基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析

摘要动力系统参数的选择与匹配对电动汽车的动

力性和经济性会产生很大的影响。文章在理论计算和系统分析的基础上，对电机、电池以及传动系传动比进行了参数匹配，分析了纯电动汽车动力系统参数的选择对电动汽车性能的影响。GT-suite 仿真结果表明，所选动力总成部件与整车匹配后能够满足纯电动轿车动力性的要求。为纯电动汽车动力系统参数选择与匹配提供了参考。

关键词电动汽车动力系统参数匹配动力性仿真

中图分类号：U463. 23 文献标识码：A

电动汽车是解决当前能源短缺和环境污染问题可行的

技术之一。电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车。近些年来，电动汽车的研制热潮在全世界范围内兴起，尤其是在我国，逐步向小批量商业化生产的方向发展。电动汽车技术的发展依赖于多学科技术的进步，尤其需要解决的问题是进一步提高动力性能，增加续驶里程，降低成本。考虑开发经费和开发周期，建立计算机仿真模型对电动汽车的性能进行仿真分析是很有意义的。

1电动汽车动力系统参数要求电动汽车的动力性主要取决于动力及传动系统参数匹配，包括动力电池、驱动电机及传动系统控制器等部

件。

根据设计要求，本电动汽车设计参数为：最高车速

150km/h，最大爬坡度》30%，续驶里程》180km。0100km/h

的时间为： < 15s。相关的车辆参数为：汽车整备质量: 1600kg ;迎风面积：2.19m2;长？卓？赘呤滴？631?? 790??

470 m m ；轴距为：2650；滚动阻力为：0.0015；风阻系数：

0.296 。

2电机参数匹配电机作为电动汽车主要动力源，电机的匹配对电动汽车

性能起着关键作用。电机匹配主要考虑参数为电机的额定功率、峰值功率，电机的最高转速、额定转速。

2.1电机额定功率、峰值功率的选择电机功率的高低直接决定了汽车

动力性的好与坏。电机

额定功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡度就越好，但是带来的是电机体积与质量的增加，而且此时电机不能保持在较高效率下工作，降低车辆的能量利用效率，缩短了汽车的续驶里程。因此，为了满足整车动力性能要求的同时，使车辆具备一定的后备功率。驱动电机的最大功率（Pemax）

必须满足最高车速时的阻力功率（Pe）、最大爬坡度时的功

率（Pa）及根据加速时间的功率（Pc）要求，即：Pemax> max[Pe ，Pa，Pc]。

Pe = （mgf + ）；

Pa = ( mgf + mg + );

Pc = ( m + mgf + );

umax 最高车速（km/h）; T 传动系机械效率; m 电动

汽车整备质量（kg ）；f 滚动阻力系数；CD 空气阻力系数；A

迎风面积（m2）；max 最大爬坡度（?埃?ui 车速（km/h ）；

ua汽车的加速末速度（km/h ）；ta汽车加速时间（s）;为汽

车旋转质量换算系数。

根据设计要求以及汽车参数带入公式可计算得

Pe=35kw ；Pa=37kw；Pc=47kw ；

电机的峰值功率与额定功率的关系为：P1= P2。

式中：P1电机额定功率（kW）;P2电机峰值功率（kW）;

电机过载系数。

驱动电机的过载系数通常根据其工作环境温度决定，如

果环境温度长期处于在40 度以上，只能按照额定功率使用，如果在20度左右，可以在1.2-2.5 内使用，如果工作在零度以下，可以将过载系数调至1.5-1.6，过高的过载系数会导致

