微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究_圖文

1、揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究姓名:王憶望申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):車輛工程指導(dǎo)教師:李紅201105 2揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)比大多數(shù)發(fā)達(dá)國家落后近10年,且執(zhí)行情況參差不齊。即使是 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛,其排放的一氧化碳數(shù)量也是歐洲車輛的2倍左右,碳?xì)浠?物和氮氧化物排放數(shù)量是歐洲車輛的3倍以上。與美國標(biāo)準(zhǔn)相比,我國一氧化碳排 放量上限高出了56%,氮氧化物高出32%,碳?xì)浠衔飫t高出3倍以上。因此發(fā)展 環(huán)保節(jié)能的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)就顯得格外重要。電動(dòng)汽車不同于傳統(tǒng)汽車,這是因?yàn)?電動(dòng)汽車是環(huán)境友好型的交通工具,汽車尾氣大部分為水蒸氣,只伴有

2、少量溫室 氣體和熱量,并將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣的零排放。最后,產(chǎn)業(yè)意義?，F(xiàn)代汽車工業(yè)不僅是一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo) 志,而且也往往是個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一。汽車工業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) 技術(shù)。它不是作為一個(gè)單一技術(shù)存在而是涉及到了許多的行業(yè)。汽車產(chǎn)業(yè)涉及到 冶金、石油、化工、煤炭、輕工、電子、紡織、建材等多個(gè)行業(yè)。如果汽車工業(yè) 發(fā)展的好往往會(huì)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,這是一個(gè)集群連鎖效應(yīng)。在傳統(tǒng)汽車 領(lǐng)域,我國起步比較晚,技術(shù)落后歐美日等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家至少2030年。這 樣的差距,使我們的民族汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展舉步維艱。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)給了民族汽車 產(chǎn)業(yè)一個(gè)希望,一個(gè)趕超外國實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的新機(jī)遇。

3、我們完全可以繞開傳統(tǒng) 汽車這塊壁壘,直接大力發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)。而且電動(dòng)汽車也是未來汽車的發(fā)展 方向,目前所有國家都在抓緊開發(fā)這類環(huán)保節(jié)能的汽車技術(shù)。再者,我國在發(fā)展 電動(dòng)汽車上具備一定的優(yōu)勢,如:資源優(yōu)勢明顯永磁型高性能電機(jī)需要添加的稀土和稀有金屬,中國擁有壟 斷性儲(chǔ)量;電池中的主要材料一一螢石、負(fù)極中的天然石墨中國儲(chǔ)量世界第一, 正極中的錳、鐵、鈷、鎳等元素中國的儲(chǔ)量也很豐富。0與國外技術(shù)差距小純電動(dòng)汽車正處于發(fā)展初期,中國在電池技術(shù)方面與國 外差距并不大,幾乎可與發(fā)達(dá)國家同步發(fā)展。o國民的熟悉度高中國目前每年銷售2000萬輛電動(dòng)自行車,不僅培育了大批 電池廠商,也增強(qiáng)了國民對(duì)電動(dòng)交通工具的

4、熟悉度、接納度。時(shí)機(jī)選擇優(yōu)勢目前純電動(dòng)汽車的游戲規(guī)則尚未確定,中國在這個(gè)時(shí)候介入, 從制定有利于自己的規(guī)則入手,超越老牌汽車強(qiáng)國的勝算會(huì)大大增加。o充分利用剩余電能不要把純電動(dòng)汽車看成單純的電力消耗者,如果把這類 汽車大量的高容量電池用于儲(chǔ)存夜間過剩電力,發(fā)揮削峰填谷功能,可帶來巨大 的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;如能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng),還可儲(chǔ)存可再生能源所發(fā)電力,促進(jìn)風(fēng) 能、太陽能等發(fā)電普及。如果我們能抓住這次機(jī)會(huì),那么對(duì)我國汽車產(chǎn)業(yè)來說將是有著重要的戰(zhàn)略意 義,它將直接導(dǎo)致全球汽車版圖的重新劃分,使民族汽車在國際上更有發(fā)言權(quán), 搶占更大的市場份額,出口創(chuàng)匯,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。這樣看來電動(dòng)汽車產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展

5、對(duì)國家來說都具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 3 1.2電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀近二十多年來,一些歐美發(fā)達(dá)的工業(yè)化正在轉(zhuǎn)變發(fā)展模式,把發(fā)展電動(dòng)汽車 的開發(fā)與研究作為解決環(huán)境與能源問題的一項(xiàng)重大措施。美國政府正逐年加大了對(duì)全國各科研機(jī)構(gòu)研究電動(dòng)汽車的投入,并提供了大 量的特殊政策。1991年,美國幾家大型的汽車生產(chǎn)廠家包括通用汽車公司、福特 汽車公司及克萊斯勒汽車公司共同簽定協(xié)議,成立了“先進(jìn)電池聯(lián)合體"(USABC 組織,共同開發(fā)可用于電動(dòng)汽車的高性能新一代電池。為了實(shí)現(xiàn)新型節(jié)能環(huán)保車 保持現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)車的性能與

6、價(jià)格,美國政府先后通過了PNGV、FreedomCAR、APV 計(jì)劃等。法國是最積極研發(fā)和推廣電動(dòng)汽車的國家之一。政府于2000年成立了部級(jí)協(xié) 調(diào)小組,投入超過15億法郎用于研發(fā)和生產(chǎn)了10萬輛電動(dòng)汽車。法國政府、法國 電力公司、標(biāo)致一雪鐵龍汽車公司共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車的協(xié)議,共同合 資組建了電動(dòng)汽車的電池公司。大力鼓勵(lì)政府工作人員使用電動(dòng)汽車,總理與部 長帶領(lǐng)乘坐電動(dòng)汽車上班;政府規(guī)定每生產(chǎn)一輛電動(dòng)汽車,能源公司(主要是電 力公司要補(bǔ)償電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家l萬法郎;行政機(jī)構(gòu)和地方性團(tuán)體每購買一輛電 動(dòng)汽車,由環(huán)保和能源控制署補(bǔ)貼8000法郎;私人購買的電動(dòng)汽車可獲得政府補(bǔ) 助5000法郎;

7、在公司服務(wù)的電動(dòng)汽車,可減免各種地方稅收。汽車制造強(qiáng)國日本更是重視電動(dòng)汽車的開發(fā)與研究。1998年日本東京電力公 司聯(lián)合日本電池公司,共同開發(fā)了“ZA"牌電動(dòng)汽車,該車采用了高新技術(shù),代 表了當(dāng)時(shí)世界電動(dòng)汽車的最高水平。豐田公司在1996年便成功地研制出了燃料電 動(dòng)汽車的樣車,并于1997年最先研制并批量生產(chǎn)了混合動(dòng)力電池汽車,成為環(huán)保 技術(shù)領(lǐng)域和世界電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)頭羊。世界各個(gè)汽車生產(chǎn)強(qiáng)國在大力扶持大型汽車生產(chǎn)廠商的同時(shí),紛紛制定并通 過各種環(huán)保和節(jié)能法規(guī),采取稅收優(yōu)惠和政府補(bǔ)貼的政策,目的在于搶占電動(dòng)汽 車產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)12l。1.2.2國內(nèi)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國人口和經(jīng)濟(jì)

