【正文】 坡度，最小傳動比取決于整車的最高車速。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第三章 傳動系統(tǒng)參數(shù)的確 定 純電動汽車的傳動系統(tǒng)的參數(shù)匹配設(shè)計主要包括變速器的匹配設(shè)計和主減速器的匹配設(shè)計。但總體要求是，盡可能提高電壓等級，這樣就可以使得電動機(jī)在滿足驅(qū)動要求的情況下，使電動機(jī)的功率更小一些，電動機(jī)的電流也會小一些，這樣電池的容量選擇、安裝空間、安裝方式等就比較容易處理。 驅(qū)動電機(jī)電壓的選擇主要 依據(jù)車輛總體參數(shù)的要求來設(shè)計，車輛的自重、電池等相關(guān)參數(shù)確定后，才能夠確定電動機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。如果電壓高而電流小，那么系統(tǒng)的接頭、開關(guān)和導(dǎo)線等元件就可以更加細(xì)小一些，方便連接，但要求有更加安全的保護(hù)措施，而且管理系統(tǒng)也更復(fù)雜。 m 最大扭矩 1414N178。永磁同步電機(jī)的外形參考圖和內(nèi)部電磁結(jié)構(gòu)簡圖如圖 22和圖 23所示 圖 22永磁同步電機(jī)外形參考圖 圖 23內(nèi)部電磁結(jié)構(gòu)簡圖 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 24驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性圖 在參考了上述有關(guān)驅(qū)動電機(jī)的知識及電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)對電動機(jī)的基本要求： （ 1） 高電壓 （ 2） 小質(zhì)量 （ 3） 較大的起動轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍 （ 4） 高效率、低損耗 （ 5） 電氣系統(tǒng)的安全性與控制系統(tǒng)的安全性都必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 （ 6） 高可靠性 最后列出最終選定的驅(qū)動電機(jī)參數(shù)，詳細(xì)見表 27。 綜上所述，在表 26中列出了電動汽車常用驅(qū)動電機(jī)的性能比較 表 26 電動汽車常用驅(qū)動電動機(jī)的性能比較 項目 直流電動機(jī) 異步電動機(jī) 永磁電動機(jī) 開光磁阻電動機(jī) 過載能力 中 好 較好 好 效率 中 較高 高 中 壽命 中 好 好 好 轉(zhuǎn)速范圍 較寬 較寬 寬 較寬 功率范圍 寬 寬 小 較寬 可靠性 中 好 較好 好 轉(zhuǎn)矩 /電流比 中 中 高 高 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 結(jié)構(gòu)堅固性 差 較好 中 好 電動機(jī)外形尺寸 大 中 小 小 電動機(jī)質(zhì)量 重 中 輕 輕 電動機(jī)成本 高 中 中 低 驅(qū)動控制成本 低 高 高 中 轉(zhuǎn)矩 /慣量比 中 中 較高 高 永磁同步電機(jī)具有體積小，省電，節(jié)能減排，工作效率高與轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點，比較符合電動汽車所需要的性能好、效率高、體積小、質(zhì)量輕的電機(jī)的發(fā)展方向。其工作時噪聲較大，轉(zhuǎn)矩脈動大，體積也比同樣功率的感動電動機(jī)大一些。它的轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速特性好，在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩、速度可靈活地控制，并且有高的啟動轉(zhuǎn)矩和低的啟動功率的機(jī)械特性； 無勵磁繞組和永久磁鐵的轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，可靠性好，重量輕，維修方便，成本低。 開關(guān)磁阻電動機(jī)是一種新型的電動機(jī)，它在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子上，沒有滑環(huán)、繞組等轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和永磁磁鐵等裝置。永磁材料在高溫作用下發(fā)生材料衰退現(xiàn)象是很常見的，電動機(jī)需要采用水冷卻方式來控制溫度在 150攝氏度以下。永磁電動機(jī)的控制系統(tǒng)要比感應(yīng)電動機(jī)的控制系統(tǒng)簡單，而且更便宜。永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，可以進(jìn)行高速運轉(zhuǎn)，可靠性好，質(zhì)量輕、體積小，便于維修。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 永磁電動機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛了。