绕组温度过高而烧毁，电动汽车的工作环境一般处于-10 C到

35C,将过载系数确定为2。根据Pe max选择驱动电机的峰值功率，本文选择P1=30 kW，P2=60 kW。

2.2电机额定转速和最大转速的选择驱动电机的额定转速（nb）和最

高转速（nmax）的选取

应符合驱动电机的转矩转速特性要求，如图1 所示，在启动

即低转速时得到恒定的最大转矩（Tmax ），同时在高转速时得到恒定的较高功率（wb ）。

nmax/nb= （电机扩大恒功率区系数）。增大值，可使

电机在恒转矩区获得较大的转矩，提高汽车的加速和爬坡性

能。但值过大，会导致电机工作电流和逆变器的功率损耗

和尺寸增大，因此值一般取2?3。如果值处于此范围，仅需要一级减速，而本电动汽车满足此要求所以采用一级减速。

2.3 电机转矩制定

Tmax 选择依据要根据整车整备质量来确定，既要能满

足汽车启动的最小转矩Tmin 和最小设计加速度amin ，同时要结合传动系最大传动比（imax ）和最大爬坡度max 来确定。

式中：r 汽车轮胎滚动半径（m）；imax 传动系统最大传

动比，Tmin为需要最小转矩（N?m）;而结合公式本车型通

过仿真计算得到的电机最大扭矩为280Nm。

3电池组参数设计对于电动汽车，动力的直接来源是动力电池的电

能；电

动汽车的动力性能主要由整车参数、驱动电机性能、动力电池放电能力决定。因此，动力电池的能量输出直接决定了电动汽车动力性能。

3.1 由最大输出功率确定电池组数目（n）

电池单体数量的选择，基本要求是要满足电动机最大功

率的需求，本车采用的是三个电池组串联的方式

式中： L 电动车续驶里程（ km ）；W 电动汽车行驶 1km

所消耗的能量（ kW ）；C 单节电池额定容量（ A?h ）；U 单节电池电压（ V ）。

np 和 n 的较大值作为最后确定的电池组数目。

4 传动系参数设计电动汽车的传动系参数匹配设计主要包括：变速器传动

比及挡位的确定和主减速器的匹配设计等。在电机定型之

4.2 最小传动比（ imin ）的确定

imin=0.37 ；式中：nmax 为电机最高转速（r/min ）;r 为轮胎半径（m ）。

由于此电动汽车采用了单级减速比，所以本车需要兼顾

算出的最大、最小传动比的值，而本车的减速比选择为

8.28

。 5 动力性能仿真

性能指标要后，传动系速比的匹配，主要取决于整车的动力性能指求。 4.1 最大传动比（ imax ）的确定

由最大爬坡度和最大输出扭矩决定的 imax 为：

式中： Ttqmax 电机最大输出转矩（

N?m ）；

由电机最高转速和最高行驶车速确定的

imin 为：

5.1 动力性能仿真根据整车布置和设计方案，以广泛应用于电动汽车动力

性仿真的 GT-Suite 软件进行仿真计算，建立整车和关键部件

电机、电池和减速器等）的仿真模型，建立模型的基本步骤包括选择车辆和部件模块，进行各部件间的机械、电器和信号连接，输入各模块主要参数等。

NEDC ( New European Driving 5.2 仿真结果文章基于软件 GT-suite 对动力系统进行的仿真结果如

F:该车的最大速度为 150 km/h ; 0?100 km/h 的加速时间为10.24 S ，最大爬坡度为 32.995 7%。NEDC 工况续驶里程

为207km 。仿真结果表明，电动汽车的最大车速、加速性和爬坡性等动力性能能够满足设计的要求，说明整车匹配方案合理。所选电机能够确保整车动力性能达到设计要求。

6 结论电动汽车动力传动系统参数设计及合理匹配对其性能

有很大的影响。根据整车动力性要求，通过理论计算，对电动汽车电机、电池和传动系统进行匹配计算，仿真结果表明利用此方法进行电动汽车动力总成的匹配计算是合理的，同时也为电动汽车的设计、动力性能预测和分析提供了一种有效方法和手段。

参考文献

[1] 熊明洁，胡国强，闵建平 .纯电动汽车动力参数选择

与匹配 [J]. 汽车工程师， 2011（5）：36-38.

