趙金寶

純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配研究

趙金寶

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院汽車(chē)工程學(xué)院，河南 鄭州 450000）

純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)已成為城市日常生活的重要組成部分，為提高其動(dòng)力性及作業(yè)效率，文章以一種基于平行軸變速箱與行星排集成的多模高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型的純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)為研究對(duì)象，首先對(duì)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的模式進(jìn)行了分析，其次以純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)參數(shù)和動(dòng)力性能為指標(biāo)，分別匹配了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)峰值、額定功率、轉(zhuǎn)矩及最高轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并搭建了整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真分析及系統(tǒng)臺(tái)架進(jìn)行爬坡和加速能力測(cè)試，證明系統(tǒng)參數(shù)匹配的有效性。

環(huán)衛(wèi)車(chē)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；參數(shù)匹配；性能測(cè)試

前言

目前國(guó)內(nèi)的新能源環(huán)衛(wèi)車(chē)以純電動(dòng)為主[1]。純電動(dòng)商用車(chē)的底盤(pán)具有技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、成熟、零排放、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，適于環(huán)衛(wèi)車(chē)作業(yè)，采用純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)能夠大幅降低大氣污染物含量，減少作業(yè)時(shí)的擾民問(wèn)題，具有推廣的內(nèi)在動(dòng)力[2-3]。

針對(duì)我國(guó)純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)的應(yīng)用需求，發(fā)展純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)越來(lái)越重要[4]。但現(xiàn)有純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)，作業(yè)、行駛電機(jī)無(wú)法復(fù)用，功率冗余大；電池配比重，整備質(zhì)量高，作業(yè)能力差；驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直驅(qū)系統(tǒng)，滿(mǎn)載爬坡度在15%以下，東風(fēng)底盤(pán)采用6擋變速器，滿(mǎn)載爬坡度在25%左右，與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比均存在差距，在部分大爬坡度區(qū)域及惡劣路況時(shí)動(dòng)力不足。因此，開(kāi)展純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)匹配研究，為使純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)提高作業(yè)效率、降低能耗、拓寬環(huán)境適應(yīng)提供了一種路徑，達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求，其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義重大[5-6]。

1 研究對(duì)象

1.1 整車(chē)參數(shù)

本文以某款8.5噸壓縮式純電動(dòng)垃圾車(chē)為研究對(duì)象，整車(chē)基本參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 車(chē)型基本參數(shù)表

項(xiàng)目名稱(chēng)參數(shù) 整車(chē)參數(shù)整車(chē)總質(zhì)量/kg8 500 整備質(zhì)量/kg6 350 風(fēng)阻系數(shù)0.55 迎風(fēng)面積/m25.4 滾動(dòng)阻力系數(shù)0.008 輪胎型號(hào)215/75R17.5 滾動(dòng)半徑/m0.372

結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)營(yíng)工況，所要求的動(dòng)力性指標(biāo)有30分鐘最高車(chē)速≥100 km/h；最大爬坡度≥35%；0 km/h～50 km/h加速時(shí)間≤12 s；續(xù)駛里程≥250 km。

1.2 動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型及工作模式

文中動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型方案如圖1所示，采用雙電機(jī)分別通過(guò)平行軸變速箱和行星排，進(jìn)行動(dòng)力耦合的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新構(gòu)型。鎖止機(jī)構(gòu)鎖止行星架，實(shí)現(xiàn)整車(chē)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的需求。該構(gòu)型采用行星排連接2AMT結(jié)構(gòu)，當(dāng)變速箱結(jié)合套掛在Ⅰ位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)端齒輪通過(guò)從動(dòng)輪①連接傳動(dòng)齒輪，由齒圈進(jìn)行動(dòng)力輸出，此時(shí)速比關(guān)系為變速箱的一擋；當(dāng)變速箱結(jié)合套在Ⅱ位置，從動(dòng)輪①②放空，不進(jìn)行動(dòng)力輸出，此時(shí)為空擋；當(dāng)結(jié)合套掛在Ⅲ位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)端齒輪通過(guò)從動(dòng)輪②連接傳動(dòng)齒輪，通過(guò)齒圈進(jìn)行動(dòng)力輸出，此時(shí)速比關(guān)系為變速箱的二擋。

