动机机额定功率率；M为整车车总质量；g为重力力

37、加速度；f为滚动动阻力系数数；Umaxx为最高车车速；Cd为空气阻阻力系数；A为车辆辆迎风面积积；t为传动系系效率。3.3.22 电动机机额定转矩矩 当电电动汽车以以额定车速速在平地上上匀速行驶驶时，电动动机输出的的转矩即为为额定转矩矩。 (19)已知车型常常规车速为为20kmm/h，根据 (220)将P=5kkw，n=31000带入，得得T=155.4，额额定转矩（115.4）大大于额定转转速下的转转矩（4.76），因因此此车型型满足行驶驶条件。3.3.33 电动机机加速性能能 在水水平良好路路面上，车车辆的行驶驶加速度表表示为： (221) (22)式中：Tttq电机机额定转矩矩；ig变速

38、器器传动比；i0主减速速器传动比比；r车轮轮半径；传动动机构效率率，包括变变速器、传传动轴和主主减速器；Fw车辆行行驶的空气气阻力， QUOTE ；Ff车辆行行驶滚动阻阻力 QUOTE ；M总质质量；转动动质量换算算系数 则，电电动汽车从从起步加速速到速度为为U的加速速时间为： (223)4.3.44 根据电动动汽车的最最大爬坡度度要求，可可得电动汽汽车需求的的最大转矩矩。Ff=mgfsin；Fi=mggcoss；ig=1，ii0=6.33，=00.9，mm=8000kg，gg=9.88m/s2，f=00.0122，=ttan-11（0.22）=111.33.4 电电池参数的的确定 结合合确定

39、的电电机参数，参参考市面上上已有的动动力电池，我我们选定某某型号的锂锂铁动力电电池作为我我们的动力力源。最大电池容容量为1550Ah，起始容容量为900%，额定定电压为772.0VV，最大电电压82.2V，最最小电压660V。电电池组电池池数量为11，电池组组质量为1120kgg。综上所述，选取车型的额定功率5kW，最大功率15kW，可以满足功率要求。电动机的最大转速是3100r/min，额定转速是1500 r/min。采用的最大转矩50 Nm，最大转速时的转矩为15 Nm。额定电压60V。第四章 建建立整车仿仿真模型4.1 Cruiise简介介 AVVL是一家家在世界汽汽车、发动动机行业拥拥

40、有极高知知名度的高高科技公司司。AVLL Cruuise软软件是用于于仿真研究究车辆动力力性、燃油油经济性、排放性能能与制动性性能的高级级仿真分析析软件。该该软件可以以用于车辆辆开发过程程中的动力力传动系的的匹配、车车辆性能预预测，还能能够对混合合动力车和和电动汽车车进行建模模仿真和性性能模拟。AVL Cruiise软件件界面友好好，不但与与发动机性性能分析软软件(AVVL Booost)有很好的的耦合计算算性能，还还提供了与与Matllab、C、Forttran等等通用编程程软件的接接口，为用用户建立自自定义模块块及控制元元件的模型型提供了方方便，并扩扩展了软件件的应用范范围。Cruisse

41、具有以以下特点：1)灵活的的模块化理理念可进行行各种车辆辆和动力总总成配置的的分析，能能够自由地地在所提供供的模块的的基础上建建立系统模模型；2)智能化化的驾驶员员模型可根根据人体反反应真实地地再现车辆辆的行为；3)发动机机的冷启动动模型考虑虑了高摩擦擦和热力学学效应；4)弹性扭扭转轴单元元可用于传传动系统的的低频振动动特性研究究；5)黑盒子子功能可使使用户自定定义模块和和控制算法法；6)提供了了流体动力力学软件FFlow mastter、KUL I及MATAALAB/SIMUUL INNK的接口口；7)考虑了了转向时车车轮和车辆辆受力；8)有分析析CVT的专专用模型。Cruisse提供了了一

