新能源純電動(dòng)物流車(chē)計(jì)算設(shè)計(jì)書(shū)圖文

1、新能源廂式運(yùn)輸車(chē)-計(jì)算設(shè)計(jì)書(shū)一、設(shè)計(jì)要求二、整車(chē)技術(shù)參數(shù)三、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)六、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)七、真空助力系統(tǒng)設(shè)計(jì)八、設(shè)計(jì)結(jié)果一、設(shè)計(jì)要求1、整車(chē)性能技術(shù)指標(biāo)A 運(yùn)輸類(lèi)新能源專(zhuān)用車(chē)、貨車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車(chē)整備質(zhì)量比例不超過(guò) 25%,作業(yè)類(lèi)新能源 專(zhuān)用車(chē)、貨車(chē)不超過(guò)20%。B 噸百公里電耗不超過(guò)10kWh; M1、N1類(lèi)采用工況法，其他暫采用 40km/h等速法，其中作業(yè)類(lèi) 專(zhuān)用車(chē)檢測(cè)時(shí)上裝部分不工作。(1)最高車(chē)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(chē)技術(shù)參數(shù)新能源廂式運(yùn)輸車(chē)選用長(zhǎng)安傳統(tǒng)載貨汽車(chē)底盤(pán)(SC1031GDD43為改裝主體。新能源廂式運(yùn)輸車(chē)是在長(zhǎng)安底盤(pán)改裝成純電動(dòng)可承載式底盤(pán)的基礎(chǔ)上，加裝載貨物廂體而形成的一款新能源廂式運(yùn)輸車(chē)，該車(chē)配置 5MT手動(dòng)變數(shù)箱、永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器、整車(chē)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(chē)載充電器、直流快充充電系統(tǒng)、 冷卻系統(tǒng)、真空助力制動(dòng)系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)載冷暖空調(diào)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)采 用電機(jī)前置通過(guò)法蘭固定于變速箱， 變速箱固定于整車(chē)中部，控制器及車(chē)載充電器布置在車(chē)身前 中部，動(dòng)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(chē)體中前兩側(cè)部位，車(chē)載空調(diào)布置在車(chē)體前部，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端固定于駕駛室中控臺(tái)內(nèi)部，采用5MT手動(dòng)變數(shù)箱/2檔AT自動(dòng)變速箱。1 .整車(chē)控制系統(tǒng)的工作原理圖2 .相關(guān)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算1）整車(chē)技術(shù)參數(shù)及常數(shù)值標(biāo)定序號(hào)名稱(chēng)林小符數(shù)值單位1整車(chē)裝備質(zhì)量m1400kg2總質(zhì)量M2600kg3長(zhǎng)*寬*高L*W*H410015201900mm4軸距D2700mm5空氣阻力系數(shù)C0.456止面迎風(fēng)面積A2.42 m7質(zhì)心高度h700mm8爬坡車(chē)速Va40km/h9車(chē)輪半徑R0.3m10速比i(D:3.652/1.9478/1.4234/1.000/0.7954/R:3.466 )*5.12511正常車(chē)速Ve

4、60km/h12最局車(chē)速Vmax90km/h13最大爬坡度a11 (30%)°14機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)效率T T0.9515滾動(dòng)阻力系數(shù)T ?0.01516電動(dòng)機(jī)及其控制 效率ri mc0.917蓄電池平均放電 效率Pq0.9518電池電壓V320V19安時(shí)數(shù)Ah125Ah20電池容量kwh40kwh21放電深度%90%222）電機(jī)峰值功率及額定功率的匹配電機(jī)的功率大小直接關(guān)系到電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性的好壞。電機(jī)功率越大，電動(dòng)汽車(chē) 的加速性能和最大爬坡度越好，但電機(jī)的體積和質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)地增加，同時(shí)電機(jī)不能 經(jīng)常保持在高效率下工作，降低了電動(dòng)汽車(chē)的能量利用率，降低了汽車(chē)的行駛里程。（Pe）、最大爬坡度時(shí)