[2] 余金凤，丁川 .电动汽车电动机的选择及加速性能试

验J].洛阳：河南科技大学学报， 2003.

动力性仿真选用欧盟的

Cycle ）作为道路循环工况，该工况时间为

1180s ，距离 10.98km ，要求最高车速为

120km/h ，平均车速 33.50km/h 。

[3] 宋杰.基于电池放电特性的电动汽车动力性能分析

[J]. 辽宁工业大学，2011

[4] 余志生.汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，2000.

动力学主要仿真软件

车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发

(完整版)纯电动汽车动力性计算公式

XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1）式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα

所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1）式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：

机械系统动力学

机械系统动力学报告题目：电梯机械系统的动态特性分析姓名：专业：学号：

电梯机械系统的动态特性分析一、课题背景介绍随着社会的快速发展，城市人口密度越来越大，高层建筑不断涌现，因此，现在对电梯的提出了更高的要求，随着科技的进步，在满足客观需求的基础上，电梯向着舒适性，高速，高效的方向发展。在电梯的发展过程中，安全性和功能性一直是电梯公司首要考虑的因素，其中舒适性也要包含在电梯的设计中，避免出现速度或者加速度出现突变，或者电梯运行过程中的振动引起人们的不适。因此，在电梯的设计过程中，对电梯进行动态特性分析是十分必要的。二、在MATLAB中编程、绘图。通过同组小伙伴的努力，已经得到了该系统的简化模型与运动方程。因此进行编程：该系统的微分方程：[][][]{}[]Q x k x c x M= + ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ?? ? ? ，其中矩阵[M]、 [C]、[K]、[Q]都已知。该系统的微分方程是一个二阶一元微分方程，在MATLAB中，提供有求解常微分方程数值解的函数，其中在MATLAB中常用的求微分方程数值解的有7个：ode45，ode23，ode113，ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb 。 ode是MATLAB专门用于解微分方程的功能函数。该求解器有变步长（variable-step）和定步长（fixed-step）两种类型。不同类型有着不同的求解器，其中ode45求解器属于变步长的一种，采用Runge-Kutta

算法；和他采用相同算法的变步长求解器还有ode23。 ode45表示采用四阶，五阶Runge-Kutta单步算法,截断误差为(Δx)^3。解决的是Nonstiff(非刚性)常微分方程。 ode45是解决数值解问题的首选方法，若长时间没结果，应该就是刚性的，可换用ode23试试。 Ode45函数调用形式如下：[T,Y]=ode45(odefun,tspan,y0) 相关参数介绍如下：通过以上的了解，并对该微分方程进行变换与降阶，得出程序。MATLAB程序：（1）建立M函数文件来定义方程组如下： function dy=func(t,y) dy=zeros(10,1); dy(1)=y(2); dy(2)=1/1660*(-0.006*y(2)+0.003*y(4)-0.0006*y(10)-1.27*10^7*y(1)+1.27*10^7*y (3)+2.54*10^6*y(9)); dy(3)=y(4); dy(4)=1/1600*(+0.03*y(2)-0.007*y(4)+0.003*y(6)+1.27*10^7*y(1)-7.274*10^8*y(3 )+1.27*10^7*y(5)); dy(5)=y(6);

