动力总成参数匹配与优化设计课件

动力总成参数匹配与优化设计1h动力总成参数匹配与优化设计1h目录电动车的性能参数确定理论计算ADVISOR/CRUISE仿真电机的选型动力电池PACK技术2h目录电动车的性能参数确定2h电动车性能参数确定1外形参数项目参数总长(mm)11990总高(mm)3260总宽(mm)2540轴距(mm)6000车厢内高(mm)2310前悬/后悬(mm)2640/3350接近角/离去角(O)7/7乘客人数N+13h电动车性能参数确定1外形参数项目参数总长(mm)11990电动车性能参数确定2性能参数项目参数底盘型号承载式车身厂定最大质量(kg)18000最高车速(km/h)69最大爬坡度(%)20最大续驶里程(km)1500~30km/h加速时间(s)≤1030~50km/h加速时间(s)≤154h电动车性能参数确定2性能参数项目参数底盘型号承载式车身厂定设计计算

对确定的车型的静态参数，动力性及通过性的定量验证。先在理论上得到整车的性能参数5h设计计算 对确定的车型的静态参数，动力性及通过性的定量验证。整车重量、轴荷分配及重心计算

按下列公式分别计算出汽车的最大总质量，前轴轴载质量，后桥轴载质量及质心位置

6h整车重量、轴荷分配及重心计算 按下列公式分别计算出汽车的最大整车重量、轴荷分配及重心计算M

──汽车最大总质量M1

──前轴载荷质量M2

──后桥载荷质量Mi

──各总成质量Xi

──各总成质心X轴坐标值hi

──各总成质心离地高度M1i

──各总成相对应前轴质量

hg

──汽车的质心高L

──汽车轴距A

──汽车质心距前轴距离M2i

──各总成相对应后桥质量7h整车重量、轴荷分配及重心计算M──汽车最大总质量7h整车重量、轴荷分配及重心计算

计算的结构，前轴、后桥的载荷分配满足《客车通用技术条件》中前轴轴载质量不小于车辆总质量的25％,驱动桥的轴载质量不小于车辆总质量的50％的要求。

如果计算不符合要求，则进行优化。8h整车重量、轴荷分配及重心计算 计算的结构，前轴、后桥的载荷分动力性能计算---理论计算

9h动力性能计算---理论计算

9h动力性能计算---理论计算1根据最高车速确定最大转速2根据爬坡性能确定最大扭矩3根据加速性能确定最大功率

10h动力性能计算---理论计算1根据最高车速确定最大转速10h动力性能计算---仿真

利用仿真分析软件，建立典型公交线路四工况模型或六工况模型，并对待研制车型进行整车匹配计算，举例：此车型的动力总成部件包括电池、电机、主减速器、差速器以及车轮。其动力总成及连接方式如下图所示。11h动力性能计算---仿真 利用仿真分析软件，建立典型公交线路四动力性能计算---仿真1）整车模型搭建

在Cruise元件库中选取所需要的元件，拖拽到建模区，然后根据不同的连接方式将各元件模型连接在一起，组成纯电动客车的整车模型。12h动力性能计算---仿真1）整车模型搭建12h动力性能计算---仿真2）模块间信号连接

信号主要分为物理信号和电信号。为保证车辆模型的正确，必须将各个部件的信号进行连接，比如电机信号连接、驾驶室信号连接等等；3）模块参数设置

各模块功能的实现及其实际所提供的功率主要是由其本身的参数决定的。对于纯电动客车来说，其动力性能的好坏取决于整车、电池和电机的参数设定，所以必须加载整车参数、电池参数、电机参数进行设置，同时对续驶里程的相关参数也必须进行设置13h动力性能计算---仿真2）模块间信号连接13h动力性能计算---仿真4）加速性能分析