5、的功驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大功率（PemaX）必須滿足最高車(chē)速時(shí)的功率（Pa ）及根據(jù)加速時(shí)間的功率（Pc ）要求，即:Pemax ma乂 Pe,Pa,Pc。其中,u max3600一 mgfT2 C D Au max21.153) Paui3600 Tmgf cos maxmg sin maxmaxmax2CD Aui21.154) Pc2ua一 _ 3CD Aua21.15 2.5ta5）式中：umax最局車(chē)速，km/h; 906)T傳動(dòng)系機(jī)械效率；0.957)m電動(dòng)汽車(chē)整備質(zhì)重， kg;8)f滾動(dòng)阻力系數(shù)；0.0159)C D-空氣阻力系數(shù)；0.4510)A迎風(fēng)回積，m ; 2.41600最大爬坡

6、度，（）；1111)max13600ta T12)ui 爬坡車(chē)速，km/h; 4013)ua汽車(chē)的加速末速度，km/h; 9014)15) Pe10.724kwPa 30.08kwta 汽車(chē)加速時(shí)間，So (050km/h< 7.5s;5090km/h 0 15s)電機(jī)的峰值功率與額定功率的關(guān)系為：P竄2Pa（所選電機(jī)功率關(guān)系=2）式中： % 電機(jī)峰值功率，kw；電機(jī)額定功率，kw；電機(jī)過(guò)載系數(shù)。根據(jù)Rmax選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率，這里選擇P額10.72kw, % 30.8kw。傳動(dòng)系參數(shù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)減速箱原理差速器原理圖提供變速箱參數(shù)差速器固定速比：5.125二、電機(jī)最高轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速選擇

7、與匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（nb）和最高轉(zhuǎn)速（nmax）的選取應(yīng)符合驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速Tmax）,同時(shí)在高轉(zhuǎn)特性要求，如圖1所示。在啟動(dòng)即低轉(zhuǎn)速時(shí)得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩（nmax（電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)）。增大值，可使電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)獲得較大轉(zhuǎn)矩，提高汽車(chē)的加速和爬坡性能。但是，如果值過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)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(chē)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和amax的要求，同時(shí)結(jié)合傳動(dòng)比imax和max來(lái)確定。式中：ri max汽車(chē)輪胎滾動(dòng)半徑，-傳動(dòng)系統(tǒng)最大傳動(dòng)比m；電機(jī)最高轉(zhuǎn)速的確定，根據(jù)最高車(chē)速Umax及最小傳動(dòng)比總確定電機(jī)最大扭矩的確定，可以根據(jù)最大爬坡度max

8、和最大傳動(dòng)比imax決定。三、整車(chē)可行性方案介紹及產(chǎn)品一致性電機(jī)及控制器特性參數(shù)及性能要求1 .電機(jī)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(yàn)項(xiàng)目 不做要求)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇深圳大地和永磁同步電機(jī)額定功率Pe=20KW值功率Pa=40KW額定扭矩Tmmaz =;峰值扭矩Tmmaz =最大載重量M為2600kg;如果整車(chē)滿載重量超載1.2倍，M1為3120kg;峰值扭矩為106n.m；該電機(jī)完全可以滿足需求)表3 20kw電動(dòng)機(jī)參數(shù)額定功率Pmr (kw)20控制

9、特性基速以下恒轉(zhuǎn) 矩，基速以上包 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最高轉(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200360VDC冷卻要求：智能循環(huán)液冷。2.3、 動(dòng)力電池及能量管理系統(tǒng)參數(shù)確定1、動(dòng)力電池參數(shù)確定本次計(jì)算車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需電池能量是按電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)質(zhì)量2302.5 Kg計(jì)算。本次計(jì)算車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需電池能量是按電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)質(zhì)量2302.5 Kg計(jì)算。A運(yùn)輸類(lèi)新能源專(zhuān)用車(chē)、貨車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車(chē)整備質(zhì)量比例不超過(guò)25%,作業(yè)類(lèi)新能源專(zhuān)用