42、种图形形化的交互互环境，只只需用鼠标标拖动的方方法从模型型库中拖出出相应的元元件，便能能迅速地建建立系统框框图，根据据研究的需需要添加相相应的控制制模块，并并正确连接接数据总线线，便可很很快得到系系统模型。用户能方方便地修改改动力传动动系的配置置，所以用用它来对动动力传动系系统建模将将是一件非非常轻松的的事情。利用Cruuise软软件可以缩缩短研发周周期，节约约研发成本本，减少设设计的盲目目性。4.2 电电机模型的的建立 根据据已有型号号的电机，把把相应的转转矩、转速速及其他有有关数据输输入Cruuise之之中，建立立电机模型型。 电机机工作电压压60V，最最大转速为为31000rpm/min

43、，转转动惯量00.15kkgm2，最大转转速的扭矩矩时0Nm。电机机质量100kg，初初始工作温温度50，比热容容10000J/kggK，达到到最大功率率转速时间间10s，最最大温度1160。设电机效率率为恒定值值，与转速速和输出扭扭矩大小无无关。将数数据输入电电机后得出出特征图。如下图所所示： 图图2 电机参数数设置 图3 电机外特特性设置 图44 电机效效率设置4.3 电电池模型的的建立 最大大电池容量量为1500Ah，起始容容量为900%，额定定电压为772.0VV，最大电电压82.2V，最最小电压660V。电电池组电池池数量为11，电池组组质量为1120kgg。如下图所所示： 图5 电

44、池参数数设置 图6 电池充电电曲线设置置 图7 电池放电电曲线设置置4.4 整整车模型的的建立 将电电池、电机机、离合器器、变速箱箱、驾驶员员模块以及及车轮等模模块拖入CCruisse的工作作区中，建立模型型。输入系统统中各个模模块的参数数，如车辆模模块的满载载重量、迎迎风面积和和阻力系数数等；电机的电电压、转矩矩和转速等等；车轮的摩摩擦系数；主减速器器的主减速速比等。在CRUUISE仿仿真时，系统会提提示所有必必须要输入入的参数，按照这个个要求，把参数一一一输入即即可。 建立立系统的物物理连接和和信号连接接。首先完成成物理连接接，选定各子子系统模型型之后，根据汽车车配置方案案和部件连连接关系

45、，用connnectt建立模型型的物理连连接。传动系各各部件之间间有直接的的物理连接接关系，车轮和制制动器之间间也有物理理连接关系系，但驾驶室室与动力传传动系和制制动系之间间没有物理理连接。在仿真过过程中，它们之间间是通过信信号连接来来传递信息息。了解汽车车系统内部部各部件之之间的连接接、控制关关系以及信信息传递关关系，建立汽车车各子模型型之间的信信号连接关关系。系统需要要把所需的的信号连接接全部定义义准确，如果有一一个错误，那么将无无法运行仿仿真程序。如下图所所示： 图8 整车车模型搭建建第五章 仿仿真及结果果分析根据纯电动动汽车仿真真的要求，选择和编编辑相应的的任务及工工况，设置合适适的仿

46、真步步长和精度度进行仿真真计算。设定的计计算任务有有：在任务CCyclee Runn中仿真续续驶里程；在任务CClimbbing Perfformaance中中仿真最大大爬坡度；在任务CConsttant Drivve中仿真真最高速度度。选择siinglee callculaationn的计算方方式，计算完成成之后在RResullt Manaager中中提取计算算结果，并进行相相应的分析析。5.1 整整车仿真及及结果分析析循环工况实实验：最大爬坡度度实验：该车型最大大爬坡度为为1.3%，不满满足要求。加速试验：可知，该车车最大速度度为20km/h，没有达到到设计要求求。5.2 电机仿真真结果分

47、析析可知电机最最大扭矩为为40Nm，最大大输出功率率为5.888kw，最最高转速为为13644rpm。5.3 电电池仿真结结果分析该型电动汽汽车运行时时，最大电电流135A，最大电压779.2VV。仿真结果可可知该车型型爬坡度、最大车速速均不满足足要求，而而且差距较较大。传动系统建建模复杂，调试过程程时间较长长，给研究工工作带来了了很大的不不便。采用Cruuise软软件对其进进行建模及及仿真研究究，不仅可以以节省大量量的时间，使建模过过程简单化化，而且程序序运行可靠靠、调试方方便、结果果准确，利于分析析研究。第六章 全全文总结及及未来展望望 汽车车动力传动动系统设计计的首要任任务是传动动系统各