新式感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，具有調(diào)速范圍寬、控制簡單、動態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點。隨著功率變換器和功率電子器件的快速發(fā)展，逆變器和變頻器采用了矢量控制的方法并被應(yīng)用到感應(yīng)電動機(jī)的控制器上，這一切使感應(yīng)電動機(jī)具有更好的可控性與寬廣的調(diào)速范圍 。感應(yīng)電動機(jī)的效率高，可以達(dá)到 90%，功率較大 ,功率因數(shù)變化大，鼠籠型的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有適合于高速運轉(zhuǎn)的特點。 m 驅(qū)動電機(jī)的選擇 選擇純電動汽車驅(qū)動電機(jī)類型的關(guān)鍵是驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械特性。 表 25 初步設(shè)計電機(jī)基本參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 額定功率 164kw 峰值功率 265kw 額定轉(zhuǎn)速 2212r/min 最大轉(zhuǎn)速 7077r/min 額定扭矩 708N178。 m （ 25） (2) 電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩由最大爬坡度確定， 即 M=????0ii rFg t （ 26） 式中 r— 輪胎半徑， m； gi — 變速器傳動比； 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 0i — 主減速器速比： η — 傳動效率； tF — 在爬坡情況下客車受到的力 ?? s i i n 2 ?????????? gmVACfgmF dt 計算可得 M=4103 N178。 20i = 計算得 3P =86kw 綜合上述計算，可知電動機(jī)的額定功率由最高車速決定，即電動機(jī)額定功率 NP =1P =164kw 電動機(jī)的峰值功率由最大 爬坡度決定，即電動機(jī)峰值功率 21 PPN ? =265kw 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速的選擇 驅(qū)動電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速由常規(guī)車速確定， 即 rviin ege ???? 0 （ 24） 式中 en — 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速， r/min； gi — 變速器傳動比； 0i — 主減速器速比： ev — 常規(guī)車速， km/h； r— 輪胎半徑， m 此時是初步設(shè)計，即未用變速器， gi =1 計算得 en =2212r/min 電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速一般取額定轉(zhuǎn)速的 24倍，本設(shè)計初步取 ，所以 maxn =7077r/min 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩的計算 （ 1）電動機(jī) 的額定轉(zhuǎn)矩由額定功率／額定轉(zhuǎn)速確定． 即 eM =9550179。 t) (23) 式中 3P — 滿足加速性能情況下所需功率 ,kw； m— 最大總質(zhì)量 ,kg； dC — 風(fēng)阻系數(shù)； A— 迎風(fēng)面積 , 2m ； η — 傳動效率； f— 滾動阻力系數(shù)； au — 加速末速度，為 50km/h； t— 加速時間，為 25s； δ — 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其經(jīng)驗計算公式： 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 δ =+179。 t） /(3600179。 179。 g179。 m179。η ) (22) 式中 2P — 最高車速所需功率 ,kw； m— 最大總質(zhì)量 ,kg； f— 滾動阻力系數(shù)； dC — 風(fēng)阻系數(shù)； A— 迎風(fēng)面積 ,㎡； V— 爬坡速度 ,20km/h； η — 傳動效率； α — 在 20km/h速度下的爬 坡度 計算得 2P =265kw (3)滿足加速性能情況下，車輛所需的功率 此次設(shè)計的客車的加速性能的要求是指客車從 0到 50km/h的加速時間小于 25秒。 sinα + 2VACd ?? ）179。 cosα +m179。 g179。 maxV /(3600179。 g179。 在驅(qū)動電機(jī)選型時，本文還未設(shè)計變速器（變速器傳動比設(shè)計在第三章提到），所以計算時按驅(qū)動電機(jī)直接與主減速器連接來考慮。 （ 3） 電機(jī)的最大扭矩取決于車輛最大爬坡度的要求。因此，純電動旅游客車驅(qū)動電機(jī)的動力參數(shù)選型的要求有如下四點： （ 1） 電機(jī)的最大功率必須滿足車輛加速性能、爬坡能力和最高車速的要求。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 驅(qū)動電機(jī)參數(shù)計算與匹配 驅(qū)動電機(jī)為純電動汽車提供了所有的功率，所以電動機(jī)功率的選擇必須滿足加速時間、汽車的最高車速、最大爬坡度的要求。