新能源純電動物流車---計算設(shè)計書2016-1

1、新能源廂式運輸車-計算設(shè)計書一、設(shè)計要求二、整車技術(shù)參數(shù)三、驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計四、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計五、供電系統(tǒng)設(shè)計六、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計七、真空助力系統(tǒng)設(shè)計八、設(shè)計結(jié)果設(shè)計要求1、整車性能技術(shù)指標(biāo)A 運輸類新能源專用車、貨車動力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過20%。B 噸百公里電耗不超過10kWh; M1、N1類采用工況法，其他暫采用 40km/h等速法，其中作業(yè)類 專用車檢測時上裝部分不工作。(1) 最高車速：90km/h ；(2) 最大爬坡度：20%；(3) 加速性能 0-50 Km/h： <15s；(4) 60km/h續(xù)駛里程200km (等速法);(

2、5) 工況法續(xù)航里程180km；二、整車技術(shù)參數(shù)新能源廂式運輸車選用長安傳統(tǒng)載貨汽車底盤(SC1031GDD43為改裝主體。新能源廂式運輸車是在長安底盤改裝成純電動可承載式底盤的基礎(chǔ)上，加裝載貨物廂體而形成的一款新能源廂式運輸車，該車配置 5MT手動變數(shù)箱、永磁同步驅(qū)動電機及控制器、整車控 制器、三元鋰離子鋰電池、高壓配電和 BMS管理系統(tǒng)、智能車載充電器、直流快充充電系統(tǒng)、 冷卻系統(tǒng)、真空助力制動系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車載冷暖空調(diào)以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。驅(qū)動電機采 用電機前置通過法蘭固定于變速箱， 變速箱固定于整車中部，控制器及車載充電器布置在車身前 中部，動力鋰離子電池、高壓配電系統(tǒng)及電池管理系

3、統(tǒng)布置在車體中前兩側(cè)部位，車載空調(diào)布置在車體前部，遠程監(jiān)控終端固定于駕駛室中控臺內(nèi)部，采用5MT手動變數(shù)箱/2檔AT自動變速箱。1. 整車控制系統(tǒng)的工作原理圖CAN一 r也機< 匕S20 VDC* DCDC I12VOC2. 相關(guān)設(shè)計的參數(shù)計算1)整車技術(shù)參數(shù)及常數(shù)值標(biāo)定序號名稱標(biāo)示符數(shù)值單位1整車裝備質(zhì)量m1400kg2總質(zhì)量M2600kg3長*寬*高L*W*H410015201900mm4軸距D2700mm5空氣阻力系數(shù)O0.456正面迎風(fēng)面積A2.42 m7質(zhì)心高度h700mm8爬坡車速Va40km/h9車輪半徑R0.3m10速比i(D:3.652/1.9478/1.4234/1.

4、000/0.7954/R:3.466 )*5.12511正常車速漲60km/h12最咼車速Vmax90km/h13最大爬坡度a11 (30%)o14機械轉(zhuǎn)動效率n t0.9515滾動阻力系數(shù)n ?0.01516電動機及其控制 效率n me0.917蓄電池平均放電 效率n q0.9518電池電壓V320V19安時數(shù)Ah125Ah20電池容量kwh40kwh21放電深度%90%222）電機峰值功率及額定功率的匹配電機的功率大小直接關(guān)系到電動汽車的動力性的好壞。電機功率越大，電動汽車 的加速性能和最大爬坡度越好，但電機的體積和質(zhì)量也會相應(yīng)地增加，同時電機不能 經(jīng)常保持在高效率下工作，降低了電動汽車的

5、能量利用率，降低了汽車的行駛里程。 驅(qū)動電機的最大功率（Pemax）必須滿足最高車速時的功率（Pe）、最大爬坡度時的功 率（Pa ）及根據(jù)加速時間的功率（Pc ）要求，即：pemax -maxPe,Pa, Pc。其中，PU maxe = 3600 tj2、mgf +CDAUmax2115丿3) Pa4)哄 3 T 2CD AUi mgfcosmax mgsnmax 21.152八3亦-UL+mgf 土ta+-CUta2、ta1.521.15 2.55）式中:Umax最高車速，km/h； 906)t傳動系機械效率；0.958)9)Cd 空氣阻力系數(shù)；0.4510)A迎風(fēng)面積，m2 ； 2.411

6、)"max最大爬坡度，（）；1112)u i爬坡車速，km/h ； 4013)Ua 汽車的加速末速度，km/h； 907)m 電動汽車整備質(zhì)量，kg； 1600f 滾動阻力系數(shù)；0.01514)15) R= 10.724kwPa =30.08kwta 汽車加速時間，s。(050km/hw 7.5s;5090km/h < 15s)=2)電機的峰值功率與額定功率的關(guān)系為：R峰二2% （所選電機功率關(guān)系式中：P峰 電機峰值功率，kw；P額一一電機額定功率，kw；30.8kw。'電機過載系數(shù)。根據(jù)Pemax選擇驅(qū)動電機的峰值功率，這里選擇P額=10.72kW，P峰傳動系參數(shù)內(nèi)部