纯电动汽车制动系统计算方案

纯电动汽车制动系统计算方案 1 2020年4月19日

文档仅供参考目录前言............................................................................ 错误!未定义书签。一、制动法规基本要求 ............................................ 错误!未定义书签。二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 ......... 错误!未定义书签。 2.1整车基本参数................................................ 错误!未定义书签。 2.2样车制动系统主要参数 ................................ 错误!未定义书签。三、前、后制动器制动力分配 ............................. 错误!未定义书签。 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 ............ 错误!未定义书签。 3.2理想前后制动力分配曲线及曲线 ............. 错误!未定义书签。 3.2.1理想前后制动力分配 .......................... 错误!未定义书签。 3.2.2实际制动器制动力分配系数............... 错误!未定义书签。五、利用附着系数与制动强度法规验算 ................. 错误!未定义书签。六、制动距离的校核 ................................................ 错误!未定义书签。七、真空助力器主要技术参数................................. 错误!未定义书签。八、真空助力器失效时整车制动性能 ..................... 错误!未定义书签。九、制动踏板力的校核 ............................................ 错误!未定义书签。十、制动主缸行程校核 ............................................ 错误!未定义书签。十一、驻车制动校核 ................................................ 错误!未定义书签。 1、极限倾角 ....................................................... 错误!未定义书签。 2、制动器的操纵力校核.................................... 错误!未定义书签。 I 2020年4月19日

比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构与检修

比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸埋钻铁电池，200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km，每100km的能耗在21度（1度=1 kWh）以内，每1 00km的加速时间为10s，最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便，快充可以使用充电站的380V充电桩充电，慢充可需220V民用交流电源，慢充6～8小时可充满电池。一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构 1．比亚迪E6纯电动汽车动力系统比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示，其主要由三大模块组成。

（1）电动车的控制模块可分为：电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。（2）电动车的动力模块有：电动机总成、电池包体总成。

（3）电动车高压辅助模块有：车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。 2．动力控制系统的工作原理（1）充电过程充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口，或者220V市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱，配电箱直接途径应急开关后对Hv电池组充电。在充电过程当中，电源管理器一直监控着HV电池组的温度和电压，如果发现HV电池组内部某单体温度或电压过高，就会切断配电箱给HV电池组的供电。（2）放电过程 HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急开关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换器。主控ECU根据驾驶员操作信息（接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号）控制着电机控制器的工作，电机控制器主要控制流向电机的电量大小，以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量，经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供12V的电源。 3．动力系统各部件的作用（1）电机控制器：负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转，关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容，目的是为了控制电流的工作，保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。（2）DC-DC：负责将330V高压直流转低压提供给车载低压用电设备，如

纯电动汽车制动系统计算方案

目录前言 (1) 一、制动法规基本要求 (1) 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 (2) 2.1整车基本参数 (2) 2.2样车制动系统主要参数 (2) 三、前、后制动器制动力分配 (3) 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 (3) 3.2理想前后制动力分配曲线及曲线 (4) 3.2.1理想前后制动力分配 (4) 3.2.2实际制动器制动力分配系数 (4) 五、利用附着系数与制动强度法规验算 (9) 六、制动距离的校核 (11) 七、真空助力器主要技术参数 (12) 八、真空助力器失效时整车制动性能 (12) 九、制动踏板力的校核 (14) 十、制动主缸行程校核 (16) 十一、驻车制动校核 (17) 1、极限倾角 (17) 2、制动器的操纵力校核 (18)

前言 BM3车型的行车制动系统采用液压真空助力结构。前制动器为通风盘式制动器，后制动器有盘式制动器和鼓式制动器两种，采用吊挂式制动踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线（X型）布置，安装ABS系统。驻车制动系统为后盘中鼓式制动器和后鼓式制动器两种，采用手动机械拉线式操纵机构。一、制动法规基本要求 1、GB21670《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 2、GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 3、GB13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》 4、GB7258《机动车运行安全技术条件》 400N

二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 2.1整车基本参数 2.2样车制动系统主要参数

本车型要求安装ABS 三、前、后制动器制动力分配 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力在分析前、后轮制动器制动力分配比前，首先了解地面作用于前后车轮的法向反作用力（图1）。由图1，对后轮接地点取力矩得： 1z g du F L Gb m h dt =+……………………（1）式中：1z F —地面对前轮的法向反作用力，N ； G —汽车重力，N ； b —汽车质心至后轴中心线的水平距离，m ； m —汽车质量，kg ； g h —汽车质心高度，m ； L —轴距，m ； du dt —汽车减速度2/m s 。对前轮接地点取力矩，得： 2z du F L Ga m dt =-……………………（2）式中：2z F —地面对后轮的法向反作用力，N ； a —汽车质心至前轴中心线的距离，m 。 12()()z g z g G F b h L G F a h L ???=+??? ?=-?? (3)