10、車(chē)、貨車(chē)不超過(guò)20%。B噸百公里電耗不超過(guò)10kWh; M1、N1類(lèi)采用工況法，其他暫采用 40km/h等速法，其中作 業(yè)類(lèi)專(zhuān)用車(chē)檢測(cè)時(shí)上裝部分不工作。方案一選用磷酸鐵鋰電池，經(jīng)過(guò)估算包含電池在內(nèi)整車(chē)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(guó)家實(shí)驗(yàn)場(chǎng)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(dòng)力電池(組)性能參數(shù)電池類(lèi)型磷酸鐵鋰單體容量25AH單體電壓3.2V安時(shí)數(shù)100AH電池組標(biāo)稱(chēng)電壓320V電池總能量32kWh電池單體參數(shù)方案二選用三元鋰離子電池，經(jīng)過(guò)估算包含電池在內(nèi)整

11、車(chē)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(guó)家試驗(yàn)場(chǎng)：從圖中看出匹配 40kwh電量，以60km/h勻速行駛可以滿足190km續(xù)駛里程的要求。表4動(dòng)力電池(組)性能參數(shù)電池類(lèi)型二元鋰離子電池單體容量125AH（5 并 88 申）單體電壓3.65V放電深度90%電池組標(biāo)稱(chēng)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(dòng)車(chē)輛有限責(zé)任公司自行研發(fā)的系統(tǒng)，共5塊采集板(1)通訊方式：CAN(2)工作溫度范圍：-20 0 C+85C;(3)電磁兼容性：按 GB/T18655-20

12、02, GB/T17619-1998, GB/T21437.2-2008。2.4、 車(chē)輛動(dòng)力性分析本次計(jì)算車(chē)輛動(dòng)力性是按滿載質(zhì)量 2650Kg計(jì)算。1 .加速性能圖3汽車(chē)加速時(shí)間圖0-50Km/h加速時(shí)間為8.4s ,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。2 .爬坡性能圖4爬坡度曲線圖爬坡度可達(dá)30%,滿足最大爬坡度要求。3 .汽車(chē)功率平衡圖5驅(qū)動(dòng)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(chē)速 93km/h,滿足最高車(chē)速90km/h要求。3、其他電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)3.1 整車(chē)控制器(1) 防護(hù)等級(jí)：按 GB/T4942.2(2)抗振：按 GB/T18488.2-20013.2 儀表及電動(dòng)附件(1)整車(chē)動(dòng)力

13、電池采用DC320Vs酸鐵鋰電池，輔助電池采用12V的鉛酸電池；(2)通過(guò)額定功率1000W勺DC/DC專(zhuān)換器，動(dòng)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(jī)構(gòu)采用自動(dòng)換擋手柄；型號(hào)：YONGLEYL-703S )(5)采用信號(hào)電壓等級(jí)為5V的電子油門(mén)踏板。3.3其他(6)采用真空助力剎車(chē)系統(tǒng)，型號(hào)：H-825車(chē)型系統(tǒng)'純電動(dòng)微卡物流車(chē)備注制 動(dòng) 系 統(tǒng)真空泵額定電壓DC 12VH-825額定功率30W額定流量40L/min最圖真空度-0.085MPa冷 卻 系 統(tǒng)水泵額定流量9L/minP62最大流量16L/min額定揚(yáng)程2.5m最大揚(yáng)程3.8m電機(jī)輸出功率45W能源系統(tǒng)動(dòng)力電 池組單體調(diào)定電壓3.65V DC321.2-125單體容量125Ah電池?cái)?shù)量440電 氣 系 統(tǒng)DC-DC輸出功率1KWDZEH1000s9 A-360S14LR輸入電壓DC200-360V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