48、部部件之间以以及与发动动机之间的的匹配，以保证汽汽车能在不不同条件下下正常行驶驶，并具有良良好的动力力性和燃油油经济性。本文对详细细介绍了电电动汽车组组成，通过过对各参数数的分析，建建立基于CCruisse软件的的传动系动动力仿真模模型，并且且以某型号号电动汽车车为研究对对象，对动动力性能、能耗等进进行模拟仿仿真实验，运用汽车理论和汽车构造知识，对纯电动汽车动力性能进行分析、匹配和计算，根据要求选择合适的电机、电池，选择差速半轴方案作为某型电动汽车的传动系布置方案，计算出最大扭矩、最大功率、主减速比等参数。再对续驶里程、最大爬坡度、最高车速仿真结果分析，得出该型电动汽车的动力性能不能够达到要求

49、，需要对原有车型的一些参数进行修改。100多年年前，电动汽车车和汽油车车是同时被被人类发明明的，甚至福特特的第一辆辆汽车也是是电动汽车车。但是电电动汽车的的发展远远远落后于燃燃油汽车，原原因除了难难以克服的的电池问题题外，还有有就是经济济性。纯电电动汽车本本身投资要要贵于燃油油汽车，而而且电池使使用的电量量来自发电电厂，国家家需要建设设更多的发发电厂；果果想要纯电电动汽车的的发展规模模和燃油相相当，那么么就要建设设与加油站站数量相当当的充电站站；要建设设蓄电池厂厂等，这是是一笔很大大的投资。电动汽车行行业在中国国崛起仅仅仅几年时间间，在这短短短的几年年时间内，电电动汽车业业从无到有有，由零星星

50、分布到大大范围普及及，取得的的飞速的发发展和十足足的进步。创新、未未来，第114届上海海国际汽车车工业展览览会于4月月21日至至28日在在上海新国国际博览中中心举行。来自全球球20余个个国家和地地区 20000家中中外汽车厂厂商齐聚上上海车展，创创历届上海海车展之最最，也是今今年全球规规模、影响响力最大的的汽车展会会。上百款款新车的真真可谓是一一场汽车界界的盛宴，而而且上海车车展的规模模已经跃居居世界第一一，也就意意味着我们们在国内就就能看到世世界第一的的大型车展展。各大汽汽车制造商商纷纷推出出自己的电电动汽车新新车型。在在低碳经济济的政策背背景下,国国家对于纯纯电动汽车车的扶持力力度正在不不

51、断加大。消费者们们也非常关关注这种具具有零污染染、零排放放、低噪声声等特征的的纯电动汽汽车。在本本次车展上上亮相了77款自主品品牌纯电动动汽车，分分别是奔奔奔MINII纯电动汽汽车、比亚亚迪E6、江淮淮同悦纯电电动轿车、奇瑞瑞麒麒M1-EEV、海马马丘比特纯纯电动轿车车、腾翼CC20 EEV、力帆帆620 EV电动动车。由此此可见国内内的各大汽汽车企业也也非常重视视电动汽车车的研发。石油资源短短缺已是全全世界问题题，而石油油的主要消消费对象是是汽车，为为汽车寻找找可替代能能源是当务务之急。电电动汽车的的前途一片片光明，但但是如果想想达到规模模，还需要要各行各业业的帮助和和支持。我我国电动汽汽车的发展展首先政府大大力支持。借鉴国外外电动汽车车的发展，不不难发现国国家政策起起到的关键键性和决定定性作用。令人很欣欣慰的是国国家在纯电电动汽车的的研发和推推广方面给给予了很多多投入。中国煤炭储储量世界第第一，电力也主要依靠靠燃煤电厂厂发电，所以用纯纯电动汽车车替代燃油油