8、的飛速發(fā)展,交通能源和環(huán)境保護(hù)的巨大壓力使我國面 臨著巨大的挑戰(zhàn)。從上世紀(jì)80年代以來,我國就開始重視電動(dòng)汽車的發(fā)展。 “八 五期間,電動(dòng)汽車正式列入國家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目,重點(diǎn)開展研究電動(dòng)汽車的 關(guān)鍵技術(shù); “九五力期間,列入國家重大產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目?！笆宓镀陂g, “國家863電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)"投資數(shù)億元,進(jìn)而提出“三縱 三橫"的研發(fā)布局。其中純電動(dòng)汽車研制點(diǎn)在天津。天津市電動(dòng)汽車研究中心與 天津一汽產(chǎn)品開發(fā)中心聯(lián)合眾多汽車技術(shù)研究中心與大學(xué)資源,組建天津清源電 動(dòng)車輛有限責(zé)任公司,承擔(dān)863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“XL.2純電動(dòng)汽車"的研發(fā)工作,各4揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文項(xiàng)技

9、術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,全車總重1600公斤,最高時(shí)速達(dá)到140km/h,續(xù) 駛里程超過260km,Okm/h50km/h的加速時(shí)間僅為6.8秒,被認(rèn)為是國內(nèi)水平最高 又最接近產(chǎn)業(yè)化的電動(dòng)汽車車型。2005年,清源公司開發(fā)的6輛“幸福使者"純電 動(dòng)汽車出口美國,這是國內(nèi)電動(dòng)汽車整車第一次出口。根據(jù)美方要求,該車作為 美國家庭用車,最高時(shí)速限定為40km/h,最大續(xù)駛里程100公里,整車定價(jià)近1萬 美元。之后,清源公司繼續(xù)向美國出口純電動(dòng)汽車,2005年底出口總數(shù)達(dá)到112輛, 2006年銷往歐美500輛,2007年國際市場訂單已超過1000輛。2006年底,清源公司 在天津?yàn)I海新區(qū)

10、建設(shè)電動(dòng)汽車研發(fā)制造基地,形成了一條年產(chǎn)2萬輛純電動(dòng)汽車生 產(chǎn)線。“十一五”期間,北京理工大學(xué)作為整車總體單位承擔(dān)了863電動(dòng)汽車重大專 項(xiàng)“純電動(dòng)客車項(xiàng)目",作為技術(shù)依托單位承擔(dān)了北京市科技奧運(yùn)電動(dòng)汽車特別 專項(xiàng)“電動(dòng)汽車運(yùn)行示范、研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化"等項(xiàng)目。已完成純電動(dòng)準(zhǔn)低地板 公交車、純電動(dòng)中巴客車、純電動(dòng)旅游客車、純電動(dòng)超低地板公交車等四種車型 的整車開發(fā)、型式認(rèn)證和定型設(shè)計(jì),并進(jìn)行了40余輛的小批量試生產(chǎn),各項(xiàng)動(dòng)力 性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)以達(dá)到或接近國際水平。目前,北京理工大 學(xué)等單位已經(jīng)完成了北京理工科凌電動(dòng)車輛股份有限公司密云電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化生 產(chǎn)基地的

11、建設(shè),初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化配套能力。而2008年北 京奧運(yùn)會(huì)和201O年上海世博會(huì)為電動(dòng)汽車提供了良好的技術(shù)展示平臺(tái)和市場導(dǎo)入 機(jī)遇;2009年哥本哈根世界氣候大會(huì)的召開也為電動(dòng)汽車的成長注入了強(qiáng)大的生 命力。所有這些,都在推動(dòng)著我國電動(dòng)汽車的飛速發(fā)展【3J。綜上結(jié)合國內(nèi)外電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r可見,純電動(dòng)汽車雖然有零排放、低噪 聲和綜合應(yīng)用能源等突出優(yōu)點(diǎn),但其技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的綜合性能指標(biāo)還未達(dá)到實(shí) 用要求,仍然還有許多關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)一步研究與開發(fā)。值得一提的是,雖然我 國的汽車工業(yè)落后于發(fā)達(dá)歐美國家,但在電動(dòng)汽車方面,由于起步早及國家投入 大,與其他國家相比,差距并不明顯。未來十

12、年,中央財(cái)政將拿出超過1000億元 的巨額資金扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在在“十二五"規(guī)劃中,新能源汽車產(chǎn) 業(yè)被定義為“國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)"?？梢灶A(yù)言,在全球性大力推進(jìn)研究開發(fā)電 動(dòng)汽車的21世紀(jì),電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)入商業(yè)營運(yùn)的實(shí)用化時(shí)代即將到來。1.3電動(dòng)汽車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代電動(dòng)汽車的總體結(jié)構(gòu)框架與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車基本保持一致,包括驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)、底盤、車身和電器設(shè)備等四個(gè)部分【4J。二者之間主要區(qū)別在于,純電動(dòng)汽車 的動(dòng)力裝置由蓄電池一電機(jī)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)汽車的燃油一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。由于動(dòng)力源 不同,電動(dòng)汽車大大簡化了傳動(dòng)系統(tǒng),并增加了多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、輔助 能源和輔助能

13、源控制系統(tǒng)。電動(dòng)汽車的開發(fā)是一門涵蓋了汽車技術(shù)、電子電器技術(shù)、信息技術(shù)以及化學(xué) 技術(shù)等多學(xué)科的集成技術(shù)。能源系統(tǒng)技術(shù)至關(guān)重要,但電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電池王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)同樣也處在非常重要的地位。因此,如何優(yōu)化這些關(guān)鍵 系統(tǒng)的整體性能,整合這些領(lǐng)域上的技術(shù)優(yōu)勢,成為電動(dòng)汽車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。 1、能源系統(tǒng)當(dāng)前電動(dòng)汽車推廣中的主要障礙在于初始成本較高和單次充電的續(xù)駛里程不 足。電池是電動(dòng)汽車的全部能量來源,因此能源系統(tǒng)的缺陷是阻礙電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)業(yè)化、市場化的瓶頸所在?？梢赃@樣說,電動(dòng)汽車的發(fā)展依賴于電池技術(shù)的發(fā) 展。一方面,目前開發(fā)的

14、電池的比功率和比能量不能滿足電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的功能指 標(biāo)要求;另一方面,電動(dòng)汽車的電池較貴,又沒形成市場規(guī)模,因此市場價(jià)格較 高,導(dǎo)致電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本與市場價(jià)格較傳統(tǒng)汽車沒有優(yōu)勢,甚至更高,這樣 就大大限制了電動(dòng)汽車的推廣。因此,電池技術(shù)的研發(fā)和市場化是電動(dòng)汽車開發(fā) 首當(dāng)其沖的問題。目前對(duì)于動(dòng)力電池組性能的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:(1環(huán)境狀況對(duì)電池性能的電性能影響研究。主要研究在不同的溫度與濕度等 環(huán)境條件下,動(dòng)力電池組電性能的變化規(guī)律,包括恒溫度場、變溫度場與定濕度 狀態(tài)對(duì)電池組實(shí)際容量儲(chǔ)存能量、輸出功率等電性能參數(shù)影響的規(guī)律,以及對(duì)動(dòng) 力電池組自放電、儲(chǔ)能時(shí)間、漏電狀況等相關(guān)參數(shù)的影響規(guī)