车辆从静止起步，全油门加速，计算车速从0-50km/h的加速时间。

设置最高车速、满载爬坡度分析、制动距离分析。14h动力性能计算---仿真4）加速性能分析14h动力性能计算

根据理论计算和仿真，基本可以确定待选用电机的基本参数，比如最大功率、最大扭矩、最大转速、额定工作电压范围、工作电流范围等等；

电池的基本使用参数：母线电压、母线电流、使用电芯及PACK方式等等。15h动力性能计算 根据理论计算和仿真，基本可以确定待选用电机的基整车稳定性计算1）汽车纵向行驶稳定性计算

汽车的纵向行驶稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其条件为：

b-质心距后桥的距离；

hg-汽车质心高

ψ-道路附着系数16h整车稳定性计算1）汽车纵向行驶稳定性计算16h整车稳定性计算2)汽车横向稳定性计算

静态侧翻角计算：

B——前轮距

静态侧翻角β，《客车通用技术条件》中规定应大于35°

计算进行比较，然后优化17h整车稳定性计算2)汽车横向稳定性计算17h整车稳定性计算3）最小转弯直径Dmin计算 Dmin＝2[(L/tgθ。+B'/2+B/2)2+(L+h)2]1/2

18h整车稳定性计算3）最小转弯直径Dmin计算18h通过性计算1）纵向通过半径R12）横向通过半径R23）轮胎负荷率19h通过性计算1）纵向通过半径R119h电机选型

由于对于纯电动汽车，整车驱动功率全部来自主电机，所以上面的总功率需求即为主电机的功率。且电机的连续功率取决于在工况循环中电机的实际工况点的分布区间，保证在连续功率值附近的区间电机有较高的效率。一般按过载系数2倍进行匹配。

电机主工作点分布主要集中在基速附近，使电机的效率较高。考虑实际循环工况的分布来确定。一般选择电机的基速比为3。保证在基速附近的工作点较多，工作于高效区的机会多，使的整个系统的效率会得到改善。20h电机选型 由于对于纯电动汽车，整车驱动功率全部来自主电机，所电池PACK跟某一个电池厂家合作，该电池厂会向整车厂提出基本需求输入，如电压平台范围、装电池量；电池厂根据需求输入信息，出几个方案，里面包括2.1）串并数、标称容量、标称电压、电压范围、标称能量2.2）排布方案：几箱电池、箱内电池布置情况2.3）箱体尺寸3)相互沟通基本参数后，电池厂会出一个电池详细设计方案21h电池PACK跟某一个电池厂家合作，该电池厂会向整车厂提出基本动力总成参数匹配与优化设计22h动力总成参数匹配与优化设计1h目录电动车的性能参数确定理论计算ADVISOR/CRUISE仿真电机的选型动力电池PACK技术23h目录电动车的性能参数确定2h电动车性能参数确定1外形参数项目参数总长(mm)11990总高(mm)3260总宽(mm)2540轴距(mm)6000车厢内高(mm)2310前悬/后悬(mm)2640/3350接近角/离去角(O)7/7乘客人数N+124h电动车性能参数确定1外形参数项目参数总长(mm)11990电动车性能参数确定2性能参数项目参数底盘型号承载式车身厂定最大质量(kg)18000最高车速(km/h)69最大爬坡度(%)20最大续驶里程(km)1500~30km/h加速时间(s)≤1030~50km/h加速时间(s)≤1525h电动车性能参数确定2性能参数项目参数底盘型号承载式车身厂定设计计算

对确定的车型的静态参数，动力性及通过性的定量验证。先在理论上得到整车的性能参数26h设计计算 对确定的车型的静态参数，动力性及通过性的定量验证。整车重量、轴荷分配及重心计算

