林夢繁，彭昕，戴順堯

（華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510641）

前言

在當今世界，全人類都開始重視環(huán)境污染這個話題，全人類不約而同的開始為之前對環(huán)境的破壞做出補救措施。傳統(tǒng)的汽車工業(yè)的尾氣污染問題是一個重要因素，大量的汽車需求加上石油資源短缺使得這一問題尤為突出，因此發(fā)展新能源汽車尤其是純電動汽車尤其重要。隨著電動汽車技術(shù)的發(fā)展，其勢必將取代傳統(tǒng)汽油汽車，只不過是時間問題。電動汽車的動力系統(tǒng)參數(shù)的匹配對整車性能表現(xiàn)起到關(guān)鍵作用，通過更加合理的匹配電機功率、扭矩、電池容量、傳動比等參數(shù)，才可以使得純電動汽車獲得更加優(yōu)異的性能。本文選取一款純電動汽車為例，根據(jù)整車動力性，對動力系統(tǒng)參數(shù)進行匹配計算，并通過advisor仿真軟件搭建整車模型，從而驗證方案的可行性。

1 純電動汽車動力系統(tǒng)

純電動汽車（Blade Electric Vehicles）正在全方面普及，它是一種采用蓄電池作為動力源的汽車，首先電池給電動機提供電能，電能通過控制器和轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成機械能，驅(qū)動電動機并使汽車輪胎運轉(zhuǎn)，從而使純電動汽車獲得動能。

2 動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及選型

純電動汽車的動力系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、動力電池、減速器、差速器、以及變速器等。對純電動汽車而言，動力系統(tǒng)的參數(shù)匹配的好壞，直接影響電動汽車綜合性能。動力系統(tǒng)參數(shù)匹配主要在于驅(qū)動電機和動力電池兩關(guān)鍵部件的合理適配。

2.1 整車參數(shù)及性能指標設(shè)定

本文選型一款純電動車，其主要參數(shù)如表1所示。

表1 整車主要參數(shù)

主要性能指標如表2所示：

表2 性能指標

2.2 驅(qū)動電機的匹配選型計算

2.2.1 最高車速下所需功率值

2.2.2 最大爬坡度下需求功率值

2.2.3 加速時間條件下所需功率值

綜合以上得電機得峰值功率，取得最大值54kW。

2.2.4 電機額定功率

過載系數(shù)A=峰值功率/額定功率，A—般取值為2～4，我們?nèi)≈禐?，關(guān)系式如下：

由于電機能量損失，可以選取功率峰值為62kW，額定功率30kW的成品電機。

2.3 電機轉(zhuǎn)速匹配

2.3.1 電機最高轉(zhuǎn)速計算

最高轉(zhuǎn)速公式如下：代入數(shù)據(jù)得：

2.3.2 電機額定轉(zhuǎn)速計算

擴大恒功率系數(shù)=電機峰值轉(zhuǎn)速/額定轉(zhuǎn)速，以β表示，一般取2～4，本文取2。公式如下：

代入數(shù)據(jù)得：綜合以上計算結(jié)果，本文實際選用最大轉(zhuǎn)速為9000rmp，額定轉(zhuǎn)速為4500rmp的電機。

2.4 電機轉(zhuǎn)矩選擇

2.4.1 額定轉(zhuǎn)矩計算

額定轉(zhuǎn)矩的大小由額定功率及額定轉(zhuǎn)速確定，其表達式如下：

2.4.2 峰值轉(zhuǎn)矩計算

驅(qū)動電機得峰值轉(zhuǎn)矩可以由額定轉(zhuǎn)矩得到，公式如下：

上式中λp為電機的過載系數(shù)，通常取3～4。

綜合以上分析得電機參數(shù)如表3。

表3 電機參數(shù)表

2.5 動力電池選型及參數(shù)的匹配

式中，L為續(xù)駛里程（km）；W為電動汽車行駛1km所消耗的能量（kW）；C為單個電池的電容（A·h）V為單個電池的電壓（V）。

通過計算，本文選取鋰基電池，其電池組的電壓為300V-420V，電池組容量為15Ah。

3 ADVISOR模型建立及仿真

3.1 整車模型建立

從圖1模型圖可看出主要包括：電動機、循環(huán)工況、車型、車輪、尾氣排放、主減速器、變速器等。本文用到的這款車將在此模型下仿真。

圖1 模型圖

4 仿真結(jié)果及車輛情況

4.1 動力性仿真結(jié)果

結(jié)合整車參數(shù)得出輸入界面：

圖2 輸入界面

4.2 工況情況

選用UDDC工況情況如圖3所示。

圖3 選用UDDC工況情況

4.3 仿真結(jié)果

仿真結(jié)果可知：

（1）車速最高達150.2km/h，大于期望值120km/h，符合要求。

（2）爬坡度為：31.1%，大于期望值30%，符合要求。

（3）百公里加速為11.4s，小于期望值15s，符合要求。

圖4 仿真結(jié)果圖

5 結(jié)論

綜上所述，本文中所使用的研究方法advisor軟件進行研究，并且合理的得出了預(yù)期結(jié)論另外，仿真分析結(jié)果也驗證了本文所提出的仿真模型在電動汽車動力參數(shù)的設(shè)計、性能研究方面具有很強的實用性，同時為純電動汽車參數(shù)匹配研究提供參考。