15、律,并根據(jù)電池組性 能與電池壽命之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)一步研究電池壽命對(duì)環(huán)境狀況的依賴度與靈敏 度。(2關(guān)于動(dòng)力電池組性能與使用壽命一致性的影響研究。對(duì)單體電池之間容 量、單體電壓、內(nèi)阻等一致性的關(guān)系進(jìn)行研究,綜合不一致因素,分析優(yōu)化得出 不一致綜合參數(shù),研究參數(shù)對(duì)動(dòng)力電池組實(shí)際容量、輸出功率、充放電效率及電 池組壽命等參數(shù)的影響。 -(3運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論對(duì)不同環(huán)境狀況與使用工況條件下電池組的失效模式 和壽命統(tǒng)計(jì)分布模型進(jìn)行分析研究,并根據(jù)電池壽命分布模型對(duì)電池的生存函數(shù), 電池剩余壽命的問題進(jìn)行研究。2、電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的全部動(dòng)力來源,可以將其比作電動(dòng)汽車的心臟。 在駕駛員

16、的操縱下,高效率地將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,并從車輪上輸出; 或者在再生制動(dòng)過程中將機(jī)械能重新轉(zhuǎn)化為電能,并儲(chǔ)存到電池中。在汽車運(yùn)行 過程中,電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電子差速、控制防抱死(ABS系統(tǒng)、車輛的穩(wěn)定 運(yùn)行以及再生能源的回收中都起著重要作用。3、系統(tǒng)優(yōu)化正如前面所說,電動(dòng)汽車系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多學(xué)科系統(tǒng),其整體性能由各子 部件決定,并受到各子部件相關(guān)因素的影響。因此,在設(shè)計(jì)整合電動(dòng)汽車的時(shí)候 應(yīng)對(duì)各子部件及整體進(jìn)行性能優(yōu)化,以達(dá)到改進(jìn)車輛性能和降低成本的目的。各 個(gè)子部件系統(tǒng)內(nèi)部有許多協(xié)議,子部件之間也有相關(guān)協(xié)議,所以系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)該在 不同級(jí)別上進(jìn)行多次優(yōu)化。通常對(duì)于首選的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)采用

17、多次迭代法。電動(dòng)汽車 在系統(tǒng)級(jí)別上的優(yōu)化仿真一般要考慮以下問題:6揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文分析和考慮各子部件系統(tǒng)之間的相互作用對(duì)于整車性能的影響,從而加權(quán) 優(yōu)化這些子系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)系,來改變子部件系統(tǒng)的輸出,最后確定控制系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)方案數(shù)學(xué)模型的精確性往往決定了物理模型的復(fù)雜性,但有時(shí)會(huì)與實(shí)際可行性 與操作性相矛盾,因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)綜合考慮從精確度、復(fù)雜性、可行性以及 分析計(jì)算效率等多方面出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化;在電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)電壓會(huì)是各個(gè)系統(tǒng)之間產(chǎn)生矛盾的一個(gè)方面。 系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)要從系統(tǒng)級(jí)別上綜合分析以下特性及問題:驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓與電流, 動(dòng)力電池外特性,整車的加速性能、續(xù)駛里程及安全性能等;

18、當(dāng)采用多能源并行或串行系統(tǒng)來提高整車的續(xù)駛里程或加速性能時(shí),應(yīng)綜 合考慮整車性能及生產(chǎn)成本優(yōu)化多能源之間的加權(quán)混合比;由于主減速器傳動(dòng)比對(duì)整車性能影響較大,而一般電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)過程中 都采用固定減速比,因此,需要通過驅(qū)動(dòng)力平衡圖來分析驅(qū)動(dòng)力一加速性能關(guān)系, 并采取迭代優(yōu)化的方法來確定最優(yōu)減速比【4】。1.4課置的來源與意義本課題以揚(yáng)州凱爾斯邁電動(dòng)汽車有限公司的TM.12型微型電動(dòng)汽車作為研究 對(duì)象。2009年12月7日,該新能源節(jié)能環(huán)保電動(dòng)轎車作為中國唯一節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品入 展了哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會(huì)第15次締約國大會(huì)“世界節(jié)能產(chǎn)品展",在全 球范圍內(nèi)獲得了良好反響,如圖1.1所示。

19、目前“凱爾斯邁”新能源轎車80%外銷, 主要銷往歐洲、南美洲、英國、法國、德國、芬蘭、丹麥、奧地利、匈牙利、意 大利等國家和地區(qū)。該車的主要優(yōu)點(diǎn)有:零排放、環(huán)保、節(jié)能。目前該車已通過 ECC權(quán)威認(rèn)證,獲得在歐洲27個(gè)國家銷售通行證。王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 7圖11“凱爾斯邁一新能源汽車參加國內(nèi)外展覽TM.12車長3550mm,軸距為2290mm,整車質(zhì)量600kg(電池質(zhì)量200kg,最 高時(shí)速50km/h,單次充電8d,時(shí)可達(dá)到120km的續(xù)駛里程。采用縱梁式車架,非承 載式車身;前后懸均采用滑柱擺臂式獨(dú)立懸架,采用后置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前,該企業(yè)在技術(shù)研發(fā)中

20、采用較傳統(tǒng)的開發(fā)手段,依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn), 缺乏現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段和科學(xué)的理論依據(jù),從而導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)盲目性,設(shè)計(jì)的返 工量大,效率低下,也造成很多不必要的浪費(fèi)。本課題致力于從理論上對(duì)該電動(dòng) 汽車的動(dòng)力性能進(jìn)行研究,對(duì)其整車結(jié)構(gòu),采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)開發(fā)方法和手段,對(duì) 其動(dòng)力傳動(dòng)部件進(jìn)行科學(xué)地選型與匹配,并對(duì)車架進(jìn)行有限元分析與優(yōu)化,.以提 高其整車安全性與動(dòng)力性能,為產(chǎn)品的改進(jìn)與優(yōu)化提供依據(jù),從而加速企業(yè)產(chǎn)品 的更新?lián)Q代,為全面提升企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力探索出一條科學(xué)的路線和方法。1.5課曩研究的內(nèi)容(1在熟悉電動(dòng)汽車的多種傳動(dòng)系設(shè)計(jì)方案后,并依據(jù)TM.12型電動(dòng)汽車的動(dòng) 力性能要求產(chǎn)品市場定位,最終確定傳

21、動(dòng)系的設(shè)計(jì)思路。(2以設(shè)計(jì)性能要求與整車參數(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合多種運(yùn)行工況,對(duì)動(dòng)力與傳動(dòng)系 統(tǒng)的核心部件(包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池與傳動(dòng)系進(jìn)行了科學(xué)的計(jì)算,合理的 選型,并確定其布置方案。(3運(yùn)用由美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的電動(dòng)汽車專業(yè)仿真軟件 ADVISOR的內(nèi)置模塊,結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)與動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型,建立驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其 控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池組、傳動(dòng)系統(tǒng)等的整車仿真模型,并選擇在相應(yīng)的運(yùn)行工況 下進(jìn)行仿真,驗(yàn)證前章參數(shù)計(jì)算與部件選型的合理性。(4在保證車架剛度、強(qiáng)度的前提下,提出了該車架的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,對(duì)車架 進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以達(dá)到降低車身質(zhì)量的目的,在提高整車安全性的同時(shí),8揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論

