纯电动汽车动力总成参数的选择

本文格式为Word版，下载可任意编辑——纯电动汽车动力总成参数的选择基于昌河爱迪尔CH7101BE开发的

纯电动汽车的电力驱动系统相关参数的初定计算书

1说明

本纯电动汽车拟在昌河爱迪尔CH7101BE原有底盘和车身的基础上进行开发，拟设计最高车速为120km/h，一次充电的续驶里程为80km(60km/h均速行驶)。

2电动机功率的确定

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、最大爬坡度以及加速时间（起步加速时间和超车加速时间）的要求。进行电机功率确定时，假设没有变速器，即电机直接与主减速器相连接。2.1满足最高车速电机所需提供的功率

当汽车以最高车速Vmax匀速行驶时，电动机所提供功率(kw)至少为：

式中：

η—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0.88，则η=0.9*0.88=0.792；m—汽车的总质量，取1610kg（原车总质量+蓄电池的质量）；g—重力加速度，取9.8m/s2；f—滚动阻力系数，取0.015；Cd—空气阻力系数，取0.35；

A—电动汽车的迎风面积，取1.6*1.67=2.672m2(原车宽*车身高)；Vmax—最高车速，取120km/h。

代入相应的数据后，求得电动机至少所需提供的功率(kw)，即

2.2满足爬坡性能电机所需提供的功率

根据即将公布的国家标准《纯电动乘用车技术条件》所规定爬坡性能来计算电机所需提供的功率，即依照GB/T18385规定的试验方法，测量车辆的爬坡车速和车辆最大爬坡度：

A、车辆通过4%坡度的最高稳定车速不低于70km/h；B、车辆通过12%坡度的最高稳定车速不低于40km/h；

1

C、车辆最大爬坡度不低于20%。

2.2.1车辆以最高稳定车速70km/h通过4%坡度时电机所需提供的功率

4%坡度为：α=tan-1(0.04)=2.30。车辆在此坡度上行驶电机所需提供的功率至少为：

2.2.2车辆以最高稳定车速40km/h通过12%坡度时电机所需提供的功率

由于驱动电机的功率必12%坡度为：α=tan-1(0.12)=6.80。车辆在此坡度上行驶电

机所需提供的功率至少为：

的电机功率等级，选择驱动电机的功率为37kw。

须满足P>P1、P>P2及P>P3，根据国家标准GB/T18488.1—2023

3动力蓄电池数量的确定

3.1按功率需求来选择电池个数

电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还能保证汽车在电池放电达到铅酸蓄电池性价比高，其电压特性可表示为：

Ebat—电池的电动势（V）；Ubat—电池的工作电压（V）；Rbat0—电池的等效内阻（Ω）；Ibat—电池的工作电流（A）。

寻常，Ebat、Rbat均是电池工作电流Ibat以及电流电量状态值SOC的函数，进行电一定深度的状况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。

式中：

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Ebat和电池等效内阻Rbat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：

上式最大值，即铅酸电池在SOC设定最小允许工作状态值时所能输出的最大功

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率为：

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，严重损坏电池寿命。出于此考虑，寻常要求电池工作电压处于2/3~1倍的范围内，另外从铅酸电池的放电效率：

也可保证电池具有较高的效率。因此，在实际应用中，铅酸电池的最大输出功率应限制为：

由于计算单个电池模块的输出最大功率时，应选择当电池SOC在最差的状况下，即一般取SOC=0.4时，计算其输出的功率：

铅酸电池组的容量应满足电动机的最大输出功率要求，若电池组采用串联的连接

方式，则应选择的电池个数：

式中：

ηmc—电机及控制器的工作效率；

Pbdmax—最小允许SOC值下电池组提供的功率。

3.2按行驶能量需求来选择电池个数

采用容量为150Ah铅酸蓄电池，当其SOC控制在0.4~0.8之间时平均开路电压约为Voc=13.52V，而电池块端电压按2/3~1倍开路电压估计。这样Uess计算得：

而蓄电池实际放出的能量为C=（0.8-0.4）*Ca=0.4*150=60Ah电池的能量计算公式为：

Wess—电池组的实际能量(kwh)；Uess—电池组的平均工作电压(V)；

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C—电池块实际放出的容量（Ah）。

据设计要求纯电动汽车一次充电以Vel（60km/h）的车速均速行驶的续驶里程不

小于80km，所需的功率可由下式计算：

则，行驶里程S（80km）所需的能量为：

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)。从以上计算可知，不等式电池能够满足能量的要求。即，

上式通过变化可得如下关系式：

不成立。因此需增加电池个数，让

取蓄电池的个数为16个，所以电池组的名义电压为16*12=192V。

另外，由3.1和3.2两步骤所确定的电池个数，还需要验证电池与电机控制器相连之间的电压匹配关系，即满足以下关系：式中：

Umc.max—电机控制器的最大工作电压(V)；Umc.min—电机控制器的最小工作电压(V)。

结合以上的计算，初步选用泰安泰山新动力有限公司生产的37kw/192V永磁无

刷直流电机（交流电机），相关性能参数及原厂提供的安装尺寸（mm）如下：

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注：全套的价位是包括电机、电机驱动器以及调速踏板（调速控制器）的价位。假使数量大，譬如一次性购买在50台以上，该公司可以给20%的优惠，可按客户要求的安装尺寸外形进行订制。电话真址：.邮箱：tangjin123@

4主减速比i0确定

（1）主减速比i0的选择应满足最高行驶车速的要求，由最高车速Vmax与电机最高转速Nmax以确定主减速比的上限。所选电机的最高转速稳定Nmax为4000r/min，所选车轮滚动半径r为0.272m，则，

和最高车速对应的行驶阻力

（2）由电机的最高转速对应的最大输出转矩TmaxFmax=Ff+Fw确定速比的下限值。

由前面计算可知：

由以上的计算，主减速比i0初定为3.1

5通过计算车辆的最大爬坡度和加速时间以验证电机等选择的合理性

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