新能源純電動(dòng)物流車---計(jì)算設(shè)計(jì)書(shū)2011

1、新能源廂式運(yùn)輸車-計(jì)算設(shè)計(jì)書(shū)一、設(shè)計(jì)要求二、整車技術(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)果設(shè)計(jì)要求1、整車性能技術(shù)指標(biāo)A運(yùn)輸類新能源專用車、貨車動(dòng)力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過(guò)25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過(guò)20%。B噸百公里電耗不超過(guò)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(cè)時(shí)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0-50Km/h:15s；(4) 60km/h續(xù)駛里程200km(等速法)；(5) 工況法續(xù)航里程180km；二

2、、整車技術(shù)參數(shù)新能源廂式運(yùn)輸車選用長(zhǎng)安傳統(tǒng)載貨汽車底盤(SC1031GDD43為改裝主體。新能源廂式運(yùn)輸車是在長(zhǎng)安底盤改裝成純電動(dòng)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(yùn)輸車，該車配置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(dòng)系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車載冷暖空調(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，變速箱固定于整車中部，控制器及車載充電器布置在車身前中部，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

3、，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 .整車控制系統(tǒng)的工作原理圖CAN12VDC2 .相關(guān)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算1)整車技術(shù)參數(shù)及常數(shù)值標(biāo)定序號(hào)名稱林小符數(shù)值單位1整車裝備質(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)O0.456止面迎風(fēng)面積A2.42m7質(zhì)心高度h700mm8爬坡車速Va40km/h9車輪半徑R0.3m10速比i(D:3.652/1.9478/1.4234/1.000/0.7954/R:3.466)*5.12511正常車速60km/h12最局車速Vnax90km

4、/h13最大爬坡度a11(30%)14機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)效率YT0.9515滾動(dòng)阻力系數(shù)Y?0.01516電動(dòng)機(jī)及其控制效率mmc0.917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)汽車的動(dòng)力性的好壞。電機(jī)功率越大，電動(dòng)汽車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)汽車的能量利用率，降低了汽車的行駛里程。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大功率（Pemax）必須滿足最高車速時(shí)的功率（Pe）、最大爬坡度時(shí)的功率（Pa）

5、及根據(jù)加速時(shí)間的功率（Pc）要求，即：PemaxmaxPe,Pa,Pc。其中，5）式中：umax最局車速，km/h;906)T傳動(dòng)系機(jī)械效率；0.957)m電動(dòng)汽車整備質(zhì)量，kg；16008)f滾動(dòng)阻力系數(shù)；0.0159)CD-空氣阻力系數(shù)；0.4510)A迎風(fēng)回積，m;2.4k,，4)Pc=3600taTpUmaxe=3600tmgf2CDAumax21.153)巳:36U0ticnJdAU：、狽05”-，+23、mUamgfUataCDAUata2、ta1.521.152.511) max最大爬坡度，(b；1112) Ui爬坡車速，km/h；4013) Ua汽車的加速末速度，km/h；90

6、14) ta汽車加速時(shí)間，so(050km/h7.5s;5090km/h操縱權(quán)，機(jī)械式、手動(dòng)一前進(jìn)檔個(gè)數(shù)一5.-r最大扭矩-114.46-各檔速比一3.652/1.947B/1.4234/1.000/0.7flfr4/R:3.466，差速器固定速比：5.125電機(jī)最高轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速選擇與匹配驅(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（Tmax）,同時(shí)在高轉(zhuǎn)速時(shí)得到恒定的較高功率（切b）圖1驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)矩特性nmaxb=p（電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)）。增大P值，可使電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)獲得較大轉(zhuǎn)矩，提高汽車的加速

7、和爬坡性能。但是，如果P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P值一般取23。imax和)max來(lái)確定。小的選擇需要滿足汽車起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和amax的要求，同時(shí)結(jié)合傳動(dòng)比T1mg(fcos：maxsin：max)rTmax一Timax式中：r汽車輪胎滾動(dòng)半徑，m；imax傳動(dòng)系統(tǒng)最大傳動(dòng)比。電機(jī)最高轉(zhuǎn)速的確定，根據(jù)最高車速Umax及最小傳動(dòng)比imin確定=0.377nrmax1Umax電機(jī)最大扭矩的確定，可以根據(jù)最大爬坡度二max和最大傳動(dòng)比imax決定。二mg(fcos：maxsin二max)r一T,_TtqmaxTnmax-3243.8r/minTma六88N4m三、整車可