22、文使整車的動(dòng)力性能得到提高。1.6本章小結(jié)本章介紹了發(fā)展電動(dòng)汽車的必要性,闡述了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史,以及 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,表明了開展本課題研究的實(shí)際意義。王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 9 2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)汽車行駛的唯一動(dòng)力來源,它其實(shí)是一個(gè)電化 學(xué)能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的裝置及其控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電 池、減速器、能量管理系統(tǒng)及控制系統(tǒng)五部分。在開發(fā)的過程中應(yīng)選擇已成熟的 量產(chǎn)產(chǎn)品,避免產(chǎn)品的重復(fù)開發(fā),必要時(shí)可以犧牲最優(yōu)的參數(shù)匹配方案【5J。因此, 了解各動(dòng)力部件的性能要求以及知道一.些改

23、進(jìn)性能的方法,對(duì)于研究電動(dòng)汽車就 顯得格外重要了。傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的主要系統(tǒng)之一,擔(dān)負(fù)著將扭矩從電機(jī)軸一車輪一路面的 傳遞任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的運(yùn)行。傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,對(duì)電動(dòng)汽車的運(yùn)行性 能、機(jī)械效率、整體機(jī)構(gòu)布置與車輛維修等都有重要的影響,所以在設(shè)計(jì)過程中 要對(duì)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)十分重視。2.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿碓?這是電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車最根本的區(qū) 別。它是電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件,是機(jī)械工程哲學(xué)與電子工程哲學(xué)的 結(jié)合。因此,電機(jī)的選擇也是一個(gè)最優(yōu)化的問題。在電動(dòng)汽車開發(fā)中對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的技術(shù)要求如下:具有較大的轉(zhuǎn)速范圍足以覆蓋恒轉(zhuǎn)矩和恒功率

24、區(qū);恒功率輸出和高功率密度;在汽車起步和爬坡時(shí)具有低速一高轉(zhuǎn)矩的輸出特性,汽車巡航時(shí)應(yīng)有高速 一低轉(zhuǎn)矩特性;在轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性的較寬范圍內(nèi)具有高效率;快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性;再生制動(dòng)時(shí)的能量回收率高:可靠性高,失效模式可控;低噪聲、低振動(dòng);成本低等16J。目前,常用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分為直流電機(jī)、異步電機(jī)、無刷永磁同步 電機(jī)等幾種。對(duì)比各類電機(jī),它們有以下優(yōu)缺點(diǎn):(1直流電機(jī)在電動(dòng)汽車發(fā)展初期,幾乎所有電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為直流電機(jī)。這是因 為直流電機(jī)起步加速牽引力大,其控制系統(tǒng)有較簡單、技術(shù)成熟、效率高、成本 低等優(yōu)點(diǎn)。直流電機(jī)的缺點(diǎn)是有機(jī)械換向器,當(dāng)在高速大負(fù)載下運(yùn)行時(shí),換向器10揚(yáng)州大學(xué)碩士

25、學(xué)位論文表面會(huì)產(chǎn)生火花,所以電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不能太高。由于直流電機(jī)的換向器需要保 養(yǎng),又不適合高速運(yùn)轉(zhuǎn),除小型車外,目前一般已不采用。(2異步電機(jī)交流電機(jī)與直流電機(jī)相比,更符合電動(dòng)汽車的技術(shù)特性要求,具有效率高、 質(zhì)量輕(其比質(zhì)量為0.51.0kg/kw、免維護(hù)、可靠性強(qiáng)、調(diào)速范圍廣、壽命長 等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟,因此使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有 明顯優(yōu)勢。但是其控制系統(tǒng)中的逆變器比較復(fù)雜。一是控制系統(tǒng)中的大功率晶體 管數(shù)量多于直流電機(jī)控制系統(tǒng):另外,交流電機(jī)控制系統(tǒng)采用的是矢量控制方法, 因此控制系統(tǒng)中需用高性能處理器的硬件條件外,其軟件也比較復(fù)雜。交流電機(jī) 控制系統(tǒng)的成本高于

26、直流電機(jī)控制系統(tǒng)。不過應(yīng)該看到,隨著電工電子技術(shù)的快 速發(fā)展,交流控制系統(tǒng)中的逆變器技術(shù)亦日趨成熟,交流控制系統(tǒng)的成本也會(huì)降 低,交流電機(jī)會(huì)逐步得到更加廣泛的應(yīng)用。(3永磁無刷同步電機(jī)永磁同步電機(jī)主要包括三相永磁同步電機(jī)和無刷直流電機(jī)。較之前兩種電機(jī), 無刷永磁同步電機(jī)具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍,并具有效率 最高、體積最小、體積最輕且免維護(hù)的特點(diǎn),在電動(dòng)汽車的開發(fā)中已得到了一定 程度的應(yīng)用,發(fā)展前景十分廣闊。但該類電機(jī)同樣存在成本較高的缺點(diǎn),而且其 控制系統(tǒng)在可靠性和使用壽命等性能指標(biāo)上也較交流電機(jī)控制系統(tǒng)差【71。(4新一代牽引電機(jī) ,從20世紀(jì)80年代開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問

27、世后,打破了傳統(tǒng)的電機(jī)設(shè)計(jì)理論 和正弦波電壓源供電方式;并隨著磁阻電機(jī),永磁電機(jī)、電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī) 技術(shù)的發(fā)展,交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)新的黃金時(shí)代;新的電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 與控制方式層出不究,推出了新一代機(jī)電一體化電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)迅猛發(fā)展。高密度、 高效率、輕量化、低成本、寬調(diào)速牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已成為各國研究和開發(fā)的主 要熱點(diǎn)之一。.SRD開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊牢固,適合于高速運(yùn) 行,并且驅(qū)動(dòng)電路簡單成本低、性能可靠,在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)效率都比較高, 而且可以方便地實(shí)現(xiàn)四象限控制。這些特點(diǎn)使SRD開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)很適合電 動(dòng)車輛的各種工況下運(yùn)行,是電動(dòng)車輛中極具有潛力

28、的機(jī)種。SRD的最大特點(diǎn)是轉(zhuǎn) 矩脈動(dòng)大,噪聲大;此外,相對(duì)永磁電機(jī)而言,功率密度和效率偏低;另一個(gè)缺 點(diǎn)是要使用位置傳感器,增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,降低了可靠性。因此無傳感器的SRD 也是未來的發(fā)展趨勢之一。永磁式開關(guān)磁阻電機(jī)也稱為雙凸極永磁電機(jī),永磁式開關(guān)磁阻電機(jī)可采用圓 柱形徑向磁場結(jié)構(gòu)、盤式軸向磁場結(jié)構(gòu)和環(huán)形橫向磁場結(jié)構(gòu)。該電機(jī)在磁阻轉(zhuǎn)矩 的基礎(chǔ)上迭加了永磁轉(zhuǎn)矩,永磁轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機(jī)的功率密度和減小轉(zhuǎn) 矩脈動(dòng),以利于它在電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用【8】。轉(zhuǎn)子磁極分割型混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)同步電機(jī)這一概念一提出就引起國際電工界和 各大汽車公司研發(fā)中心的極大關(guān)注。轉(zhuǎn)子磁極分割型混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)同步電機(jī)具有