作業(yè)裝置可通過(guò)氣壓離合器與作業(yè)電機(jī)端齒輪伸出軸相連，作業(yè)電機(jī)端齒輪通過(guò)從動(dòng)輪③和行星架連接齒圈、太陽(yáng)輪進(jìn)行動(dòng)力輸出。行星排結(jié)合套在兩個(gè)位置，分別用于對(duì)行星架的鎖止或分離，Ⅳ位置鎖止行星架與變速箱殼體，Ⅴ位置將行星架與殼體分離。

當(dāng)氣壓離合器分離時(shí)，行星排結(jié)合套位于Ⅳ位置，行星排結(jié)合套鎖止，作業(yè)電機(jī)端齒輪通過(guò)從動(dòng)輪③與太陽(yáng)輪連接，最終由齒圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)共同提供整車(chē)驅(qū)動(dòng)力；當(dāng)氣壓離合器結(jié)合時(shí)，行星排結(jié)合套處于Ⅴ位置，行星排結(jié)合套分離，行星架和太陽(yáng)輪空轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)提供整車(chē)動(dòng)力，作業(yè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置進(jìn)行作業(yè)。

該結(jié)構(gòu)用一套動(dòng)力系統(tǒng)同時(shí)滿(mǎn)足運(yùn)輸和作業(yè)兩種使用需求?？蓪?shí)現(xiàn)換擋過(guò)程中無(wú)動(dòng)力中斷，驅(qū)動(dòng)和作業(yè)可以分開(kāi)工作，實(shí)現(xiàn)停車(chē)作業(yè)、行駛作業(yè)、單獨(dú)行駛?cè)N不同的工況，降低了系統(tǒng)功率及轉(zhuǎn)矩冗余，提高了系統(tǒng)效率。

1—驅(qū)動(dòng)電機(jī)端齒輪；2—變速箱結(jié)合套；3—從動(dòng)輪①；4—傳動(dòng)齒輪；5—行星排結(jié)合套；6—從動(dòng)輪②；7—齒圈；8—行星架；9—太陽(yáng)輪；10—從動(dòng)輪③；11—作業(yè)電機(jī)端齒輪；12—?dú)鈮弘x合器。

動(dòng)力系統(tǒng)在工作過(guò)程中共有六種工作模式見(jiàn)表2。

表2 動(dòng)力系統(tǒng)工作模式表

模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩擋箱擋位輔助電機(jī)行星架擋位動(dòng)力傳遞路線圖 模式一工作一擋不工作分離2(a) 模式二工作二擋不工作分離2(a) 模式三工作一擋工作鎖止2(b) 模式四工作二擋工作鎖止2(b) 模式五不工作空擋工作分離2(c) 模式六工作一擋工作分離2(d)

圖2為該構(gòu)型方案的在不同模式下的動(dòng)力傳遞。

2 匹配設(shè)計(jì)

2.1 匹配設(shè)計(jì)原則

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配是純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。合理的參數(shù)是純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)性能良好的根本保障，也是對(duì)其進(jìn)行能量管理控制策略開(kāi)發(fā)和優(yōu)化的基本前提[7-8]。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型方案確定后，結(jié)合純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性需求，進(jìn)行參數(shù)計(jì)算與匹配。

依據(jù)純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)運(yùn)行工況，確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)峰值、額定功率、轉(zhuǎn)矩及最高轉(zhuǎn)速等最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.2 雙電機(jī)功率參數(shù)

首先要根據(jù)整車(chē)最高車(chē)速、加速性能、爬坡度等動(dòng)力性需求，確定電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總功率要求。純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)動(dòng)力源最大功率由爬坡性能和加速性能指標(biāo)決定。根據(jù)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論，需推導(dǎo)出純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)在最大爬坡度和加速性能要求下的整車(chē)行駛需求功率，綜合得出動(dòng)力源所需功率。車(chē)輛驅(qū)動(dòng)阻力功率平衡行駛方程如下：

式中，是車(chē)輛行駛需求的功率，單位為kW；為傳動(dòng)效率；是車(chē)輛整備質(zhì)量，單位為kg；c是車(chē)輪滾動(dòng)阻力系數(shù)；是重力加速度；是車(chē)輛的行駛速度，單位為km/h；是路面坡度角；是整車(chē)迎風(fēng)面積，單位為m2；C是空氣阻力系數(shù)；是旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)。

