纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究.pdf

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1、纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究Pureelectricvehicledrivesystemparametersoptimizationdesignandperformancesimulationstudy吴敏WUMin（重庆工贸职业技术学院信息工程系，重庆408000）摘要：纯电动汽车动力驱动系统的参数设计，如电池容量、电动机功率、传动比以及它们之间的合理匹配，对纯电动汽车的续驶里程和动力性等都有显著的影响。本文主要研究将优化理论应用到纯电动汽车动力驱动系统的优化设计中，以实现驱动系统各个部件参数的最佳匹配，充分发挥纯电动汽车整体性能，通过仿真试验证明了

2、该方法的正确性和有效性。关键词：纯电动汽车；参数；设计；性能仿真中图分类号：TH122文献标识码：B　文章编号：1009-0134(2012)05(下)-0124-05Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2012.5(下).360引言和质量也会迅速增加，而且会使电动机不能经常工作在峰值功率附近，从而会出现大马拉小车的电动汽车动力驱动系统的设计应该满足车辆现象，使电动机的效率下降。因此，电动机的功对动力性能和续驶里程的要求。车辆行驶的动力率不能选得太大，应该依照电动汽车的最高行驶性能可以用以下四个指标来评价：[1]车速、爬坡度和加速性能来确定电动机的功

3、率。1）起步加速性能。车辆在设定时间内由静止加速到额定车速或走过预定的距离的能力。1.1根据汽车最高车速确定电动机功率2）以额定车速稳定行驶的能力。对电动汽车设计中常常以先保证汽车预期的最高车速来来说，蓄电池和电动机应该能提供车辆以额定车初步选择电动机应有的功率。已知电动汽车期望速稳定行驶的全部功率需求，并且根据我国的道的最高车速，选择的电动机功率应大体上等于但路状况至少能克服坡度为3％的路面阻力。不小于汽车以最高车速行驶时行驶阻力消耗的功3）以最高车速稳定行驶的能力。在电动汽车率之和。电动汽车以最高车速行驶消耗的功率为上，电动机发出的功率应该能够维持车辆以最高（1）车速

4、行驶。4）爬坡能力。电动汽车能以一定的速度行驶式中，M为整车质量（kg）；f为滚动阻力系数；在一定坡度的路面上。2CD为迎风阻力系数；A为迎风面积（m）；Umax为另外，电动汽车的蓄电池所输出的电能和电最高行驶车速（km/h）。量应该能够维持电动汽车在一定工况下行驶额定1.2根据汽车爬坡度确定电动机功率的里程。电动汽车以某一车速爬上一定坡度消耗的功本文项目以改造型纯电动汽车为例，对其驱率为动系统参数进行了的优化设计和性能仿真。1电动机参数设计（2）电动机的功率包括额定功率和最大功率。电动机的功率选得越大，则电动汽车的后备功率越式中，ua为电动汽车行驶速度（km/h）；i为

5、多，加速和爬坡性能越好，但同时电动机的体积坡度。收稿日期：2011-12-07基金项目：重庆市教科计划资助项目（KJ112908）作者简介：吴敏（1967－），男，重庆涪陵人，副教授，主要从事汽车电器及电子技术应用研究。【124】第34卷第5期2012-5(下)【124】第34卷第5期2012-5(下)1.3根据电动汽车加速性能确定电动机功率（9）电动汽车在水平路面上加速行驶消耗的功率为（3）式中，Fumax为最高车速对应的行驶阻力；Tumax为电动机最高转速对应的输出转矩。由电动机的最大输出转矩和最大爬坡度对应（4）的行驶阻力确定传动系速比下限为（10）式中，δ为汽车旋

6、转质量换算系数；Iw为车2轮的转动惯量（kg·m）；If为飞轮的转动惯量2式中，Fimax为最大爬坡度对应的行驶阻力（kg·m）；R为车轮半径（m）；ig为变速箱传动比；（N）；Tmax为电动机最大输出转矩（N·m）。i0为主减速器传动比。电动汽车的电动机功率应能同时满足汽车对3电池组容量设计最高车速、加速度及爬坡度的要求。所以电动汽电池组容量的选择主要考虑汽车行驶时的最车电动机的额定功率为大输出功率和消耗的能量，以保证电动汽车对动力性和续驶里程的要求。3.1由电动汽车所需的最大功率选择电池组数目（5）蓄电池的携带能量必须大于或等于电动汽车的最大能耗，这样才能保证电动汽车

7、行驶要求。电动汽车电动机的最大功率为所以要求电池组数目为（6）（11）式中，ηt为机械驱动系统效率；λ为电动机的过载系数。式中，ηe为电动机的工作效率；ηec为电动机控2传动系传动比设计制器的工作效率；N为单个电池组所包含的电池的当电动机输出特性一定时，传动系的传动比数目。如何选择，依赖于整车的动力性指标要求，即电3.2由续驶里程选择电池组的数目动汽车传动比的选择应该满足汽车最高期望车速、在汽车充电前，蓄电池所携带的能量必须保最大爬坡度以及对加速时间的要求。证电动汽车能够行驶一定的里程。所以电池组数2.1传动系速比的上限目为传