29、王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 11磁場控制能力,類似直流電機(jī)的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合電動(dòng)車輛牽 引電機(jī)低速高轉(zhuǎn)矩和恒功率寬調(diào)速的需求。目前該電機(jī)的研究處于探索階段,電 機(jī)的機(jī)理和設(shè)計(jì)理論有待于進(jìn)一步深入研究與完善,作為電動(dòng)車輛牽引電機(jī)具有 較強(qiáng)的潛在的競爭優(yōu)勢。各種電機(jī)性能參數(shù)如表2.1所示。表2.1各種電機(jī)性能參數(shù)對(duì)比本研究課題基于兩輪(后輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車研究任務(wù),參考其設(shè)計(jì)工況為 低速運(yùn)行,綜合考慮成本與效率因素,故選用電機(jī)本體為直流串勵(lì)電機(jī)。2.1.2動(dòng)力電池動(dòng)力電池組是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵設(shè)備,它儲(chǔ)存的電能與質(zhì)量、體積,對(duì)電動(dòng)汽 車的性能起到?jīng)Q定性的

30、影響。它一方面起著向電機(jī)提供能量的作用,另一方面起 著吸收再生能量和電機(jī)多余能量的作用。電池技術(shù)的不成熟,嚴(yán)重制約著電動(dòng)汽 車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此,在電池技術(shù)上尋求突破將是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)之一。 綜合考慮電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的續(xù)航里程、爬坡能力、最高時(shí)速等整車技術(shù)參數(shù)和 成本的因素,對(duì)動(dòng)力電池提出以下要求:高能量密度及功率密度:低的內(nèi)阻及自放電率;工作環(huán)境溫度范圍寬;長的循環(huán)壽命;環(huán)境污染小;充電方便、快速;12揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文維護(hù)方便:使用安全【91。目前,世界各大電池生產(chǎn)廠家都投入大量資金研發(fā)電動(dòng)汽車專用電池,已經(jīng) 經(jīng)過了三代的發(fā)展。第一代電池是鉛酸電池。由于初期鉛酸電池在比能量和比功率等指

31、標(biāo)上不能 滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力性的要求,所以就進(jìn)一步發(fā)展了閥控鉛酸電池(VRLA等,提高 其放電倍率,并降低了成本。因此,鉛酸電池是目前唯一能大批量生產(chǎn)的電動(dòng)汽 車專用電池。第二代的高性能電池有鎳氫電池、鎳鎘電池、鈉硫電池、鋰離子電池等。第 二代動(dòng)力電池的比能量和比功率都要比第一代電池高出很多,極大地提高了電動(dòng) 汽車的動(dòng)力特性和續(xù)駛里程。但第二代動(dòng)力電池依然是在電能一化學(xué)能一電能的電 化學(xué)反應(yīng)中儲(chǔ)存和釋放能量,有特定的使用條件和局限性。其中,有些高能電池 還需復(fù)雜的溫度控制系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng),對(duì)充電過程也需要特定的控制。而且, 第二代電池的使用壽命較第一代電池的短,并且報(bào)廢后易造成污染,這無疑增加

32、 了電動(dòng)汽車的使用和維護(hù)成本。第三代電池以燃料電池為主。燃料電池是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能, 能量轉(zhuǎn)化的效率以及電池的比能量、比功率都比較高。并且如果對(duì)能量的轉(zhuǎn)化過 程進(jìn)行有效的控制,燃料電池的能量轉(zhuǎn)化可以持續(xù)進(jìn)行,因此燃料電池是電動(dòng)汽 車比較理想的電池。但燃料電池的原料通常有毒并且價(jià)格昂貴,須對(duì)車輛的電池 座結(jié)構(gòu)進(jìn)行額外的設(shè)計(jì),從而增加了設(shè)計(jì)和制造的成本。除此之外,飛輪電池、超容量電容器也是常用的電動(dòng)汽車動(dòng)力源。以上各種電池都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),見表2.2。綜合現(xiàn)有技術(shù)條件與成本優(yōu)勢, 多方位考慮電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)和參數(shù)要求,選擇適合的電池類型。王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能

33、優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 13鉛酸2.035-40蓄電池技術(shù)成熟、原料豐富、504001000價(jià)格低、溫度特性好帕PX腳VH f日7土,I,斗1000以上 比能量大、壽命長煳oo雌蒜氚可達(dá)2000壽命長、安全性好0600放電倍率高、免維護(hù)比能量高、轉(zhuǎn)換效率1000高、循環(huán)壽命長1000短短比鈉硫電池安全比能量和比功 率較低、壽命 短、存在鉛污染 成本高、須有保 護(hù)電路 成本高 體積大 自放電高、單體?電壓低。 工作溫度高、性 能不夠穩(wěn)定 工作溫度高 比能量大 比功率低 比能量大、成本低 比功率低 萬次以上 比能量大、壽命超長長 簍爹I莖囂llg+巧梁小、噪戶一 比能量大、壽命超長比能量小 制氫、儲(chǔ)輕

34、問題 多、成本高 比能量較小本文中選用鐵鋰電池。它的優(yōu)勢在于比能量較高,且壽命長、安全性好,但 其體積較大,占用空間大。2.1.3電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)的功能,是對(duì)動(dòng)力電池組充電放電時(shí)的電壓、電流、放電深度、 再生制動(dòng)能量反饋的電流、電池的自放電率以及電池溫度等電池的性能指標(biāo)進(jìn)行 控制。個(gè)別的蓄電池單元的變化會(huì)影響到整個(gè)動(dòng)力電池組的性能。除了用電池管 理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池組中的每個(gè)單體電池進(jìn)行控制,保持各個(gè)單體電池之間的功能14揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文一致性和特性完整性,還要建立動(dòng)力電池的維護(hù)系統(tǒng),確保電動(dòng)汽車的正常運(yùn)行。 動(dòng)力電池的充放電性能對(duì)電動(dòng)汽車的整車性能起著至關(guān)重要的作用,因此動(dòng) 力電池在

35、充電時(shí)要對(duì)電壓與電流進(jìn)行嚴(yán)格的控制。高效率的充電設(shè)備也是電動(dòng)汽 車必備的輔助設(shè)備。一般常見的充電裝置有車載充電器、接觸式充電器和感應(yīng)式 充電器等。再生能量的回收系統(tǒng)也是電池能量管理系統(tǒng)的重要組成部分。再生制動(dòng)能量 是指電動(dòng)汽車制動(dòng)減速時(shí),電池停止放電,車輪帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過矢量控制, 此時(shí)感應(yīng)電機(jī)成為交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量。經(jīng)系統(tǒng)控制器逆變后對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn) 行充電,此過程稱為再生制動(dòng)。具有再生制動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程能增加 10%.15%。能量再生系統(tǒng)過程如圖2.1所示【lo】。電機(jī)狀態(tài)檢測圖2.1電動(dòng)汽車能量再生系統(tǒng)世界各大汽車制造商的研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研究。通 過優(yōu)