從最高車(chē)速、最大爬坡度、0 km/h～50 km/h加速時(shí)間的整車(chē)動(dòng)力性要求出發(fā)，匹配兩個(gè)電機(jī)的額定功率與峰值功率。它們需要滿(mǎn)足純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)的整車(chē)動(dòng)力性要求。

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的額定功率和峰值功率計(jì)算：根據(jù)整車(chē)在平直道路上行駛最高車(chē)速100 km/h的要求，所需的動(dòng)力系統(tǒng)持續(xù)功率為：

設(shè)定整車(chē)持續(xù)爬坡度8%、爬坡車(chē)速35 km/h，所需的動(dòng)力系統(tǒng)持續(xù)功率為：

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)持續(xù)功率需大于等于上述條件的任意一個(gè)，即：

max≥(1,2)=80.8 kW （4）

根據(jù)最大爬坡度下，純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)要保持穩(wěn)定車(chē)速所需要的功率以及車(chē)輛完全加速時(shí)所需的功率來(lái)確定電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)峰值功率：

根據(jù)整車(chē)最大爬坡度35%以及爬坡車(chē)速15 km/h的設(shè)計(jì)要求，計(jì)算電機(jī)功率為：

根據(jù)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)原理，純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)在平直路面0 km/h～50 km/h加速時(shí)間≤12 s的設(shè)計(jì)要求，計(jì)算動(dòng)力系統(tǒng)功率為：

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)峰值功率應(yīng)該滿(mǎn)足上述條件的任意一個(gè)，即：

max≥(3,4)=130.5 kW （7）

綜上所述，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需峰值功率為130.5 kW，額定功率為80.8 kW?？紤]該動(dòng)力系統(tǒng)作業(yè)電機(jī)不能輔助驅(qū)動(dòng)的極端條件下，需要單獨(dú)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)最高車(chē)速的需求，驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率取132 kW，其額定功率確定為82 kW。作業(yè)電機(jī)主要用于上裝作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)有車(chē)型選取所需功率，取峰值功率取38 kW，額定功率19 kW。

2.3 雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速

純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)在爬最大坡度時(shí)，保持最低穩(wěn)定車(chē)速所要克服的阻力轉(zhuǎn)矩即為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需輸出的峰值轉(zhuǎn)矩，另外，該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)協(xié)同工作來(lái)達(dá)到最大爬坡度的需求。

依照車(chē)輛最大爬坡度35%、爬坡車(chē)速15 km/h的設(shè)計(jì)要求，所需的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩為：

根據(jù)整車(chē)指標(biāo)滿(mǎn)足最大爬坡度≥35%的需求和計(jì)算結(jié)果，設(shè)定一定的余量，最終確定動(dòng)力系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩為2 520 Nm。整車(chē)控制邏輯規(guī)定，最大爬坡度需求轉(zhuǎn)矩由驅(qū)動(dòng)電機(jī)一擋輸出轉(zhuǎn)矩和作業(yè)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)行星排耦合輸出，根據(jù)平行軸變速箱速比關(guān)系和行星排特征值，確定純電動(dòng)運(yùn)環(huán)衛(wèi)車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩為420 Nm，作業(yè)電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩為200 Nm。

根據(jù)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩以及峰值功率，計(jì)算可得電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為：

n=P·9 550/T（9）

通過(guò)計(jì)算可得：驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為3 000 rpm，作業(yè)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1 800 rpm。

電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算如式：

通過(guò)計(jì)算可得：驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為260 Nm，作業(yè)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為100 Nm。

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速是車(chē)輛所能達(dá)到的最高車(chē)速，約束電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的峰值轉(zhuǎn)速：

式中：v是車(chē)速，單位為km/h；e是動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，單位為rpm；為車(chē)輪滾動(dòng)半徑，單位為m；o為主減速比。

通過(guò)計(jì)算可得，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需峰值轉(zhuǎn)速：3 479.65 rpm。

整車(chē)可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在變速箱AMT2擋，即變速箱速比是2的情況下，即可達(dá)到最高車(chē)速100 km/h，可得到電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需峰值轉(zhuǎn)速為7 200 rpm。根據(jù)作業(yè)裝置通過(guò)作業(yè)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，可依據(jù)現(xiàn)有作業(yè)裝置匹配作業(yè)電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩為5 400 rpm。

