纯电动汽车的电机与变速器匹配

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1、EquipmentManufactringTechnologyNo.2，2010纯电动汽车的电机与变速器匹配1，21曾虎，黄菊花（1.南昌大学机电工程学院，江西南昌330031；2.江西机电职业技术学院，江西南昌330013）摘要：介绍了纯电动汽车电动机选配的方法，探讨了变速器传动比与档位的确定；以某一纯电动汽车为例，阐述了选配确定的过程，采用两档变速器传动，实现了汽车最高车速和最大爬坡度的要求。关键词：纯电动汽车；传动比；主减速比；基频；匹配中图分类号：U462文献标识码：A文章编号：1672-545X（2010）02-0040-03汽车对人类社会的进步产生了巨大推动作用，但也带来i—

2、——变速器传动比；g了一系列负面效应，如严重的环境公害，石油供应危机等。节i———主减速器传动比；0约能源与开发替代能源，被认为是缓解环境污染、保障能源供r———车轮滚动半径（m）。给的有效方法，开发代用燃料和电动汽车，是解决环境问题的（3）以额定功率、转速确定额定转矩M。N重要手段之一，丰田prius,yaris、比亚迪F3DM等混合动力车PM=9550·N（3）型，均引起了较大市场反响。目前，对电动汽车的研究，主要集NnN中在能源储存、驱动方式和控制策略方面，而纯电动汽车电机M———电机额定转矩(N·m)；N与变速器的匹配，对电动汽车的动力性、经济性、续航里程也P———电机额定功率(

3、kW)；N有显著影响。目前众多在内燃发动机汽车基础上改造的电动n———电机额定转速（r/min）。N汽车，大都沿用了原有变速器的一个或两个档位来传动，不利（4）以最大爬坡度确定短时工作线低速转矩M。于变速器的专用化、轻量化及市场化。本文是在昌河IdealⅡ纯Nmax电动汽车的基础上，根据电机扭矩特性提出的传动方案。按式（4）先计算出汽车在最大坡度下需要的汽车驱动力F；再按式（5）计算出产生此驱动力所需要的电机转矩M。tNmax21电动机性能参数的确定C·A·uF=F=mg·cosα·fd+mg·sinα（4）tr21.151.1电动机主要性能参数确定Ft———汽车驱动力（N）；（1）以最

4、高车速确定电机额定功率P。F———汽车行驶阻力（N）；Nr2u———上坡时汽车速度（km/h）。1Cd·A·umaxP=·(mgf+)·u（1）N3600η21.15maxF·rTM=t（5）Nmaxi·i·ηP———电机额定功（kW）；g0TNM———电机最大转矩(N·m)；η———传动系效率0.90～0.92；NmaxTr———车轮滚动半径（m）；m———最大总质量（kg）；i———变速器传动比；f———滚动摩擦系数，良好沥青路面0.010~0.018，一般沥gi———主减速器传动比；青与水泥路面0.018~0.020；0Cd———风阻系数，轿车Cd=0.30～0.41；ηT———传

5、动系效率，0.90~0.92。A———迎风面积（m2），轿车A=1.7～2.1；1.2选择交流变频电动机的基本原则u———最高车速（km/h）。（1）电机的额定功率，应满足电动汽车最高车速要求；max（2）电机的短时工作转矩，应能满足汽车最大爬坡度要求；（2）以常规车速确定电机额定转速n。N（3）电动汽车的常规车速，应落在变频电机的基频上；i·i·un=g0N（2）N0.377·r（4）电动汽车的最高车速功率平衡点，应落在电动机特性n———电机额定转速（r/min）；曲线的等功率段上。N收稿日期：2009-11-13作者简介：曾虎（1972—），男，江西宜春人，讲师，在职硕士，研究方向：

6、机电一体化产品与系统；黄菊花（1962—），女，江西南昌人，教授，博士（后），博士生导师，主要研究方向：汽车系统动态特性分析与仿真。40《装备制造技术》2010年第2期2变速器传动比和档位确定原则3IdealⅡ纯电动汽车传动设计采用交流驱动系统需要考虑两个主要的动力、阻力平衡3.1性能参数（见表1）点：点：其一是常规车速行驶的转矩平衡点；其二是最高车速下的转矩平衡点。表1IdealⅡ纯电动汽车性能参数要求nmax参数名称类型及数值（1）电机最高转速与最低转速比≥2.5。此时，电动机nN整车装备质量（kg）≤1250从基频向上调速的范围足够大，选择一个档位即可，这种情况m最大总质量（kg）

7、1570对电机性能要求较高，很难保证变频器始终在高效率区域工续航里程（km）120(60km/h)umax最高车速（km/h）80作。功率平衡图如图1所示，图中Pe线代表电机功率线，最大爬坡度（%）20（Pf+Pw）/ηT线代表阻力功率线。r车轮滚动半径（m）0.264n（2）电机最高转速与最低转速比max＜2.5。此时，电动nN3.2各工况阻力，电机转速、功率、转矩计算结果机从基频向上调速范围不够宽，应考虑增加一个档位，功率平（1