车辆系统动力学仿真大作业(带程序)

Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院专业：机械工程及自动化姓名：指导教师：

The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:

According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b

纯电动汽车动力性计算公式

XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1）式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα

kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1）式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式：铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2）上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）

纯电动汽车的结构和驱动系统性能比较资料

纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较摘要纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。绪论作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。结构分析整体式驱动整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。

纯电动汽车的驱动电机系统详解

纯电动汽车的驱动电机系统详解驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。一、驱动电机系统介绍驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，如图1所示。整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。驱动电机技术指标参数，如表1所示，驱动电机控制器技术参数如表2所示。1、驱动电机永磁同步电机是一种典型的驱动电机(图2)，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器(图3)来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。旋转变压器检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱

动电机旋转。温度传感器的作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。驱动电机上有一个低压接口和三根高压线(V、U、W)接口，如图4所示。其中低压接口各端子定义如表3所示，电机控制器也正是通过低压端口获取的电机温度信息和电机转子当前位置信息。2、驱动电机控制器驱动电机控制器MCU结构如图5所示，它内部采用三相两电平电压源型逆变器，是驱动电机系统的控制核心，称为智能功率模块，它以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路。MCU对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器VCU。驱动电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障码和相关数据。驱动电机控制器主要依靠电流传感器(图6)、电压传感器、温度传感器来进行电机运行状态的监测，根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。电流传感器用于检测电机工作实际电流，包括母线电流、三相交流电流。电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压，包括动力电池电压、12V蓄电池电压。温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模块的温度。驱动电

新能源汽车电气技术教案47-48-新能源汽车制动系统认知

教学设计

教学过程教学环节教师讲授、指导（主导）内容学生学习、操作（主体）活动时间分配一、二、三、组织教学：组织学生起立，师生问好。导课部分：作为一名新能源汽车售后服务人员，你知道纯电动汽车、混合动力汽车制动系统于传涛的汽车制动系统有什么区别吗？新授部分： 1.混动汽车制动系统的工作原理电源开关打开后，蓄电池想控制器供电，控制器开始工作，此时Emb信号灯显示系统应正常工作。驾驶员进行制动操作时，首先由电子制动踏板行程传感器弹指驾驶员的制动意图，把这一信息传给ECU。ECU汇集轮转速传感器、制动踏板行程传感器等各路信号。根据车辆行驶状态计算出每个车轮的最大值动力，在发出指令给执行器，让其执行哥车轮的制动，电动机械制动器能快速而精确的提供车轮所需制动力，从而保证最佳的整车减速和车辆的制动效果 2.制动能量回收系统制动能量回收是电动汽车与混合动力汽车重要技术之一, 也是它们的重要特点。在普通内燃机汽车上,当车辆减速、制动时,车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能,并向大气中释放。而在电动汽车与混.合动力汽车上,这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收。 3.制动能量回收系统的原理一般情况下,在车辆非紧急制动的普通制动场合,约1/5的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。在发动机气门不停止工作场合,减速时能够回收的能量约是车辆运动能的1/3。通过智能气门正时与升程控制系统使气门停止工作,发动机本身的机械摩擦(含泵气损失)能够减少约70%。回收能量增加到车辆运动能量的2/3。班长报告出勤人数、事由学生进行回答多媒体课件、动画演示，制冷系统各部件的作用。 2分 5分 15分 15分 15分 15分

