纯电动汽车整车动力匹配

杜晓平，杨朝辉

（西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西 西安 710043）

纯电动汽车整车动力匹配

杜晓平，杨朝辉

（西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西 西安 710043）

文章以某款纯电动商用车的整车参数和设计要求为基础，通过整车动力匹配计算，满足了车辆设计性能要求。

纯电动汽车；动力匹配

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.003

CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-07-02

引言

纯电动汽车（PEV）是由蓄电池或超级电容供电，用电机驱动车轮行驶的一类汽车，具有零排放、零污染、能耗低等优点。在当前全球能源日趋紧张的环境下，各国都大力提倡发展电动汽车-特别是纯电动汽车，本文以某款纯电动商用车为例，分析了纯电动汽车的动力匹配计算方法，满足了整车设计要求。

1、电动汽车动力性能指标及其分析

1.1性能指标

评价电动汽车动力性能的主要指标有：

（1）最高车速Vmax（km/h）；

（2）加速时间t（s）；

（3）最大爬坡度imax；

（4）续驶里程S（km）。

1.2行驶阻力

电动汽车在行驶过程中行驶阻力由滚动阻力Ff，空气阻力 Fw，加速阻力 Fj和坡道阻力 Fi，在行驶过程中，驱动力Ft总是等于上述阻力之和，即：或:

式中，变速器传动比ig，主减速器传动比i0，传动系统效率tη，汽车质量m，车轮滚动半径r，滚动阻力系数f，空气阻力系数CD，迎风面积A，道路坡度α，汽车旋转质量转换系数δ，车速v，汽车与空气相对速度va（风速为0时va=v）。

1.3功率平衡

在电动汽车行驶过程中，不仅驱动力和行驶阻力相互平衡，电机的有效功率和行驶阻力功率也总是平衡的。假定风速为零，对公式（2）两边同时乘以速度v，换算整理后可得电动汽车功率平衡方程式，如下：

设计中一般以满足设计的最高车速来确认电机的额定功率，额定功率应不小于车辆以最高车速平路匀速行驶时的阻力功率，即：

电机的瞬时功率P瞬应能满足车辆爬坡性能要求，即：

1.4最高车速

最高车速是指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大行驶速度，计算公式如下：

需要注意，计算最高车速时校核功率平衡，即电机功率应不小于阻力功率。

1.5加速时间

电动汽车加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间加速时间越短，汽车的加速性能就越好，整车的动力性能也就提高。加速时间计算公式如下：

1.6最大爬坡度

最大爬坡度，是指满载时在良好路面用第一档克服的最大坡度，如电动汽车没有变速箱，则是前进挡下所能爬上的最大坡度。爬坡度用坡度角度值的正切值的百分数来表示，计算公式如下：

1.7等速续驶里程

电动汽车续驶里程计算比较复杂，可通过能量守恒原理计算等速续驶里程，计算公式为s=WFt，式中W为电机可用的电池容量，Ft为行驶阻力。

2、电动汽车设计实例

表1

以某款纯电动商用车为例，该车没有变速箱，由电机直接驱动，整车参数如表1：

整车性能要求：

（1）最高车速Vmax≥45km/h；（2）最大爬坡度i≥5%；（3）续驶里程S≥10km；（4）30km加速时间t≤30s。

2.1电机选型

根据公式（4）可得，P额=81.6kw；

该车为场地车，路况好，我们以20km/h爬5%的坡度计算，根据公式（5）可得，P瞬=168.2kw。

根据以上结果，考虑电机的效率，选择了一款100kw永磁同步电机，主要参数为：额定功率100kw，峰值功率200kw，额定转速800rmp，最高转速3000rmp，额定扭矩1200Nm，峰值扭矩2500Nm。

2.2传动比计算

传动比根据电机的最高转速和最高车速计算，由公式（6）反推可得i≤12.57，最终选择传动比11.98。

2.3动力性能计算

根据电机参数和整车参数，以上述公式计算，可得整车性能如下：

由图2可以看出，车速低于26km/h时，爬坡度大于10%；

由图3可以看出，0到30km/h加速时间为12.1s；

由图4可以看出，车速大于6km/h时，续驶里程大于10km；

综上所述，整车性能要求满足设计要求。

3、总结

以某款纯电动商用车为基础，根据整车参数和设计要求，确定了电机的选型和传动比，通过整车计算，满足了设计要求。

[1] 陈清泉,孙逢春,祝嘉光.现代电动汽车技术[M].北京：北京理工大学出版社,2002:178-180.

[2] 李兴虎.电动汽车概论[M]. 北京:北京理工大学出版社，2005(08).

[3] 余志生. 汽车理论[M].北京:机械工业出版社,1990.

Power Matching of Pure electric Vehicle

Du Xiaoping, Yang Zhaohui
( Xi'an Land New Energy Vehicle Technology Development Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710043 )

To the requirement of the vehicle parameters and the design of a pure electric commercial vehicle as the foundation, through the vehicle power matching calculation, meet the design requirements of vehicle performance.

electric vehicle; Power matching

U469.7

A

1671-7988（2015）09-07-02

杜晓平，就职于西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，从事整车设计工作。