電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 07:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 汽車原理與構(gòu)造》機(jī)械工業(yè)出版社，2012.[2] （美） . 《電動(dòng)汽車發(fā)展史：電池動(dòng)力車輛》.北京理工大學(xué)出版社，1998.[3]陳全世.《先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，2013.[4] 王志福，張承寧.《電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)理論與設(shè)計(jì)》，2012.[5] 胡驊，宋慧.《電動(dòng)汽車（第二版）》.人民交通出版社，2006.[6] 楊萬福，余晨光.《汽車?yán)碚摗?華南理工大學(xué)出版社，2010.[7] 楊金星，喬維高，劉寵譽(yù).《電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)》.武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院，2009. [8]陳偉.《電動(dòng)汽車的動(dòng)力學(xué)建模與仿真研究》.吉林大學(xué)，2003.[9]李燕民，郜志峰.《電路與電子技術(shù)》.北京理工大學(xué)出版社（第二版），2010.[10]褚文強(qiáng)，辜承林.《電動(dòng)汽車用輪轂電機(jī)現(xiàn)狀研究與發(fā)展趨勢(shì)》.華中科技大學(xué)，電氣與電子工程學(xué)院，2007.[11]陳全世.《先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，2013.[12]王桂姣.《電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性與能量分配》.武漢理工大學(xué)，2009.2]。 通常電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從功能角度可分為電氣和機(jī)械兩大部分，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)低速大扭矩的特性 ，其中機(jī)械傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)是可選的。電氣部分包括電機(jī)和電功率控制轉(zhuǎn)化部分。系統(tǒng)原理簡(jiǎn)示如下圖3]：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電氣系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械變速機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制器傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 6 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過傳動(dòng)裝置（或直接）將能量傳遞到車輪進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輛按照駕駛?cè)艘庵拘旭偅请妱?dòng)汽車的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。它在電動(dòng)汽車上的具體任務(wù)是：在駕駛?cè)瞬倏v控制下，將內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力電池組的電能轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)車輛，并在車輛制動(dòng)時(shí)把車輛的動(dòng)能再生為電能電能反饋到動(dòng)力電池中以實(shí)現(xiàn)車輛的再生制動(dòng)。電動(dòng)汽車運(yùn)行工況復(fù)雜，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求能夠頻繁的啟動(dòng)/停止、加速/減速，低速和爬坡的時(shí)候要求轉(zhuǎn)矩高，高速時(shí)轉(zhuǎn)矩低，并要求寬廣的調(diào)速范圍。電機(jī)的選型要素通常包括：電機(jī)的類型、額定電壓、機(jī)械特性、效率、尺寸參數(shù)、可靠性和成本等。在基本物理參數(shù)定型的基礎(chǔ)上通過匹配驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)是電機(jī)工作在最佳的性能區(qū)間。 對(duì)電機(jī)基本性能指標(biāo)有以下要求： 1）高電壓。在允許的范圍內(nèi)采用高電壓可以減小電機(jī)尺寸，較小損耗。 2）高轉(zhuǎn)速。高轉(zhuǎn)速電機(jī)體積更小、質(zhì)量輕，可降低整車整備質(zhì)量。 3）質(zhì)量輕。輕量化設(shè)計(jì)可以降低整備質(zhì)量，節(jié)省寶貴的能量。 4）較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍。這樣匹配的電動(dòng)車具有較好的啟動(dòng)性能、加速性能，并可以提高駕駛舒適性，減低駕駛員操作強(qiáng)度，達(dá)到與傳統(tǒng)駕駛習(xí)慣的適應(yīng)。 5）效率高、損耗小，能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收。在車載能源系統(tǒng)不變的情況下，最大限度的增加續(xù)航里程，突出能源利用優(yōu)勢(shì)。 6）良好的安全性。必須具備高壓絕緣、保護(hù)設(shè)備。 7）可靠性好，適應(yīng)汽車運(yùn)行的各種惡劣環(huán)境。 8）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，維護(hù)成本低4]。 該電動(dòng)汽車基本參數(shù)要求，如下表：表 1 電動(dòng)汽車基本參數(shù)要求參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值整車正裝質(zhì)量（kg）1200滾動(dòng)阻力系數(shù)f最大總質(zhì)量（kg）1400輪胎半徑（m）迎風(fēng)面積（㎡）傳動(dòng)效率風(fēng)阻系數(shù)最高車速（km/h）100最大爬坡度（%）28 動(dòng)力性指標(biāo)如下：（1）最大車速；（2）在車速=60km/h時(shí)爬坡度5%（3度）；（3）在車速=40km/h時(shí)爬坡度12% （）；（4）原地起步至100km/h的加速時(shí)間；（5）最大爬坡度（16度）；（5）0到75km/h加速時(shí)間；（6）具備2~3倍過載能力5]。一般來說,電動(dòng)汽車整車動(dòng)力性能指標(biāo)中最高車速對(duì)應(yīng)的是持續(xù)工作區(qū)，即電動(dòng)機(jī)的額定功率；而最大爬坡度和全力加速時(shí)間對(duì)應(yīng)的是短時(shí)工作區(qū)(1～5min),即電動(dòng)機(jī)的峰值功率。 以最高車速確定電機(jī)額定功率根據(jù)雖高車速計(jì)算電機(jī)功率時(shí)，不考慮加速阻力和坡道阻力，電機(jī)功率應(yīng)滿足： （1） （2）式中：——電機(jī)輸出功率，kw； ——傳動(dòng)系效率，； ——最大車重，取1400kg。 ——滾動(dòng)摩擦系數(shù)，； ——風(fēng)阻系數(shù)，； ——迎風(fēng)面積，㎡； ——最高車速，取100km/h。根據(jù)（1）（2）式，可以計(jì)算出滿足最高車速時(shí)，6]。 根據(jù)要求車速的爬坡度計(jì)算（3）根據(jù)公式（4），其中在車速=60km/h時(shí)爬坡度5%可得：（N）（N）（kw）根據(jù)公式（4），其中在車速=40km/h時(shí)爬坡度12%可得：（N）（N）（kw）根據(jù)（4）式，可以計(jì)算出滿足車速為60km/h時(shí)，爬坡度為5%，滿足車速為40km/h時(shí)，爬坡度為12%，7]。 根據(jù)最大爬坡度確定電機(jī)的額定功率根據(jù)公式（4），其中在車速=20km/h時(shí)爬坡度28%（16度）可得：（N）（N）（kw）根據(jù)（4）式，可以計(jì)算出滿足車速為20km/h時(shí)，爬坡度為28%，在這里假定額定功率為25kw。 根據(jù)額定功率來
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