【《纯电动轻载货车传动系统的参数设计案例》2600字】

纯电动轻载货车传动系统的参数设计案例1.1动力性评价指标纯电动轻载货车的动力系统参数的设计，需要同时满足称量对动力性和续航里程的要求。其中，纯电动轻载货车的动力性指标主要有以下四点：起步加速性能：纯电动轻载货车从静止加速到某速度或者在一定距离内以最大加速度运动所需要的最短时间。最大车速：纯电动轻载货车可以达到在水平、较好的直线路面上（或者是混凝土、沥青路面上）可以达到的最大并且行驶稳定的车速。最大爬坡度：在没有风或者微风的条件下，电动机提供的最大输出功率使纯电动轻载货车能够爬到的最大坡度的能力。此外，纯电动轻载货车上的蓄电池组的能量要满足可以支持车辆达到一定的续航里程。1.2设计参数表2-1纯电动轻载货车整车参数及设计目标参数数值整备质量/kg3000满载质量/kg5000风阻系数0.6滚动阻力系数0.015迎风面积/m23.52滚动半径/m0.33机械传动效率/%95最高车速/km·h-1100最大爬坡度/%200—50km/h加速时间/s≤5续航里程/km3001.3电动机的参数设计纯电动轻载货车的动力主要来源于驱动电机，它的动力各种驱动参数匹配主要依据电动机的额定功率、电动机的峰值运转功率、电动机的额定转速以及电动机的最高转速。电动机的功率对纯电动轻载货车的动力性有很大的影响，它的功率越大，在加速方面的性能会越好，爬坡度也会越大，然而电动机的重量和空间体积也会有增加，这样就会使电动机的能量利用率降低，续航里程也会相应的减少。1.3.1电动机的额定功率、峰值功率由纯电动轻载货车的最大车速确定电动机的功率用纯电动轻载货车的最大车速来计算电机的功率，其公式为：（2-1）式中，—整车质量（kg）；—滚动阻力系数；—迎风阻力系数；—迎风面积（m2）；—最大车速（km/h）；—机械传动系统效率（取0.95）。可计算出，纯电动轻载货车以最好车速运动时候的功率为50.69kW，取整为51kW。根据纯电动轻载货车的最大爬坡度确定电动机的功率纯电动轻载货车用某一车速爬最大坡度时的功率是：（2-2）式中，—爬坡速度，假设为20km/h；—最大坡度角；—整车质量（kg）；—滚动阻力系数；—迎风阻力系数；—迎风面积（m2）。可计算出，以20km/h的速度爬最大坡度时，纯电动轻载货车消耗的功率为31.94kW，取整为33kW。根据纯电动轻载货车的加速性能确定电动机的功率纯电动轻载货车可以在水平、良好路面上加速运转的功率为：（2-3）式中，—质量换算系数为1.0；—整车质量（kg）；—滚动阻力系数；—迎风阻力系数；—加速度；—迎风面积（m2）。经计算可得，纯电动轻载货车在水平、良好路面上加速行驶的功率为81.08kW，取整为83kW。电动机的峰值功率同样需要同时满足纯电动轻载货车对最大车速、最大爬坡对和加速度的要求，额定功率也同样能够满足纯电动轻载货车对最大车速的要求，所以纯电动轻载货车对电机的电动机额定功率、峰值功率的要求分别为：（2-4）所以计算得出，纯电动轻载货车电动机的额定功率为51kW，峰值功率为83kW。纯电动轻载货车的电动机峰值功率通常情况下应该是额定功率的2~3倍：（2-5）式中，—电动机的峰值功率；—电动机的额定功率；—电动机的过载系数。所以，选择永磁同步电动机，该电动机额定功率为60kW，最大功率为120kW。1.3.2电机最大转速和额定转速电机的最高转速需要满足纯电动轻载货车的最大车速，则：（2-6）式中：—电机的最大转速（r/min）；—纯电动轻载货车的最大车速（km/h）；—传动系统的传动比，取5.11；—车轮半径（m）。电动机的额定转速为：（2-7）式中，—驱动电机的最大转速（r/min）；—恒功率区扩散系数，通常取值2~4；—电动机的额定转速（r/min）。故，驱动电机的最高转速是4107r/min，额定转速是2000r/min。1.3.3电动机最大转矩电动机的最大转矩要根据系统的传动比来确定纯电动轻载货车的最大转矩和最大坡度角：（2-8）计算可得，纯电动轻载货车起动和最大爬坡所需要的最大转矩是343.48N·m，取整为350N·m，又因为过载系数在1.8~1.5范围内，取额定转矩为150N·m。1.3.4电动机额定电压本文选用的是380V永磁同步电机。表2-2驱动电机参数表额定功率（kW）60峰值功率（kW）120额定转速（r/min）2000峰值转速（r/min）4107额定转矩（N·m）150峰值转矩（N·m）350电机工作效率0.95电机额定电压（V）3801.4传动系统传动比设计1.4.1传动比上限的确定由电机的最大转速和最高行驶车速确定的为（2-9）式中，—电机最大转速（r/min）；—纯电动轻载货车最高车速（km/h）。经计算，最小传动比为1.155。1.4.2传动比下限的确定有最大爬坡度和最大输出转矩决定的为（2-10）式中，—电机输出最大转矩。计算得，最大爬坡对和最大输出转矩决定的最大传动比为5.8。有最高车速和电机最大转速对应的最大转矩决定的为（2-11）式中，—电机的最高转速对应的输出转矩。经计算，最高车速和单电机最大转速相对应的最大转矩决定了传动比，其下限为1.16。所以，本文选取的减速器传动比为5.11。1.5电池组参数设计电池是纯电动轻载货车动力的来源，它是用来储存能量的，是制约纯电动车辆发展非常重要的一个因素。电池因种类而存在差异，所以评价电池的性能指标时也有所不同，主要指标有电压、内阻、容量、功率、寿命等。1.5.1动力电池的要求较高的比能量。要达到一定的续航里程，电池要求可以存储多一点能量。较大的比功率。要保证纯电动轻载货车在爬坡、加速等方面的性能可以和燃油车辆相比较的话，比功率是非常重要的。要均匀。电池组一般是几十个电池串联在一起工作的，有事也需要并联，而电池组的整体性能受最差的那个电池影响，所以在性能方面最好要均匀一些。寿命尽可能长、很好的温度适应能力、安全可靠性、廉价、环保等。1.5.2电池的参数匹配电池的容量和电池的功率之间存在一定的关系，当容量增加时，其功率也增大，即存在正比例关系。但是，又存在很多因素会影响电池的选择，如货车的质量、空间结构等。（1）确定电池的功率 (2-12)式子中，—车速，为50km/h；—电机效率，为0.9；—电池效率，为0.92。经计算，。（2）确定货车的能量： (2-13)经计算，。货车正常运转时，电池需要的能量：(2-14)式中，—电池的放电效率（取0.8）。经计算，由于动力电池组给驱动电机提供电压驱动其工作，所以动力电池组中的电压应该稍大于或等于电机的工作标称电压，所以本文中动力电池组的电压取为380V。动力电池的容量公式为：(1.15)通过上式计算出来，动力电池组的容量，结合市面上已有的动力电池单体型号，将动力电池组的容量圆整为280Ah。本文中选用的是一种动力电池