纯电动车驱动控制系统

纯电动车驱动操纵系统 1驱动系统硬件设计 1．1制动能量回馈操纵过程能量回馈操纵主电路如图3所示，三相逆变电路采纳IGBT功率模块，模块中包括6个IGBT以及各开关管相对应的续流二极管D1～D6［7-9］。本文采纳SVPWM磁链跟踪操纵技术，操纵PWM的开关时间，使逆变器的输出电压波形尽量接近正弦波，在电机空间形成逼近圆形的旋转磁场。为了获得多边形旋转磁场逼近圆形旋转磁场，在每个电压空间矢量的60°区间内能够有多个工作妆态。图4所示为第Ⅰ扇形区域，该扇形区内的T区间包括T0，T1，T2和T7对称分布，相对应的电压空间矢量为u0，u1，u2和u7，其功率开关管开关状态为000，100，110和111共4个状态［10］。该T区间内按照开关序列输出的三相相电压波形如图5所示。状态1，给定电压空间矢量为u0(000)，功率开关管T2、续流二极管D4和D6导通，构成三相回路，制动时的能量一部分由定子电阻消耗，另一部分存储于定子电感中，此过程的电流流向如图6(a)所示。状态2，开关状态从u0切换到u1，功率开关管T2关断，但因为T1承受反压仍处于关断状态，其续流二极管D1导通，b，c相下桥臂的D4和D6导通，构成三相回路;制动过程中，将电机电感释放的能量回馈到直流侧电容和蓄电池中，达到制动能量回收的目的，如图6(b)所示。状态3，开关状态从u1切换到u2，功率开关管T3、二极管D1和D6导通，制动时，电机a和c 相电感释放的能量储存有直流侧电容和电池，而b相电感储存能量，电流流向如图6(c)所示。状态4，开关状态从u2切换到u7，功率开关管T3，T5以及二极管D1导通，制动过程中，一部分能量消耗在定子电阻上，另一部分制动能量存储于定子电感中，电流流向如图6(d)所示。由上述对区间Ⅰ操纵过程的分析可得，制动过程中，给定电压空间矢量为零矢量时，电机定子的电感处于储能状态且定子电阻消耗一部分能量，电流不经过直流侧电容和电池;当给定电压空间矢量为非零矢量时，电机将机械能转换成电能，利用三相逆变器的二极管将电能反馈到直流侧，为电容和蓄电池充电，实现制动能量反馈功能。

电动汽车助力器

电动汽车真空助力制动系统的匹配计算与研究以某微型汽车为例，建立了其真空助力制动系统的数学模型，对燃油汽车改装为电动汽车后的制动系统真空助力匹配进行了计算分析，从而为电动汽车真空助力系统中真空罐、真空助力器、真空泵的选型和匹配提供了理论依据。通过试验验证可知，本文的真空罐及真空泵阀值选择合理，电动真空泵工作时间为4~6 s。绝大多数微型汽车和轿车采用真空助力伺服制动系统。传统燃油汽车由发动机提供真空助力源，而纯电动汽车或燃料电池汽车的制动系统由于没有真空动力源而丧失真空助力功能，仅由人力所产生的制动力无法满足行车制动需要，因此需要对制动系统真空助力装置进行改装，而改装的核心问题是产生足够压力的真空源。考虑到行车制动可靠性及能源的节约，有必要对真空助力制动性能进行合理分析计算，以此为电动真空泵、真空储能机构的选择或设计提供理论依据。本文以改装的纯电动汽车为例，对其真空助力制动系统进行计算分析，在保证制动性能的前提下，设计出合理的所需真空度及合适的真空储能罐，为电动真空泵的选型提供理论依据。原车采用带有真空助力装置的双管路液压制动系统和前盘后鼓式制动器。真空助力器安装于制动踏板和制动主缸之间，由踏板通过推杆直接操纵，真空助力器的真空伺服气室由带有橡胶的活塞分为常压室(与真空源连接)与变压室，一般常压室的真空度为66 . 7 kPa 。真空助力器所能够提供的助力大小取决于其常压室与变压室气压差值。制动系统真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管。拆除发动机总成后，制动系统由于没有了真空源而丧失真空助力功能，为此，需要重新匹配一个能够提供足够压力的真空源。若采用真空泵与电源直接相连的方案，一旦汽车接通电源，真空泵就开始持续工作，这样的工作情况比较苛刻，根据整车道路试验情况，汽车在城市工况下行驶6000 km后，电动真空泵就出现损坏。虽然现在真空泵寿命最小可以达到600h，但还是不能达到可以接受的目标行驶里程，故需要增加真空储能机构来延长行驶里程。真空泵采用间歇性工作模式，可以提高制动系统的工作寿命和可靠性。图1为改装后的电动汽车真空助力制动系统。电动汽车起动时，控制程序会检测真空储能罐中的真空度。在行驶状态下，监控系统会监控真空储能罐中的真空度，低于设定的下限值时立即启动真空泵工作，达到设定的上限值时真空泵停止工作。当真空助力器初始真空度小于34.7 kPa时，制动器不能提供足够的制动力真空储能罐体积为2L 在一次完全制动工况下，真空储能罐中真空度降低值为48.4 kPa，即真空泵在不工作状态下，储存的真空度要够一次完全制动，就不得小于48.4 kPa。真空度压力建立关系曲线如图4所示，从中可以看出，到60 kPa以后，斜率变小，制动真空泵压力建立时间增大。因此，真空度的选择要兼顾真空泵寿命和助力效果。电动机不工作时，踩下制动踏板时的真空度为48.4 kPa。结合真空泵真空度压力建立特性，电动真空泵停

