基于循环工况的纯电动客车驱动电机匹配研究

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1、基于循环工况的纯电动客车驱动电机匹配研究丰林波张磊扬州亚星客车股份有限公司潍柴动力股份有限公司摘要：电动汽车驱动电机的匹配直接影响车辆的动力性和经济性。本文通过对某款纯电动客车在CCBC工况下的电机运行数据计算分析，提出一种基于循环工况的电动汽车驱动电机匹配方法。使用该方法，能够对驱动电机的参数和高效区分布提出明确的需求。关键词：电动客车;驱动电机;匹配方法;循环工况;作者简介：丰林波（1989-），男；主要从事新能源客车的产品规划及动力总成匹配工作。ResearchonMatchingofDriveMotorforPureElectricBusesBased

2、onCycleConditionsFengLinboZhangLeiYangzhouYaxingMotorCoachCo.，Ltd;WeichaiPowerCo.,Ltd;Abstract：ThematchingofdrivemotorforEVdirectlyinfluencesthevehicle’spowerandeconomicperformances.Basedonthecalculationandanalysisofdrivemotor’sworkingdataunderCCBCcycleconditions,theauthorsproposeam

3、atchingmethodofdrivemotorforpureelectricbuses.Withthismethod,motor’sdemandingparametersandhighefficiencyzonecanbeclearedanddefinited.Keyword：electricbus;drivingmotor;matchingmethod;cyclecondition;电动汽车驱动电机传统的匹配方法为根据整车最大爬坡度需求、最高车速需求和加速时间需求计算出电机的峰值参数11^1，然后根据经验系数确定电机的额定参数。这种匹配方法不仅无法保证电

4、机的持续扭矩能够满足常用工况点，而且对电机的高效区也没有提出明确的需求，无法保证电机的工况点集中区域与电机的最高效区域能够重合。在传统匹配方法确定驱动电机的峰值参数的棊础上[4-6]，本文提出通过对整车运行的循环工况进行统计分析，利用Matlab软件对数据进行处理，将驱动电机运行工况点根据其在每一个区域出现的频率的大小分别以不同的形态表示出来，从而确定电机运行工况点的最集中区域和次集中区域，在此基础上根据城市客车运营区域的工况，对该地区电动汽车的驱动电机的高效区提出明确的要求，以提高整车续驶里程。1工况统计分析为使计算数据更有通用性，木文以CCBC[7-9]工

5、况为例，以某款10m纯电直驱电动客车为载体。该电动客车满载质量为14000kg,采用电机+单级减速器方案，减速器速比为3.11，后桥速比为5.13,最高需求车速80km/h，0〜50km/h加速时间小于15s,最大爬坡度耍求为10km/h车速爬坡15%,持续爬坡要求为以20km/h车速爬坡4%。图1为CCBC工况路谱，最高车速60km/h,一个循环计时1314s,循环里程5.92km。图1CCBC工况路谱下载原图将CCBC工况车速和整车参数进行计算M，得到驱动电机运行过程中的输出转速一时间曲线（图2）、输出扭矩一吋间曲线（图3）、功率一吋间曲线（图4）。利用M

6、atlab将图2、图3和图4屮的数据结合到一起，得到扭矩一转速和功率一转速分布图，分别如图5和图6所示。图4功率一时间变化曲线下载原图图5扭矩一转速分布点下载原图图6功率一转速分布点下载原图2电机需求参数匹配分析2.1持续扭矩和持续功率的取值范由图2~图6可知，该款电动客车在CCBC工况下运行，电机需求最高转速为5182r/min,仅考虑加速情况，最大扭矩为433.23N•m，最大放电功率为115kW。同时，根据最大爬坡度计算得到电机需求峰值扭矩为667N*m,根据最高车速需求计算需求峰值转速为6910r/mino考虑到电机驱动功率和发电功率基本对称分布，且车

7、辆制动过程屮存在机械刹车，本文对电机输出扭矩和输出功率的统计仅考虑电机扭矩和功率的正数值点。通过对图2和图3内的电机驱动扭矩和驱动功率进行统计分析，CCBC工况下，电机的驱动扭矩主要分布在0~300N•m,井占比96%，电机驱动功率主要分布在0~80kW，共占比93%。为了保证电机持续扭矩和持续功率能够包含大部分工况，保证在该工况下，整车能够稳定运行，本文选定该持续扭矩和持续功率应能包含至少90%的工况点。经统计分析，这里确定需求持续扭矩为265N•m，需求持续功率为80kW。2.2电机系统工作高效区需求分析为了对图5中的转速一扭矩分布情况进行统计分析，取转速

8、坐标轴范围为（T6000r/min,扭