7、結(jié)構(gòu)減速箱原理差速器原理圖提供變速箱參數(shù)生產(chǎn)企業(yè)F篁慶漁科動力設(shè)備有限公司-型號-465QE選裝：MR508A)-型式"手動按縱方式F機械武、手咖前進攔于數(shù)"5r最大扭矩門114. 46-各檔速比”3. 652/1.9478/1 4234/1*000/0. 7654/R13. 466匸差速器固定速比：5.125電機最高轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速選擇與匹配驅(qū)動電機的額定轉(zhuǎn)速（nb）和最高轉(zhuǎn)速（nmax）的選取應(yīng)符合驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性要求，如圖1所示。在啟動即低轉(zhuǎn)速時得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩（Tmax），同時在高轉(zhuǎn)速時得到恒定的較高功率（'b）圖1驅(qū)動電機扭矩轉(zhuǎn)矩特性仝（電機擴大恒功

8、率區(qū)系數(shù)）增大值，可使電機在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)獲得較大轉(zhuǎn)矩，提高汽車的加速和爬坡性能。但是，如果 值過大，會導(dǎo)致電機工作電流 和逆變器的功率損耗和尺寸增大，因此值一般取23。Tmax的選擇需要滿足汽車起動轉(zhuǎn)矩和amax的要求,T1 mg(f cos： max Sin： max)rT max 一imax式中：r汽車輪胎滾動半徑，mimax傳動系統(tǒng)最大傳動比。電機最高轉(zhuǎn)速的確定，根據(jù)最高車速同時結(jié)合傳動比imax和max來確定Umax及最小傳動比imin確定n r爲(wèi)=0.377二Umax電機最大扭矩的確定，可以根據(jù)最大爬坡度：'max和最大傳動比imax決定。i max=mg(f cos max S

9、in :- max)rT ntq max Tnmax = 3243.8r / minTm a8 8 N4*m三、整車可行性方案介紹及產(chǎn)品一致性電機及控制器特性參數(shù)及性能要求1 電機特性參數(shù)及性能要求GB/T 18488.1-2006、GB/T 18488.2-206或 GB/T 18488.1-2015、GB/T 18488.2-2015 (可靠性試驗項目 不做要求)根據(jù)計算結(jié)果，選擇深圳大地和永磁同步電機額定功率Pe=20KW峰值功率Pa=40KW額定扭矩Tmmaz =;峰值扭矩Tmmaz = 88.4n.m(最大載重量M為2600kg；如果整車滿載重量超載1.2倍，M1為3120kg;峰值

10、扭矩為106n.m；該電機完全可以滿足需求)表3 20kw電動機參數(shù)額定功率Pmr (kw)20控制特性基速以下恒轉(zhuǎn) 矩，基速以上恒 功率峰值功率Pmmax (kw)40額定轉(zhuǎn)矩Tmr (N.m)74額定轉(zhuǎn)速Nmr (rpm)2500峰值轉(zhuǎn)矩Tmmaz (N.m)200最咼轉(zhuǎn)速Nmmax (rpm)9000根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，2 控制器性能參數(shù)控制器： 輸入電壓200V 360VDC冷卻要求：智能循環(huán)液冷。2.3、動力電池及能量管理系統(tǒng)參數(shù)確定1、動力電池參數(shù)確定本次計算車輛驅(qū)動所需電池能量是按電動汽車試驗質(zhì)量2302.5 Kg計算本次計算車輛驅(qū)動所需電池能量是按電動汽車試驗質(zhì)量2302.5 K

11、g計算。A運輸類新能源專用車、貨車動力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過20%。B噸百公里電耗不超過10kWh； M1、N1類采用工況法，其他暫采用 40km/h等速法，其中作 業(yè)類專用車檢測時上裝部分不工作。方案一選用磷酸鐵鋰電池，經(jīng)過估算包含電池在內(nèi)整車準(zhǔn)備質(zhì)量約 1600KG則電池包質(zhì)量小于400KG因此電 池容量配比換算，則電池容量約 32KWH.電池循環(huán)壽命2000次。國家實驗場地：匹配32kwh電量，以60km/h勻速行駛可以滿足152km續(xù)駛里程的要求。動力電池（組）性能參數(shù)電池類型磷酸鐵鋰單體容量25AH單體電壓3.2V安時數(shù)100AH

12、電池組標(biāo)稱電壓320V電池總能量32kWh(LJC 占 J'200011輻環(huán)力審FyCi： Lifeflirt TOb尺寸Silt J)IE上 Cm.)V電匕UMIM (tai).L啦心盤!1 Hifighc放仙iE槌圧是唯Tab IfiLhhJU. Udo 1A啊i耳比惟Tib咖良戸即£甩丁血 DijbiinccMi*方案二選用三元鋰離子電池，經(jīng)過估算包含電池在內(nèi)整車準(zhǔn)備質(zhì)量約1600KG則電池包質(zhì)量小于400KG因此電池容量配比換算，則電池容量約 40KWH循環(huán)壽命約800次。國家試驗場：從圖中看出匹配 40kwh電量，以60km/h勻速行駛可以滿足 佃0km續(xù)駛里程的要