电动汽车动力性能分析与计算

电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有：电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦

损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式：以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得：或由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得：式中PM为电动机的输出功率。用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。

纯电动汽车电机驱动系统分析word版

纯电动汽车电机驱动系统分析当前推广的新能源汽车，包括燃料电池汽车、纯电动汽车和插电式混合动力汽车。其中，纯电动汽车因为显著的环境效益和能源节约效益，尤其是在使用过程中无大气污染物直接排放，所以受到国家层面的大力推动。纯电动汽车主要由电机驱动系统、整车控制系统和电池系统3部分构成。其中，电机驱动系统的主要部件包括电机、功率转换器、控制器、减速器以及各种检测传感器等，功能是将电能直接转换为机械能。电机驱动系统作为纯电动车行使过程中的主要执行结构，其驱动特性决定了主要驾驶性能指标[1]。因此，要改善纯电动汽车的行驶性能，就需研究电机驱动系统的优化方案。 1电机驱动集成装置纯电动汽车的电机驱动系统中，电机将电能转换为动能以产生驱动转矩，而减速器与电机传动连接，在电机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。目前，电机驱动系统的这3部分主要采用分体设计，然后由整车厂组装成为一个整体。这种组装形成的电机驱动装置，整体体积一般很大，因而对空间需求也大。为使电机驱动装置能便利地在整车机舱布置，现有的一种解决方案是集成关联的电机驱动部件。如图1所示，此新型装置由驱动电机、控制器、减速器和连接轴等主要部件集成。在电机驱动集成装置中，减速器位于驱动电机的第一端，且与其延伸出的输出轴传动连接。连接轴与减速器传动连接，且沿驱动电机的侧面向其第二端延伸。控制器位于连接轴的上方，与其连接的接线盒用于容置驱动电机的电源线和控制线[2]。减速器的连接轴沿驱动电机的侧面延伸，使得整个电驱动装置的长宽尺寸相对较少。由于连接轴的尺寸远小于电机的尺寸，且其所处位置的高度相对较低，将控制器直接设置在连接轴上方，就实现整体高度的降低。相比于将控制器设置于电机的上方，此电机驱动集成装置充分利用连接轴上方的空间，做到较小体积，因而对空间需求也小。b5E2RGbCAPklfHYJ6cEUqP AsthvQ VFNqwK3w9lbp Xh3ITF LbT LbiyTdmv cyAblH U2UOvE rzK0eX9MRyOv kWatvR DwH1XM AeBz8G。