36、化電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng),可以很好地設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的電能儲(chǔ)存系統(tǒng),確定 一個(gè)最佳的能量儲(chǔ)存及管理機(jī)構(gòu),并由此提高電動(dòng)汽車本身的性能。2.1.4能量管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)(EMSEnergy Management System在電動(dòng)汽車中非常重要,是電 動(dòng)汽車的智能核心。能量管理系統(tǒng)具有從電動(dòng)汽車各子系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù),控制 完成電池的充電、顯示蓄電池的荷電狀態(tài)(soc、預(yù)測剩余行駛里程、監(jiān)控電池的 狀態(tài)、調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、調(diào)節(jié)車燈亮度等功能;并從各種傳感器收集信息,包括力、 環(huán)境溫度、行駛路況、加減速命令、蓄電池工況等,合理地調(diào)配和使用有限的車 載能量。2.1.5控制系統(tǒng)對(duì)于駕駛員來說,最直接的操控對(duì)象是

37、加速踏板、方向盤、制動(dòng)踏板等操縱王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 15裝置。各種操縱裝置的位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),輸入中央控制器,通過電動(dòng)汽車 的各個(gè)控制模塊來控制汽車各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)。另外,控制系統(tǒng)還包括正常低 壓系統(tǒng)和電子電器傳感裝置,現(xiàn)代化的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和雷達(dá)防撞系統(tǒng)?，F(xiàn)代控制 理論與成果在電動(dòng)汽車上得到充分的體現(xiàn)與發(fā)揮。電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)主要是對(duì)于動(dòng)力電池組的管理和電機(jī)的控制。車輛在運(yùn) 行過程中,駕駛員隨著行駛工況的變化,改變電機(jī)輸出的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,來 適應(yīng)路面狀況。而這一變化必然會(huì)引起電池組的電流電壓變化,通常采用電壓表、 電流表、電功率表、轉(zhuǎn)速表和溫

38、度表來顯示。這些對(duì)于動(dòng)力電池組剩余電量和續(xù) 駛里程具有重要意義。一部設(shè)計(jì)優(yōu)良的電動(dòng)汽車,除了具備良好的機(jī)械性能和電驅(qū)動(dòng)性能之外,還 應(yīng)該具備一套控制和協(xié)調(diào)各部份運(yùn)行的控制系統(tǒng)。由于電動(dòng)汽車的高度集成電氣 化,因此更加需要采用中央控制器進(jìn)行控制和管理,來實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和自動(dòng)化 的控制和管理。2.2傳動(dòng)系方案的確定2.2.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案除了用驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)取代發(fā)動(dòng)機(jī)之外,其傳動(dòng)系 組成與傳統(tǒng)汽車基本保持一致,依然由離合器、變速箱、萬向傳動(dòng)裝置、主減速 器、差速器和驅(qū)動(dòng)半軸等組成。傳統(tǒng)汽車的傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示。圖2-2傳統(tǒng)汽車傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡圖電動(dòng)汽車根據(jù)傳統(tǒng)汽車

39、的傳動(dòng)鏈關(guān)系,將動(dòng)力源直接替換為電機(jī)驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì) 成為如圖2.3的傳動(dòng)系。電動(dòng)汽車在開發(fā)初期多采用這種機(jī)械傳動(dòng)方案。因?yàn)樽兯倨鳈n位多,轉(zhuǎn)速與 扭矩的調(diào)節(jié)范圍較廣,可以滿足電動(dòng)汽車在不同工況下運(yùn)行的要求。這種傳動(dòng)系 適合選擇轉(zhuǎn)速高、輸出扭矩小、控制簡單的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng),通過機(jī)械系 統(tǒng)來改變運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速與扭矩。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過傳統(tǒng)汽車的改16揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文造來實(shí)現(xiàn)車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng),可直接利用傳統(tǒng)汽車的車身、底盤等部件,設(shè)計(jì)周期 短,大大降低了研發(fā)成本。但這種傳動(dòng)方案的缺點(diǎn)也是顯而易見的。它的傳動(dòng)系 相對(duì)較復(fù)雜,構(gòu)成零件多,使得電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量大大增加,不能滿足電動(dòng)汽 車整體

40、設(shè)計(jì)和使用性能;傳動(dòng)鏈比較長,導(dǎo)致機(jī)械傳動(dòng)效率降低,造成能源的浪 費(fèi);子系統(tǒng)較多,造成維護(hù)的繁瑣。因此,隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及電子控制技術(shù)的 發(fā)展,這種傳動(dòng)方案逐漸被其它方案所代替。圖2.3機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案2.2.2機(jī)電集成式傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案機(jī)電集成式傳動(dòng)方案是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)直接集成在一起,形成一個(gè)結(jié) 。構(gòu)相對(duì)比較簡單且獨(dú)立的系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由單級(jí)減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)半軸等 構(gòu)成。這種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)控制系統(tǒng)的要求就比較高了。它充分利用了異步交流電機(jī) 調(diào)速范圍廣的特性,省去了傳動(dòng)效率低、操縱繁瑣的離合器、齒輪變速箱等結(jié)構(gòu), 采用定速比的主減速器,保留差速器和半軸,大大縮短了傳動(dòng)鏈,從而使得傳動(dòng)

41、系統(tǒng)得到簡化,提高了傳動(dòng)效率,并有效地改善了傳動(dòng)系的振動(dòng)與噪聲,提高電 動(dòng)汽車的運(yùn)行性能,也便于機(jī)電一體化控制。此種方案根據(jù)電機(jī)輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸的不同布置方式還可以有以下兩種形式:電機(jī)輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸互相平行的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如圖2.4;電機(jī)輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸集成構(gòu)成整體驅(qū)動(dòng)橋式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如圖2.5; 圖2-4電機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)軸相互平行的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文2.6.2其他電鼉系統(tǒng)圖2.11驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的安裝根據(jù)電動(dòng)汽車其它各個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)提供的各自控制系統(tǒng)對(duì)電器設(shè)備的要求, 如電源形式及容量、上電邏輯與要求等,對(duì)其設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)布置方案。電動(dòng)汽車的儀表系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)汽車來說更加靈活,取消了傳

42、統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng) 機(jī)的相關(guān)顯示,包括水溫、油壓、燃油指示與發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷指示等;增加了電 機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度與電池系統(tǒng)的溫度,電量等指示,以及整車控制單元故障診斷的相 應(yīng)的系統(tǒng)指示,如圖2.12所示。圖2.12儀表系統(tǒng)2.7電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能指標(biāo)根據(jù)電動(dòng)汽車的特殊動(dòng)力來源,并考慮到其特定的行駛區(qū)域,提出一套電動(dòng) 汽車的動(dòng)力性能指標(biāo)體系,主要包括最高車速、最大爬坡度與加速性能等三部分。 (1在城市高等級(jí)快速公路上運(yùn)行時(shí),道路設(shè)施完善,路面為柏油路或水泥路。 良好的路面狀況,使電動(dòng)汽車的最高車速能夠達(dá)到50km/h之上。考慮到其比功率王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)汽

43、車,以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電池技術(shù)的快速發(fā)展,電動(dòng)汽車的最高車速 定會(huì)得到飛速的提高。(2由于廣泛采用立體交通,立交橋的路面坡度一般為4%5%。電動(dòng)汽車在這 種路面上行駛,一般在比傳統(tǒng)汽車的速度要低一些;并且,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到電 動(dòng)汽車在立交橋坡道上原地起步的工況。根據(jù)電動(dòng)汽車的不同用途,設(shè)計(jì)時(shí)其能 克服的最大爬坡度選為18%27%比較合適。(3純電動(dòng)汽車由于受到驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率與動(dòng)力電池的質(zhì)量與尺寸限制,要達(dá)到 同類傳統(tǒng)汽車的加速性能,目前還比較困難。設(shè)計(jì)時(shí),除特殊要求外,電動(dòng)汽車 的加速性能與其最大爬坡能力相當(dāng)即可。2.8本章小結(jié)本章詳細(xì)闡述了在電動(dòng)汽車開發(fā)過程中可以采用的多種傳動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)方式 的設(shè)

