纯电动客车动力系统匹配及仿真分析

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1、1动力系统主要参数匹配设计1.1驱动电机匹配设计1.1.1电机功率匹配根裾客户没计要求：最大爬坡度为25%;在10%的坡度上能以60km/h的速度行驶；0到50km/h的加速时间应小于25s;最高车速达到69km/h。(1)满足以3〜5km/h在25%的坡度上起步的功率要求，由下式计算可得：P,n'=(GJve/cosamdX+Gvasin汉max+=62kW(1)3o00j7?21.15(2)满足以60km/h在10%的坡度上行驶的功率要求，由下式计算可得：P,2=(^cos^nax+Gvasin6Zmax+=340娜(2)360

2、01r/T21.15(3)满兄最高车速69km/h的功率要求，由卜式计算可得：w2z；/3600%+1129602tm761403x+tk因此电动机的峰值功率取Pml、Pm2和Pm3的较大者：根据以上分析，可以得岀该并联混合动力公交车驱动电机的最大功率为340kw0max电机额定功率和峰值功率的关系为：Pme式中X为电机过载系数，这里取2。由于其它附件的功率耍求，取电动机的额定功率为170kw。1.1.2电机转速匹配电机的转速不一样，对于电机的制造工艺及加工精度要求也就不一样。目前,可根据电机的转速将电机分为三种：1、低速电机，转速

3、范围在3000〜6000r/min;2、屮速电机，转速范围在6000〜10000r/min;3、高速电机，转速在10000r/min以上。相对于低速电机，屮速电机和高速电机的造价较高，制造工艺复杂，而且它们对于与其•配套的轴承等有着很高的要求，过高的转速还会增加机械损失。因此，本文选用低速电机，最高稳定转速为3200r/min。电机的额定转速可由不式（5）得到:mmax2400厂/min(5)其中，为电机扩大愤功率区系数。1.1.4电机扭矩匹配电机的额定转矩川*由电机的额定功率Pe和额定转速ne确定，由下式（6）口J*以得出:Tlt

4、te=Pe"9550=611Nmne电动机的最大转矩吋由下式（7）得出1.2电池组参数的选择1.2.1电压等级的确定现代汽车设计需要更好的空间利用率，特别是对于电动汽车而言。在相同的功率耍求下，电池组的放电电压越大则放电电流越小，因此相关的电器元件可以设计的更加小巧，以满足空间布置需求。表1-1给出了现代各种新能源汽车车型电压等级方面的数据统计结果。表1-1新能源汽车电压等级数据统计车型电压等级传统燃汕轿车启动系统12V传统轿车ISG系统36VISG混合动力系统144V混介动力轿卞•或电动轿车288-350V混合动力客车或电动客车3

5、59-65OV因此初定电池组的额定电压为538V。1.2.2电池容量的确定按照中国标准GB/T18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》、GB/T18386-2005《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》，纯电动汽车需满足以40km/h匀速行驶至少300km。因此，可以根据下式初步确定电池的容量为：PVSC>1000^=320A/7（8）1V考虑到经济性因索以及电池组的质量题，初定电池组容量为320Aho1.3传动系速比的选择1.3.1主减速比的选择车辆的主减速比可以看作是传动系的®小传动比，W此它应该满足纯发动机模式下的最

6、高车速要求，即：/0<0.377—^^=8.3(9)其巾，Umax—最高车速；参考其他车型，初选主减速比为6.166。1.3.2变速器各档速比选择变速箱的档位数和速比进行匹配设计吋，必须考虑以下几个因素：车辆的最高车速、车辆的最大爬坡度、车辆处于巡航车速下吋电动机是否工作于高效区。首先根据最大爬坡度确定1档速比。(10)>G(，cosamax+sin6Zmax)z.=28?在满足最大爬坡度要求的同吋，也需要保证附着条件，即用一捫发出最大驱动力吋，驱动轮不产生滑转现象。公式表示如下：<^-=5.92(11)其中，rmax_动力源能产生

7、的最大扭矩(Nm)；(P-附着系数，对混领土或沥青路面可取0.5〜0.6之间;随根掘稳定行驶最高速度确定高速档速比:(12)所设计的4=1.36umax为了保证换挡顺利，要求各个档位之间的传动比值不超过1.8。档变速器速比如下表1-2所示。表1-2变速器各捫位速比1档传动比4.0172档传动比2.4673档传动比1.5294档传动比12整车动力系统仿真分析2.1整车动力系统各部件参数根据以上动力匹配计算，选择一款额定功率为130kW电机进行仿真验证。如下表2-1所示为整车动力系统主要部件的参数。表2-1整车动力系统各部件参数部件参数

8、值电动机峰值功率(kW)260额定功率(kW)130峰值扭矩(Nm)1134额定扭矩(Nm)517最高转速(r/min)3200额定转速(r/min)2400动力电池电池标称容fi(Ah)320电池额定电压(V)538变速器(4档)传