动力系统设计匹配规范.pdf

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1、电动汽车动力系统设计匹配规范1概述汽车作为一种运输工具,运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏将直接影响到汽车在城市和城际公路上的使用情况。电动汽车的动力系统主要包括电动机、动力电池、传动系等相关系统。电动汽车动力匹配的任务是在满足整车动力性能要求的基础上合理选择动力总成中各部件参数,降低改装成本和提高续驶里程。本规范将指导在本公司纯电动客车设计中的动力系统设计匹配。2术语1)迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积,可以通过三维数模的测量得到,三维数据不健全则通过设计总布置图测得。2)动力传动系

2、统机械效率根据上饶客车车型动力传动系统的具体结构,传动系统的机械效率ηT主要由变速器传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。根据电机的性能匹配情况可以增减传动系统装置,通常变速装置每增加一对齿轮摩擦副,整体传动效率降低1%;传动轴的一个十字节效率降低1%;主加速部分的齿轮副同样降低效率1%。例如:根据实际情况,无变速器电机+传动轴直驱的方案传动效率为:式中:η=99%×99%×99%×99%=96.1%...........................(1)T3)滚动阻力系数滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公

3、式进行匹配计算:4⎡⎛ua⎞⎛ua⎞⎤f=c⎢f0+f1⎜⎟+f4⎜⎟⎥...........................(2)⎢⎣⎝100⎠⎝100⎠⎥⎦式中:f—0.0072~0.0120以上,取0.012;0f1—0.00025~0.00280,取0.0027;f4—0.00065~0.002以上,取0.002;ua—汽车行驶速度,单位为km/h;c—对于良好沥青路面,c=1.2。4)能量型蓄电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出的蓄电池。5)功率型蓄电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输入的蓄电池。6)容量恢复能力蓄电池在一定的温度条件

4、下,储存一段时间后再充电,其后放电容量与额定容量之比。7)充电终止电流在指定恒压充电时,蓄电池终止充电时的电流。8)I3放电能量蓄电池在20℃±5℃温度下,以1I3(A)电流放电,达到终止电压是所放出的能量(Wh)。此值可从电压-容量曲线的覆盖面积积分求得,要求至少50个等值时间间隔点,或用积分仪直接求得。3动力系统参数设计3.1动力系统选型匹配理论依据汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系,汽车的驱动力-行驶阻力平衡方程为Ft=Ff+Fw+Fi+Fj................................(3)式中:F—驱动

5、力;tF—滚动阻力;fF—空气阻力;wF—坡道阻力;iF—加速阻力。j下面对上述驱动力和行驶阻力的匹配计算方法以及各个曲线的匹配计算方法简要说明如下。a)驱动力、行驶阻力及其平衡图在电机转速特性、传动系统传动比及效率、车轮半径、空气阻力系数、迎风面积以及汽车的质量等确定后,便可确定汽车的驱动力-行驶阻力平衡关系。驱动力:TiiηtqgoTFt=....................................(4)rd式中:T—电机的转矩,单位为N·m;tqi—变速器各个档位的传动比gi—主减速器速比;0η—动力传动系统机械效率;Tr—车轮滚动半径,单位为m

6、。滚动阻力Ff=mgfcosα....................................(5)式中:m—汽车匹配计算载荷工况下的质量,单位为kg;2g—重力加速度,单位为m/s;f--滚动阻力系数;α—道路坡角,单位为rad;空气阻力2uaFw=CDA....................................(6)21.15式中:CD—空气阻力系数;A—迎风面积,单位为m2;ua—汽车行驶速度,单位为km/h。客车空气阻力系数通常取0.5-0.8,上饶客车根据具体车型造型选择系数大小,车辆造型越趋向于流线空气阻力系数取值越小。坡道阻力F

7、i=mgsinα....................................(7)式中:m—汽车匹配计算载荷工况下的质量,单位为kg;2g—重力加速度,单位为m/s;α—道路坡角,单位为rad;加速阻力duaFj=δm......................................(8)dt式中:δ—旋转质量换算系数;m—匹配计算载荷工况下汽车的质量,单位为kg;dua—汽车行驶加速度,单位为m/s2。dt在进行动力性初步匹配计算时,由于不知道汽车轮胎等旋转部件准确的转动惯量数值,对于旋转质量换算系数δ,通常根据下述经验公式进行匹配计算确定

8、:2δ=1

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