44、計(jì)方案,并對(duì)比了各方案的優(yōu)勢與缺點(diǎn),為電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供理論 依據(jù),具有一定的指導(dǎo)意義,并可以作為電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化的參 考。最后綜合考慮性能要求與成本因素,確定了本課題研究對(duì)象在總體布置上的 設(shè)計(jì)思路,為下一章對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力系數(shù)參數(shù)計(jì)算與匹配做準(zhǔn)備。 。?揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文3電動(dòng)汽車的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算與匹配3.1整車參數(shù)與性能要求電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率、傳動(dòng)系統(tǒng)速比等,都對(duì)車輛的 動(dòng)力特性、經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生顯著的影響。本章將對(duì)本課題研究對(duì)象一一TM.12型純電 動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算與選型匹配的分析。電機(jī)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源, 因此電機(jī)選型對(duì)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系

45、設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。為了滿足設(shè)計(jì)車輛的行駛 性能的要求需要加大所選電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率,但這無疑會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)與動(dòng)力電池 組容量的增大,車輛成本的增加。而且,電池組數(shù)目增多,會(huì)給底盤上電池安裝 布置增加困難,整車質(zhì)量加大,不利于車輛的續(xù)駛里程。因此,電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)最優(yōu)化的問題,需要通過計(jì)算來完成選型。3.1.1整車的技術(shù)參數(shù)本課題所選用的電動(dòng)汽車TM.12的整車參數(shù)如表3.1所示。表3.1TM.12整車參數(shù)3.1.2動(dòng)力性能參數(shù)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能參數(shù)是電動(dòng)汽車的主要設(shè)計(jì)目標(biāo),電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)過程 就是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池等的選型來實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)力性能。TM.12的主要?jiǎng)恿ν鯌浲?微型電動(dòng)轎

46、車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究性能如表3.2所示。表3-2TM.12動(dòng)力性能指標(biāo)最高車速(km/h 最大爬坡度 加速性能 續(xù)駛里程50不小于20%045km/h加速時(shí)間為小于10s 工況法測試條件下為120km3.2電動(dòng)汽車的動(dòng)力學(xué)分析純電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí),由動(dòng)力電池提供能量,在控制系統(tǒng)的控制下,通過電機(jī) 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,經(jīng)傳動(dòng)系到達(dá)車輪。因此,需要在車輛動(dòng)力學(xué)的角度,對(duì)電動(dòng)汽 車的全部行駛工況進(jìn)行分析計(jì)算,才能滿足車輛設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)特性以及各項(xiàng)性能指 標(biāo)。從分析電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)的受力情況出發(fā),建立運(yùn)動(dòng)方程式,為分析電動(dòng)汽車 的行駛性能奠定基礎(chǔ)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出特性決定了車輛的動(dòng)力性能,這就

47、要 求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出必須滿足整車設(shè)計(jì)的動(dòng)力性能目標(biāo)。電動(dòng)汽車在進(jìn)行參數(shù) 計(jì)算與匹配時(shí),首先必須簡化電動(dòng)汽車運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)電動(dòng)汽車運(yùn)行過程 中驅(qū)動(dòng)力與阻力、功率關(guān)系的平衡進(jìn)行分析。車輛在上坡行駛時(shí)的受力狀況如圖3.1所示。車輛由作用于驅(qū)動(dòng)輪輪胎與路面 之間接觸面上的總牽引力E=乃+最提供使車輛向前運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 輸出軸輸出扭矩,經(jīng)過車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩為Z,使驅(qū)動(dòng)輪 與地面之間產(chǎn)生相互作用力。車輪對(duì)地面產(chǎn)生一圓周力E;同時(shí),地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪 產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力。地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的反作用力昂與 驅(qū)動(dòng)力前進(jìn)的方向是一致的,是推動(dòng)車輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力。它

48、不僅與車輛的驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)所能提供的牽引力有關(guān),并且與驅(qū)動(dòng)力一路面之間的接觸狀態(tài)有關(guān)。其數(shù)值為:名毒式中:B一驅(qū)動(dòng)力;Z作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩:,.一驅(qū)動(dòng)輪半徑。揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文圖31車輛在行駛過程中的受力狀況示意圖當(dāng)車輛正常運(yùn)行時(shí),受到阻礙其運(yùn)動(dòng)的阻力的作用。這些阻力通常包括輪胎 滾動(dòng)阻力、空氣阻力、爬坡阻力及加速阻力等。因此,汽車在運(yùn)行過程中的總阻 力可表示為:F=只+E+乓+乃上述阻力中,滾動(dòng)阻力E與空氣阻力瓦是任何條件下都存在的,而爬坡阻力t 與加速阻力F僅在一定的運(yùn)行條件下才會(huì)存在。車輛在水平道路上作等速行駛時(shí)無加速阻力與爬坡阻力。根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律,車輛的加速度可表示為:業(yè):Zz-

49、ZR(3.1 dt 8M 、 7式中,V為車輛運(yùn)行速度;互為車輛的總牽引力;F為總阻力;M為車輛總 質(zhì)量;艿為車輛動(dòng)力系統(tǒng)中表征旋轉(zhuǎn)組建效應(yīng)的質(zhì)量系數(shù)。式(3.1表明車輛的速度 與加速度取決于動(dòng)力系統(tǒng)的牽引力與整車系統(tǒng)的阻力、質(zhì)量的大小。如圖3.1所示, 在車輪行駛過程中,車輛所受到的阻力包括輪胎滾動(dòng)阻力(在圖中,表示為滾動(dòng) 阻力矩乃和乙,空氣阻力E,及爬坡阻力(圖中表示為Gsina。3.2.1滾動(dòng)阻力車輛在硬質(zhì)地面上行駛時(shí),因?yàn)檩喬ゲ牧?一般為橡膠具有滯變作用,從 而產(chǎn)生了滾動(dòng)阻力。在輪胎滾動(dòng)時(shí),由于輪胎胎殼產(chǎn)生撓曲,引起滯變作用,導(dǎo) 致地面反作用力呈不對(duì)稱部分。在輪胎與地面的接觸面上,前半

50、部分的壓力大于 32揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文一dV:互=墨二墨dt 6M則車輛從起步加速至最高車速的加速時(shí)間為:f =去 f , 烏礦=去 f , 兩8M d V 36河d礦 (3.23 3.6由 .南FF。一F 、 7綜上,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的電機(jī)的最大功率應(yīng)能同時(shí)滿足車輛對(duì)以上最高車速、 最大爬坡度及加速性能的要求【131。因此,電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配的峰值功率為:=ma【,只,弓j (3.24 將本章第一節(jié)表4-1中的整車性能參數(shù)代入上述(4.16、(4.19、(4.21中,求 得三種工況下的最大功率分別為:=2.37咖,P=5.6kw,霉=6.2kw根據(jù)式(4.24nfi以確定,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率