按下列公式分别计算出汽车的最大总质量，前轴轴载质量，后桥轴载质量及质心位置

27h整车重量、轴荷分配及重心计算 按下列公式分别计算出汽车的最大整车重量、轴荷分配及重心计算M

──汽车最大总质量M1

──前轴载荷质量M2

──后桥载荷质量Mi

──各总成质量Xi

──各总成质心X轴坐标值hi

──各总成质心离地高度M1i

──各总成相对应前轴质量

hg

──汽车的质心高L

──汽车轴距A

──汽车质心距前轴距离M2i

──各总成相对应后桥质量28h整车重量、轴荷分配及重心计算M──汽车最大总质量7h整车重量、轴荷分配及重心计算

计算的结构，前轴、后桥的载荷分配满足《客车通用技术条件》中前轴轴载质量不小于车辆总质量的25％,驱动桥的轴载质量不小于车辆总质量的50％的要求。

如果计算不符合要求，则进行优化。29h整车重量、轴荷分配及重心计算 计算的结构，前轴、后桥的载荷分动力性能计算---理论计算

30h动力性能计算---理论计算

9h动力性能计算---理论计算1根据最高车速确定最大转速2根据爬坡性能确定最大扭矩3根据加速性能确定最大功率

31h动力性能计算---理论计算1根据最高车速确定最大转速10h动力性能计算---仿真

利用仿真分析软件，建立典型公交线路四工况模型或六工况模型，并对待研制车型进行整车匹配计算，举例：此车型的动力总成部件包括电池、电机、主减速器、差速器以及车轮。其动力总成及连接方式如下图所示。32h动力性能计算---仿真 利用仿真分析软件，建立典型公交线路四动力性能计算---仿真1）整车模型搭建

在Cruise元件库中选取所需要的元件，拖拽到建模区，然后根据不同的连接方式将各元件模型连接在一起，组成纯电动客车的整车模型。33h动力性能计算---仿真1）整车模型搭建12h动力性能计算---仿真2）模块间信号连接

信号主要分为物理信号和电信号。为保证车辆模型的正确，必须将各个部件的信号进行连接，比如电机信号连接、驾驶室信号连接等等；3）模块参数设置

各模块功能的实现及其实际所提供的功率主要是由其本身的参数决定的。对于纯电动客车来说，其动力性能的好坏取决于整车、电池和电机的参数设定，所以必须加载整车参数、电池参数、电机参数进行设置，同时对续驶里程的相关参数也必须进行设置34h动力性能计算---仿真2）模块间信号连接13h动力性能计算---仿真4）加速性能分析

车辆从静止起步，全油门加速，计算车速从0-50km/h的加速时间。

设置最高车速、满载爬坡度分析、制动距离分析。35h动力性能计算---仿真4）加速性能分析14h动力性能计算

根据理论计算和仿真，基本可以确定待选用电机的基本参数，比如最大功率、最大扭矩、最大转速、额定工作电压范围、工作电流范围等等；

电池的基本使用参数：母线电压、母线电流、使用电芯及PACK方式等等。36h动力性能计算 根据理论计算和仿真，基本可以确定待选用电机的基整车稳定性计算1）汽车纵向行驶稳定性计算

汽车的纵向行驶稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其条件为：

b-质心距后桥的距离；

hg-汽车质心高

ψ-道路附着系数37h整车稳定性计算1）汽车纵向行驶稳定性计算16h整车稳定性计算2)汽车横向稳定性计算

静态侧翻角计算：

B——前轮距

静态侧翻角β，《客车通用技术条件》中规定应大于35°

计算进行比较，然后优化38h整车稳定性计算2)汽车横向稳定性计算17h整车稳定性计算3）最小转弯直径Dmin计算 Dmin＝2[(L/tgθ。+B'/2+B/2)2+(L+h)2]1/2

39h整车稳定性计算3）最小转弯直径Dmin计算18h通过性计算1）纵向通过半径R12）横向通过半径R23）轮胎负荷率40h通过性计算1）纵向通过半径R119h电机选型

由于对于纯电动汽车，整车驱动功率全部来自主电机，所以上面的总功率需求即为主电机的功率。且电机的连续功率取决于在工况循环中电机的实际工况点的分布区间，保证在连续功率值附近的区间电机有较高的效率。一般按过载系数2倍进行匹配。

电机主工作点分布主要集中在基速附近，使电机的效率较高。考虑实际循环工况的分布来确定。一般选择电机的基