8、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/T18488.1-2006、GB/T18488.2-206或GB/T18488.1-2015、GB/T18488.2-2015(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=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；峰值扭矩為106n.m；該電機(jī)完全可以滿足需求)表320kw電動(dòng)機(jī)參數(shù)額定功率Pmr(kw)20控制特性基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上包功率峰值功率

9、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最圖轉(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)算車輛驅(qū)動(dòng)所需電池能量是按電動(dòng)汽車試驗(yàn)質(zhì)量2302.5Kg計(jì)算本次計(jì)算車輛驅(qū)動(dòng)所需電池能量是按電動(dòng)汽車試驗(yàn)質(zhì)量2302.5Kg計(jì)算。A運(yùn)輸類新能源專用車、貨車動(dòng)力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過(guò)25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過(guò)20%。B噸百公里電耗不超過(guò)10kWh;M1、N

10、1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(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)電池回磷酸鐵鋰單體容量25AH單體電壓3.2V安時(shí)數(shù)100AH電池組標(biāo)稱電壓320V電池總能量32kWh電池單體參數(shù)finTflEiIfd31討npiiGk尺寸SueIV電心同.中5$(ruii)L/看看Hjighclab1E例可更推Ta

11、bIldTh3U.Udg1A機(jī)i耳長(zhǎng)椎Tib于崛rI觸miH靶01EMM制妙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)整車準(zhǔn)備質(zhì)量約1600KG則電池包質(zhì)量小于400KG岡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。內(nèi)阻ImQjW*表4動(dòng)力電池(組)性能參數(shù)電池類型二兀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)車輛有限責(zé)任公司自行研發(fā)的系統(tǒng)

12、，共5塊采集板(1)通訊方式：CAN(2)工作溫度范圍：-200C+85C;(3)電磁兼容性：按GB/T18655-2002,GB/T17619-1998,GB/T21437.2-2008。2.4、車輛動(dòng)力性分析本次計(jì)算布輛動(dòng)力性是按滿載質(zhì)量2650Kg計(jì)算。1.加速性能原地起步加速時(shí)間曲線100908070h60m(50au度40速3020100C0-50Km/h加速時(shí)間為8.4s2.爬坡性能A95101520253035時(shí)間t(s)圖3汽車加速時(shí)間圖,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。爬坡度曲線0.180.160.140.12度坡0.10.080.060.040.020102030405060708090

13、100車速(km/h)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，最圖車速93km/h,涉足最局車速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)整車動(dòng)力電池采用DC320NM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

14、號(hào)：YONGLEYL-703S)(5)采用信號(hào)電壓等級(jí)為5V的電子油門踏板。(6)采用真空助力剎車系統(tǒng)，型號(hào)：H-825(7)采用電動(dòng)壓縮機(jī)，匹配現(xiàn)款車型自帶的空調(diào)其他系統(tǒng)。(8)采用PTC加熱塊，安裝與現(xiàn)款車型暖風(fēng)機(jī)底部，達(dá)到空調(diào)制熱效果。(功率：2KW)(9)轉(zhuǎn)向助力可以采用長(zhǎng)安底盤配套電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3.3其他一車型系統(tǒng)J純電動(dòng)微卡物流車備注制動(dòng)系統(tǒng)真空泵額定電壓DC12VH-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

15、.65VDC321.2-125單體容量125Ah電池?cái)?shù)量440電氣系統(tǒng)DC-DC輸出功率1KWDZEH1000S9A-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電壓500V額定電流100A/200A主回路保險(xiǎn)額定電壓500V額定電流200A主電路及接插件參數(shù)電線粗細(xì)要求35平方以上電線材料阻燃橡膠接插件可通過(guò)最大電流250A三元電池及身壓配電系統(tǒng)原理圖531,94504250匚匚匚匚KILta高壓箱接線原理圖及接口定義UrnTPtapTU-tlxT-imHkKtQL3nriFT,Etm.一：1P=CFIBfrJ10CWL=h三一三一ACCid33KEfeL七士】股in總后里nX50取2靛定巖田KwM37.67#/a4nJ廿宣嘀他X41W：5X1900m3祚冉搏FtIT46X琳4外山D?,00W14最大隹也LIKrJM5空氣隹1期Cc&45及9.91hS訐面:F風(fēng)荀布1.55HF.3E.5T%?付心皂度(00riTk出里也西L1949?hng酸室速%15HA星上行嚶里程Inau1M.7Jm上3：皿芝工匚嗎二二三0主輪半唾kOjn十三廂力F*=CJEP2藥IC函比i1433仁熊際力1d*聚川口1)上京車通%Ml*A11最高主淳vKIn/kFJ1亞力工J二片