51、為=6.2kw。則電機(jī)的額定功率可根據(jù)下式計(jì)算得到:=睪 (3.25 r 、式中:一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率;名一電機(jī)過載系數(shù)。一般取五=1.5。則得只=4.13kw。3.3.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定電壓的匹配額定電壓是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一個(gè)基本性能參數(shù),其額定電壓的匹配選擇與電動(dòng)汽 車的動(dòng)力電池組的額定電壓是密切關(guān)聯(lián)的。在輸出功率相同的條件下,動(dòng)力電池 組的額定電壓高時(shí),電流則較低;相反,動(dòng)力電池組的電壓低時(shí),電流則較高。 高電壓,小電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器元件的要求可以低一些,連接起 來方便,但要求有更高的安全保護(hù)級(jí)別,而且管理系統(tǒng)更復(fù)雜,勢必會(huì)增加車輛 的成本。低電壓、大電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器

52、元件都比較大,連接要 求也高,而且管理系統(tǒng)也相對(duì)簡單。但是,電流的增大會(huì)增加其他功率設(shè)備的損 耗,從而影響車輛的使用壽命?？梢钥闯?驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定電壓的合理選擇對(duì)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與整車性能的提升具有十分重大的意義。驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓的選擇主要由車輛總體參數(shù)的設(shè)計(jì)要求決定的,車輛的整備質(zhì) 量、驅(qū)動(dòng)功率的相關(guān)參數(shù)確定后,才能確定電機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。即當(dāng)車輛 的整備質(zhì)量確定后,動(dòng)力電池組的數(shù)目就確定了,則電機(jī)的電壓等級(jí)也就隨之確 定。但總體要求是,盡可能提高電壓等級(jí),這樣就可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)在滿足驅(qū)動(dòng)力 的情況下,使電機(jī)的功率小一點(diǎn)。而且,電池組的容量選擇、安裝空間及安裝方 式就比較容易處理。王憶望:微

53、型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 33 3.3.3額定轉(zhuǎn)速的匹配選擇根據(jù)電動(dòng)汽車的運(yùn)行速度、動(dòng)力性能的要求,可以選擇不同轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 (1低速電機(jī)低速電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為30006000r/rain。低速電機(jī)的恒功率區(qū)擴(kuò)大,具有額 定轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)子電流大、電機(jī)尺寸大和質(zhì)量較大。另外,其相應(yīng)的控制器、轉(zhuǎn)換 器的尺寸也較大,各種功率設(shè)備的內(nèi)在損耗也較大,但減速器速比較小。低速電 機(jī)的成本相對(duì)較低,而且其配套使用的軸承、齒輪要求也較低,因此在設(shè)計(jì)性能 要求一般的電動(dòng)汽車上選擇低速電機(jī)較多。(2中速電機(jī)中速電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為600010000r/min,它的各類參數(shù)介于低速電機(jī)與高 速電

54、機(jī)之間。設(shè)計(jì)性能要求較高的電動(dòng)汽車常采用中速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。(3高速電機(jī)高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為1000015000r/min,擴(kuò)大的恒功率區(qū)較寬,而質(zhì)量與 尺寸較小,其相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器與控制器的尺寸也小,各種功率設(shè)備的損耗也較小。 但是其減速器的速比則要大大增加,一般需要采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。高速電機(jī) 的使用能力,主要受限于電磁材料的性能與高速軸承的承載能力。高速軸承的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量較小,一般設(shè)計(jì)性能要求較高的電動(dòng)汽車也常采用這類電機(jī),但是成本較 高。電動(dòng)汽車常以額定車速確定電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,可由下式表達(dá):=揣 (3.26 式中:力一電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,單位為r/mira己一傳動(dòng)比;in一主減速比;擾一電動(dòng)

55、汽車的額定車速,單位為kin/h:,一滾動(dòng)車輪半徑,單位為m。3.3.4驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的匹配選擇當(dāng)電動(dòng)汽車以額定車速在平直路面上勻速行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩即為 額定轉(zhuǎn)矩。由下式可以表達(dá)可求得電動(dòng)汽車以額定車身行駛時(shí)所受到的阻力矩:摯=塒+瓦CD,Af礦UN2由公式:乏:9554P, (3.27 (3.28揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文式中:Z一額定轉(zhuǎn)矩;-一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。必須要滿足的是,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩大于阻力矩。最后,根據(jù)計(jì)算選定某型電機(jī)作為TM.12型電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源,該電機(jī) 主要性能參數(shù)與原型車電機(jī)對(duì)比如表3.3所示:表3-3驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能參數(shù)表3.4傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的分

56、配是傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題,這取決于了整車 系統(tǒng)最高車速、最大爬坡度及加速時(shí)間等動(dòng)力性能指標(biāo)。因此,在驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出 特性一定時(shí),可以根據(jù)設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車期望的最高車速、加速時(shí)間及最大爬坡度來 確定傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比。(1傳動(dòng)系統(tǒng)速比的上限:傳動(dòng)系統(tǒng)速比的上限可由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和車 輛最高車速確定。f0.3-=3-7n一咖r (3.29 。 式中:一電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速:一電動(dòng)汽車的最高車速;,.一驅(qū)動(dòng)車輪的有效半徑。(2傳動(dòng)系統(tǒng)速比的下限:傳動(dòng)系統(tǒng)的下限可以通過下列兩種方法計(jì)算得到的 傳動(dòng)系統(tǒng)速比中的最大值確定。由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大輸出扭矩與車輛的最大行駛速度對(duì)應(yīng)的 行駛嘴里確定傳動(dòng)

57、系統(tǒng)速比的下限為:F rf等吐 (3.30 77f礦m舡式中:昂麟一最高車速對(duì)應(yīng)的行駛阻力;弓一一驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的輸出扭矩;功一傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率。由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出扭矩與車輛的最大爬坡度所對(duì)應(yīng)的行駛阻力來確定傳 動(dòng)系統(tǒng)速比的下限為:王憶望:微型電動(dòng)轎車動(dòng)力傳動(dòng)匹配與結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)研究 35f互芷一 r/,ln 式中:F一一整車最大爬坡度隨對(duì)應(yīng)的行駛阻力;k一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的最大扭矩。通過計(jì)算,TM.12型電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的速比選為7.75, 機(jī)與車輛動(dòng)力性能的要求。3.5電池的參數(shù)選擇匹配(3.31能夠滿足驅(qū)動(dòng)電 參照本課題研究對(duì)象TM.12型電動(dòng)汽車的能量消耗率與續(xù)駛里程等指標(biāo),計(jì) 算動(dòng)力電池組所需的容量。參照表3.2中在工況法測試條件下車輛的續(xù)駛里程不低 于120km,其能量消耗率不高于30kwh/100kmh。由此可得,該車車載的動(dòng)力電池 組消耗電網(wǎng)的總能量不高于40kwh。動(dòng)力電池組總?cè)萘咳Q于電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)的最大輸出功率與消耗的總能量, 這樣能保證車輛對(duì)動(dòng)力性能與續(xù)駛里程的要求。3.5.1確定動(dòng)力電池組數(shù)量(1由所需的最大功率確定電池組數(shù)量:由電動(dòng)汽車所需的最大功率選擇電池組數(shù)量。電池組所攜帶的總能量必須高 于電動(dòng)汽車的最大能耗。由此,所需的電池組數(shù)量為:?/p=瓦麗/Vmx(3.32 pb啦繇n飄。n