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 23 整車基本參數(shù) 參數(shù) 名稱 數(shù)值 0m 整備質(zhì)量 14000㎏ m 最大總質(zhì)量 17000㎏ A 迎風(fēng)面積 8㎡ f 滾動阻力系數(shù) dC 風(fēng)阻系數(shù) r 輪胎半徑 η 傳動效率 0i 主減速器傳動比 整車目標(biāo)性能的確定 整車目標(biāo)性能參數(shù)見表 24。 主減速器傳動比：參考目前客車用主減速器傳動比與指導(dǎo)教師的意見，設(shè)計為 。最終選定風(fēng)阻系數(shù)為 表 22 汽車的風(fēng)阻系數(shù) 車型 風(fēng)阻系數(shù) 典型轎車 ～ 貨車 ～ 客車 ～ 輪胎半徑： 根據(jù) GBT29772022載重輪胎，選取 315/75R 。純電動旅游客車一般行駛的路面是在良好的瀝青或混凝土 路面，所以選取滾動阻力系數(shù)為 。 圖 21 整車迎風(fēng)面積圖 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 最終得出迎風(fēng)面積為 8㎡。 迎風(fēng)面積：在后面的設(shè)計中用 CAXA繪制出整車的前視圖，不妨利用 CAD軟件的面域功能直接清楚的計算出其迎風(fēng)面積。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 驅(qū)動電機(jī)的參數(shù)匹配與選型 整車基本參數(shù)的確定 整備質(zhì)量：綜合以往純電動客車的整備質(zhì)量，再考慮到純電動旅游客車的電池組重 量，所以最終選取本次設(shè)計整車的整備質(zhì)量為 14000kg。在整車總布置這一方面，主要布置關(guān)鍵總成，如驅(qū)動電機(jī)、變速器、電池組的安裝、座椅的布置等總成。在外觀上純電動旅游客車跟傳統(tǒng)旅游客車更接近，而在動力系統(tǒng)、車內(nèi)布置上則與純電動公交車比較像。 純電動汽車的特點 （ 1）無污染，噪聲低 （ 2）能源效率高，且多樣化 （ 3）結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便 （ 4）動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短 本設(shè)計主要研究的內(nèi)容和思路 由于目前對純電動旅游客車的研究比較少，直接設(shè)計純 電動旅游客車的總體布置會有一定的困難。所以，多能源 動力總成控制系統(tǒng)融合了現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等最新研究成果。因此，傳統(tǒng)直流電機(jī)基本上已經(jīng)被交流感應(yīng)電動機(jī)、永磁電動機(jī)或開關(guān)磁阻電動機(jī)所取代。蓄電池提供的電源是直流電，直流電機(jī)很早就應(yīng)用于電動汽車上，但是存在許多不足。而且電池技術(shù)更新如此之快，相信不久的 將來會愈加完善。主要問題是蓄電池比能量比功率都還不夠大，這樣帶來的問題就是續(xù)駛里程太短，充電時間太長，使用不方便，成本高，使用壽命短。 電池技術(shù) 電池是電動汽車動力系統(tǒng)的關(guān)鍵，電動機(jī)將電池電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪給車輛提供動力。除驅(qū)動電機(jī)、動力電池外，車身也包含了許多高新技術(shù)。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)有整車技術(shù)、電池技術(shù)、驅(qū)動電機(jī)及其控制技術(shù)、整車控制技術(shù)和電動車充電技術(shù)。而三龍一通作為國內(nèi)汽車行業(yè)的巨頭也都開始純電動汽車的研發(fā) ,新能 源研發(fā)部門的成立對宇通來說是一個嶄新的開始。南車時代以機(jī)車電機(jī)起家 ,開始逐步進(jìn)入電動車的領(lǐng)域，其產(chǎn)品以 1012米為主 ,曾在長沙進(jìn)行批量示范運行。3565 12022 95 20 300 鋰離子電池 交流異步電機(jī) 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 另外從這張表中獲得了 2輛純電動客車的信息，對后面的設(shè)計起到了參考的作用。3205 12930 81 20 210 鋰離子電池 交流異步電機(jī) 北京理工大學(xué) BFC6110EV 10660179。1527 1060 120 25 110 鋰離子電池 永磁同步電機(jī) 奇瑞汽車股份有限公司 BK6120EV 11580179。1450 1200 140 35 300 鋰離子電池 直流電動機(jī) 深圳溫斯頓電池制造有限公司 奇瑞 M1EV 3601179。1490 1530 150 30 300 鋰離子電池 永磁同步電機(jī) 比亞迪汽車有限公司 Winston EV8800 4687179。1520 1200 100 30 170 鋰離子電池 交流異步電機(jī) 比亞迪F3e 4533179。1510 1300 120 20 230 鋰離子電池 交流異步電機(jī) 天津清源電動車輛有限責(zé)任公司 威姿 3640179。高 (mm)