13、求。HA F電酒單歸;U0B引N25)代寸(Dirensiofl):06mm xiSSmmOnmjSA :Weight):0 S4SkgRlIQuanlity)1S!定客(Ncrniral 4護工切：ZBAJhR aE 電玉 fMorriral35V電諫挺聘CVoR枠Rang?).30-42Vit-.*UL(WTvkgt167內(nèi)阻1： nfi jJ蟲1表4動力電池(組)性能參數(shù)電池類型三兀鋰離子電池單體容量125AH(5并 88 串)單體電壓3.65V放電深度90%電池組標(biāo)稱電壓320V電池總能量40kWh2、電池管理系統(tǒng)的電氣參數(shù)電池管理系統(tǒng)(BMS采用天津清源電動車輛有限責(zé)任公司自行研發(fā)的

14、系統(tǒng)，共5塊采集板(1) 通訊方式：CAN(2) 工作溫度范圍：-20 ° C+85C;(3) 電磁兼容性：按 GB/T18655-2002, GB/T17619-1998, GB/T21437.2-2008。2.4、車輛動力性分析本次計算車輛動力性是按滿載質(zhì)量 2650Kg計算。 1加速性能原地起步加速時間曲線loo圖3汽車加速時間圖mu度 速0-50Km/h加速時間為8.4s，滿足設(shè)計指標(biāo)要求。2.爬坡性能爬坡度可達3汽車功率平衡爬坡度曲線4爬坡度曲線圖圖30%，滿足最大爬坡度要求。圖5驅(qū)動功率一行駛阻力功率平衡圖由以上匹配結(jié)果可知，最高車速 93km/h，滿足最高車速90km/

15、h要求。3、其他電氣系統(tǒng)設(shè)計性能指標(biāo)3.1整車控制器(1) 防護等級：按 GB/T4942.2(2)抗振：按 GB/T18488.2-20013.2儀表及電動附件(1) 整車動力電池采用DC320V磷酸鐵鋰電池，輔助電池采用12V的鉛酸電池;(2) 通過額定功率1000W的DC/DC轉(zhuǎn)換器，動力電池可以給輔助電池充電；(3) 采用can儀表；儀表需要重新選型，供應(yīng)商：武漢 green(4) 換擋機構(gòu)采用自動換擋手柄；型號： YONGLEYL-703S )(5) 采用信號電壓等級為5V的電子油門踏板。(6) 采用真空助力剎車系統(tǒng)，型號：H-825(7) 采用電動壓縮機，匹配現(xiàn)款車型自帶的空調(diào)其他

16、系統(tǒng)。(8) 采用PTC加熱塊，安裝與現(xiàn)款車型暖風(fēng)機底部，達到空調(diào)制熱效果。(功率：2KW)(9) 轉(zhuǎn)向助力可以采用長安底盤配套電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3.3其他車型系統(tǒng)純電動微卡物流車備注制 動 系 統(tǒng)真空泵額定電壓DC 12VH-825額定功率30W額定流量40L/mi n最咼真空度-0.085MPa冷卻系統(tǒng)水泵額定流量9L/minP62最大流量16L/mi n額定揚程2.5m最大揚程3.8m電機輸出功率45W能源系統(tǒng)動力電池組單體調(diào)定電壓3.65V DC321.2-125單體容量125Ah電池數(shù)量440電 氣 系 統(tǒng)DC-DC輸出功率1KWDZEH1000S9A-360S14LR輸入電壓DC2

17、00-360V輸出電壓DC14V輸出電流75A冷卻方式自然冷卻直流接觸器額定電壓500V額定電流100A/200A主回路保險額定電壓500V額定電流200A主電路 及接插 件參數(shù)電線粗細要求35平方以上電線材料阻燃橡膠接插件可通過 最大電流250A三元電池及咼壓配電系統(tǒng)原理圖531,9450425&廠匚匚匚口 Ij 8 Jl-J3ag980<041MBB*9C高壓箱接錢原理圖及接口定義UrnTPtapTU TIXT- i 也 HkKtQL3nrl-V.n1 = CFlfrJ. 電 0CWLca-i嘰 rem5-王三=工-=-=A£CC11JS-JCNt二 T冉 <

18、B-£rt!；-j.TECULSOT=-：九十7.i 12VJS££i|5整車布置根據(jù)計算及實際空間布置枯車技術(shù)芻蠡功辜計卓羔5謎舊»Q.毎示打數(shù)1H單位奮注Ln1600keL電543?. fi?"in總履n2!502最專拎建百-M37. 67r/ikiiLJ41W3» I 19Wm3ItIT花啊4D?'00W14152 57JM5空匝±1隸Cc&45Ff9.91InrS*1.55oF.3E.5Thv?Bbb百蕭riTL194. Nhng%,15Wk«Ln au1W7Jm上壬乞瓷？r j=町.廣冗s>主輪豐毎kOjn'7''+F*=CJ x 4 x t2.> £ 2&1C連比i翊上賴阻力l VXW.nU1)工當(dāng)宰麗也Ml*A11vCOIn/kF基限力I1尸告 心