一种纯电动校园巡逻车整车设计与性能仿真

于杰，王战古

（山东理工大学 交通与车辆工程学院，山东 淄博 255000）

1 整车参数与性能要求

纯电动校园巡逻车的设计需充分考虑整车的参数和使用性能的要求，本文所涉及的校园巡逻车除电机和电池自主为开发安装，车身、传送系统及等其他附属设备直接从厂家采购，相关参数和性能要求如表1所示：

表1 车辆参数与性能要求

2 巡逻车电机匹配

电机功率、转速、转矩是电机匹配的三要素，也是决定巡逻车动力性的关键，为了没满足巡逻车使用性能的要求，在电机匹配时充分考虑巡逻车对于最大车速、最大爬坡度、加速性能的要求。

最高车速umax对应的车辆功率需求Pv1为：

最大爬坡度am对应的车辆功率需求Pv2为：

纯电动汽车的电机的功率应能同时满足汽车对最高车速、加速度及爬坡度的要求, 并按照国家标准推荐的电机功率等级要求，选取电机的额定功率为Pn=5kw。

峰值功率的确定可以根据车辆全力加速时的需求功率Pm计算得到，根据公式得：

转矩计算方面，为满足最大爬坡度的需求，电机的峰值扭矩计算公式为：

为满足最大爬坡度的需求，电机的峰值扭矩取 TM=80 N·m，按2.5～3倍过载系数，所以电机的额定扭矩TN=27N·m。

3 巡逻车蓄电池匹配

考虑到校园电动巡逻车主要面向低价位电动车市场，所以选用铅酸电池作为选择对象。由于纯电动车巡逻车常行驶于校园，因此续驶里程以180km计算。

设定为无风状态，在水平道路上等速行驶时，没有坡道阻力和加速阻力，计算得到在上述状态行驶所需的功率为：

4 cruise性能仿真

cruise是专门用于汽车动力性、能源经济性仿真的软件，根据电动汽车参数和性能要求搭建校园纯电动校园巡逻车的仿真模型如图1所示，各性能仿真结果如图2-4所示：

图1 电巡逻车模型

图2 最大爬坡度

图3 最高车速

图4 续驶里程

由仿真结果可以看出，续驶里程能够达到184267m，最高车速能够达到 46.7km/h，并且在 12s内能够加速到 35.5 km/h，爬坡度在在 20%以上(0～20km/h)，所以本次所设计的动力系统参数能够满足车辆的动力需求。

参考文献

[1] 张琼,高松,王玉成,温延兵,李博. 纯电动大客车动力系统参数匹配与仿真分析[J]. 山东理工大学学报(自然科学版),2016, (01):12-17.