汽车动力学仿真模型的发展

!汽车动力学发展历史简介汽车动力学是伴随着汽车的出现而发展起来的一门专业学科。人们很早就认识到“$%&’()*+”转向和应用弹性悬架可使乘客感到更加舒适等基本原理［,］，但那只是一种感性的认识。在各国学者的不懈努力下，这门学科逐渐发展成熟。-’.’/在,00#年1)’%23举行的题为“车辆平顺性和操纵稳定性”的会议上发表的论文，对,00"年以前汽车动力学的发展做了较为全面的总结［ !］，见表,。近年来汽车动力学又有了进一步发展，大量的高水平学术论文和经典的汽车动力学专著相继被发表，而且开发出许多专为汽车动力学研究建立模型的软件，如美国密西根大学开发的$456%*(、$45678)等商业软件。汽车是一复杂的连续体系统，要想对其进行动力特性的预测和优化需建立经合理简化的抽象汽车模型，以达到缩短产品开发周期、保证整车性能指标和降低产品成本的目的。 "汽车动力学模型的发展汽车动力学从严格意义上来讲包括对一切与车辆系统相关运动的研究，然而最为核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域，一般认为平顺性主要研究影响车身的垂向跳跃、俯仰、侧倾振动的因素，而操纵稳定性主要研究车辆的横向、横摆和侧倾运动。建模时一般假设平顺性和操纵稳定性之间无偶合关系。 "#!汽车平顺性模型在汽车平顺性的早期研究阶段，限于当时数学、力学理论、计算手段及试验方法，把系统简化成集中质量—弹簧—阻尼模型，如图,所示。图,整车集中质量—弹簧—阻尼模型此类模型一般先以函数的形式给出其动能!和势能"以及表达系统阻尼性质的物理量耗散能 !的表达式：【摘要】汽车动力学包括对一切与车辆系统相关运动的研究，其最核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域。在简要说明了汽车动力学发展过程的基础上介绍了平顺性和操纵稳定性两大领域的模型发展过程。平顺性模型主要经过集中质量—弹簧—阻尼模型、有限元模型和动态子结构模型阶段；而操纵稳定性模型从低自由度线性模型、非线性多自由度模型发展到多体模型。最后提出了汽车动力学仿真模型的发展动向。主题词：汽车动力学模型发展中图分类号：9:;,<,文献标识码：$ 文章编号：,"""=#>"#（!""#）"!=""",=": $%&%’()*%+,(-.%/01’%$2+3*0140*5’3,0(+6(7%’ ?2*+.@’8A?2*+.B8+.2*8AC48D*8/8+AB8*D6+.E’8 （B8/8+9+8F’(785G ）【89:,;31,】H’28%/’IG+*)8%7754I8’7*//)6F’)’+57(’/’F*+556F’28%/’7G75’)*+I 857%6(’8752’5J6E8’/I76E (8I’K *L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G<1+52’M*M’(AI’F’/6M8+.M(6%’776E )6I’/76E F’28%/’(8I’*L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G *(’8+K 5(6I4%’I *E5’(I’F’/6M)’+5%64(7’6E F’28%/’IG+*)8%78778)M/G 8+5(6I4%’I

北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修

近年来，在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升效率。本文以北汽纯的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对关键技术进行相应的探究。一、故障现象一辆北汽生产的EV 160新能源纯，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为： TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。该车行驶里程为0.56万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。二、系统重要作用及其结构原理驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1．驱动电机系统工作原理在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。电机控制器（MCU）由逆变器和控制器两部分组成。驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。逆变器负责将动力电池输送的直流电电能逆变成三相交流电给汽车驱动电机提供电源；控制器接受驱动电机和其它部件的信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，它能控制频率的升降，从而达到加速或减速的目的。电机控制器是依靠内置旋转变压器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等来提供电机的工作状态信息，并将驱动电机运行状态信息实时发送给VCU。驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以绝缘栅双极型晶体管模块（IGBT）为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过 CAN2.0网络发送给整车控制器，同时也会储存故障码和数据。