2.4 動(dòng)力電池匹配

動(dòng)力電池的電量設(shè)定需要按純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)?yán)m(xù)航里程的要求匹配。動(dòng)力電池總電量的匹配設(shè)計(jì)，首先需要考慮電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其他耗能電附件等的功率，其次還需要考慮電池SOC余量，最后還需考慮低溫條件下電池自加熱的功率需求。

動(dòng)力電池參數(shù)匹配需要滿(mǎn)足電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總功率、續(xù)駛里程及高效率要求。動(dòng)力電池的總功率需與雙電機(jī)總功率相匹配，即動(dòng)力電池的輸出功率要大于驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)總的峰值功率，否則不能達(dá)到純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)動(dòng)力性能指標(biāo)要求。

由于純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)只有動(dòng)力電池是唯一能量來(lái)源，助力轉(zhuǎn)向、空氣壓縮機(jī)、加熱等附件全需要?jiǎng)恿﹄姵靥峁┠芰?，相關(guān)零部件都要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化。因此動(dòng)力電池總功率還滿(mǎn)足電機(jī)峰值功率和電附件功率同時(shí)輸出時(shí)的功率需求：

式中，P動(dòng)力電池輸出功率，單位為kW；η為驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率；η為逆變器效率；P為電附件功率，單位為kW。

動(dòng)力電池功率等于電池電壓與電流的乘積，因整車(chē)需求功率較高，電池電壓越低則系統(tǒng)電流越大，過(guò)大電流會(huì)加大高壓傳輸系統(tǒng)發(fā)熱損失，降低電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總效率，進(jìn)而影響整車(chē)經(jīng)濟(jì)性水平提升，因此，動(dòng)力電池采用650 V的高電壓平臺(tái)。

根據(jù)汽車(chē)行駛方程式，可計(jì)算出純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)以V勻速行駛時(shí)的整車(chē)需求功率P：

進(jìn)而，可計(jì)算出按此車(chē)速行駛完，該純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)?yán)m(xù)駛里程所需要的能量：

W=P·(/V) （14）

式中，P為純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)需求功率，單位為kW；V為車(chē)輛勻速行駛時(shí)的車(chē)速，單位為km/h；W為車(chē)輛續(xù)駛里程內(nèi)所需能量，單位為度；為純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)?yán)m(xù)駛里程，單位為km。

另外，動(dòng)力電池SOC不可以降低為0，為0時(shí)會(huì)造成動(dòng)力電池“過(guò)放”，影響動(dòng)力電池使用壽命。從純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的角度出發(fā)，一般在動(dòng)力電池SOC剩余不足20%后，需要給動(dòng)力電池充電。因此，動(dòng)力電池最終電量，在結(jié)合續(xù)駛里程進(jìn)行計(jì)算后，還需要考慮剩余SOC問(wèn)題，計(jì)算公式如下所示：

式中，ξ為動(dòng)力電池可用SOC范圍；η為動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電效率。根據(jù)整車(chē)指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果如下：

電池容量應(yīng)大于152.8 kWh，持續(xù)放電功率應(yīng)大于105 kW，峰值放電功率應(yīng)大于306 kW。

表3 雙電機(jī)與變速箱主要參數(shù)表

指標(biāo)參數(shù) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率（額定/峰值kW）82/132 轉(zhuǎn)速（額定/峰值rpm）3 000/7 200 扭矩（額定/峰值Nm）260/420 作業(yè)電機(jī)功率（額定/峰值kW）19/38 轉(zhuǎn)速（額定/峰值rpm）1 800/5 400 扭矩（額定/峰值Nm）100/200 行星排特征值2.63 平行軸變速箱速比5.025/2.029 動(dòng)力電池電池容量153 持續(xù)放電功率/kW105 峰值放電功率/kW306

基于純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)參數(shù)和動(dòng)力性能指標(biāo)，完成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)分別通過(guò)平行軸變速箱和行星排，進(jìn)行動(dòng)力耦合的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配，最終的參數(shù)匹配結(jié)果見(jiàn)表3。

3 整車(chē)模型建立及仿真

基于Simulink仿真工具，搭建了純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，以分析純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)構(gòu)型及動(dòng)力系統(tǒng)分析，建立與實(shí)車(chē)關(guān)鍵部件相對(duì)應(yīng)的模塊，建立整車(chē)模型，具體如圖3所示。主要包括整車(chē)控制器模型、駕駛員模型、輪胎模型、車(chē)體模型、車(chē)輪模型、路面模型。

圖3 純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型

對(duì)于經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，分別基于等速法與工況法（C-WTVC），對(duì)純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了仿真，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)仿真結(jié)果

工況百公里耗電量/kWh最大爬坡度/%0～50km/h加速時(shí)間/s 40 km/h等速31.6356.1 C-WTVC34.3

經(jīng)仿真分析，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在變速箱1擋和作業(yè)電機(jī)耦合工作時(shí)，最大爬坡度可超過(guò)35%，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)1擋和作業(yè)電機(jī)耦合工作時(shí)加速最快，0 km/h～50 km/h加速時(shí)間約為6.1 s，驗(yàn)證了新構(gòu)型電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配的有效性。

4 試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)試

試驗(yàn)臺(tái)架主要由測(cè)功機(jī)、電池模擬器、操作控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、冷卻裝置和功率分析儀組成，如圖4所示。其中，測(cè)功機(jī)具有電機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速的測(cè)試功能；電池模擬器可以提供且回饋電能；操作控制系統(tǒng)主要由測(cè)試臺(tái)、測(cè)試軟件和監(jiān)控軟件構(gòu)成，用以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)測(cè)量和狀態(tài)監(jiān)控等；冷卻裝置主要為被測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)提供冷卻水；功率分析儀用于測(cè)試電機(jī)的電壓、電流和電功率等參數(shù)。

圖4 試驗(yàn)臺(tái)架

動(dòng)力系統(tǒng)在臺(tái)架上調(diào)試完成后，分別進(jìn)行了動(dòng)力系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩、最高轉(zhuǎn)速測(cè)試。結(jié)果如表5所示，與匹配值相差不大，證明了匹配的有效性。

表5 動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架性能測(cè)試結(jié)果

測(cè)試項(xiàng)匹配值實(shí)測(cè)結(jié)果 動(dòng)力系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩/Nm2 3872 410 動(dòng)力系統(tǒng)最高轉(zhuǎn)速/rpm3 4803 615

5 結(jié)論

本文以一種基于平行軸變速箱與行星排集成的多模高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型的環(huán)衛(wèi)車(chē)為研究對(duì)象，基于純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)整車(chē)參數(shù)和動(dòng)力性能指標(biāo)，匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)和作業(yè)電機(jī)峰值、額定功率、轉(zhuǎn)矩及最高轉(zhuǎn)速等參數(shù)。搭建了整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真分析，整車(chē)的最大爬坡度達(dá)到35%，0 km/h～50 km/h的加速時(shí)間為6.1 s，C-WTVC工況下整車(chē)的百公里電耗為34.3 kWh。搭建系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)架并進(jìn)行了動(dòng)力系統(tǒng)峰值轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速測(cè)試，證明系統(tǒng)參數(shù)匹配的有效性。

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Research on Parameter Matching of Electric Drive System of Pure Electric Sanitation Vehicle

ZHAO Jinbao

( College of Automotive Engineering, Henan Industry and Trade Vocational College, Henan Zhengzhou 450000 )

Pure electric sanitation vehicle has become an important part of urban daily life. In order to improve its power performance and operation efficiency, this paper takes a pure electric sanitation vehicle with multi-mode high-efficiency electric drive system configuration based on the integration of parallel shaft gearbox and planetary row as the research object. Firstly, the mode that the system can realize is analyzed, Secondly, taking the whole vehicle parameters and dynamic performance of the pure electric sanitation vehicle as the index, the peak value, rated power, torque and maximum speed of the driving motor and working motor are matched respectively, and the whole vehicle dynamic model is built. The effectiveness of the system parameter matching is proved by simulation analysis and the climbing and acceleration ability test of the system bench.

Sanitation vehicle;Driving system;Parameter matching; Performance testing

U469.72

A

1671-7988(2022)02-01-06

U469.72

A

1671-7988(2022)02-01-06

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.002.001

趙金寶（1986—），男，助教，碩士研究生，就職于河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院汽車(chē)工程學(xué)院，主要研究方向?yàn)樾履茉雌?chē)整車(chē)匹配及控制。