1、本 科 畢 業 論 文純電動汽車電機機驅動系統傳傳動機構參數數設計Parametters Designnationn of tthe Transmmissioon Mechannism SSystemm in BBatterry Electtric VVehiclle witth Motor Drivinng學院名稱： 專業班級： 學生姓名： 指導教師姓名： 指導教師職稱： 講師 22011年66月 目 錄 緒論51.1 引言51.2 國內外外電動汽車發發展現狀551.3 本文研研究的意義71.4 本文研研究的主要內內容8第二章 電動汽汽車的基本結結構8 2.1 電動汽車的的基本組成82.1.

2、1 電電源82.1.2 電電池管理系統統82.1.3 電電機驅動系統統82.1.4 底底盤和車身92.1.5 輔輔助設施102.2 本章小小結10 傳動系參數設設計100 3.1 概述103.1.1 驅驅動力1113.1.2 行行駛阻力123.2 傳動比比1333.3 電機參參數設計1143.1.1 電電動機額定功功率1443.1.2 電電動機額定轉轉矩1443.1.3 電電動機加速性性能1443.4 電池參參數的確定155建立整車仿真模模型16Cruise簡簡介166電機模型的建立立117電池模型的建立立118整車模型的建立立19仿真及結果分析析200 5.1 整車仿真及及結果分析215.2

3、 電機仿仿真及結果分分析225.3 電池仿仿真及結果分分析22全文總結及未來來展望23致謝25參考文獻226純電動汽車電機機驅動系統傳傳動機構參數數設計專業班級：運輸輸0701 學生姓名名：張希望指導老師：盤朝朝奉 職職稱：講師摘要 隨著石油油等能源短缺缺與環境污染染問題的日益益突出，發展展具有零排放放、高能源效效率的純電動動汽車顯得尤尤為重要。如如今，我國電電動汽車技術術飛速發展，涌現出一批具有國際競爭力的公司和產品。但是電動汽車走進我們的生活，還存在很多亟待解決的問題。 本本文對動力傳傳動系部件的的設計參數進進行研究，根據純電動汽車性性能要求進行行主要參數的的設計及匹配配，通過對具體體車型

4、的計算算，建立仿真真模型，并在在cruisse軟件下進進行仿真實驗驗，模擬得到到其動力性能能，驗證該模型型車輛動力性能能的可行性。分析影響續駛駛里程、最高高車速和最大大爬坡度的各各種因素，提提出能夠很好好地提高電動動汽車動力性性能的措施和方法法。進一步探探討主要參數數的確定，選擇并設計計出一種切實實可行的純電電動汽車的動動力傳動系設設計方案。關鍵詞： 純電電動汽車 傳傳動系 參數數匹配 crruise 仿真Parametters DDesignnationn of tthe Transmmissioon Mechannism SSystemm in BBatterry Electtric VV

5、ehiclle witth Motor DrivinngAbstracct With oil and oother energgy shorttage aand envirronmenntal ppolluttion pprobleems have becomme inccreasiingly promiinent, Devellopmennt of EV whhich ppossesss zero emisssions, highh enerrgy effficieency is paarticuularlyy impoortantt. Nowwadayss, in our CChina,

6、elecctric vehiccle teechnollogy ddevelooping rapiddly, a nuumber of interrnatioonallyy comppetitiive compaanies and pproduccts emerggence. But we neeed too solvve manny prooblemss, forr the purpoose thhat Ellectriic vehhicless comee into our livess. Thiss artiicle studyy on tthe desiggn parammeterss

7、 of Powerr traiin partss, accoordingg to thhe pure electtric vvehiclles perfoormancce requiiremennts, desiign and matchhing main parammeterss, througgh callculatte speciific modells, createe a simmulatiion modell, and Simullationn experrimentt underr cruisse softwware, Get its dynammic perfoormancce

8、, verifyy that the feasiibilitty of a moddel vehiccle dynammic perfoormancce. Annalysiis varrious factoors whhich eeffectt maximuum gradee abillity, maximmum sppeed, driviing raange. Proposse goood meaasuress and methoods whhich ccan to greattly improove thhe dynnamic perfoormancce of electtric vveh

9、iclles. Furthher discuussionn on tthe deetermiinatioon of main parammeterss, selecct and desiggn a practtical EV powerr traiin suggeestionn.Key worrds EV trannsmisssion powerr-traiin mattchingg Cruiise simuulatioon 第一章 緒論論1.1 引言由于經濟的持續續快速發展，我我國對能源的的需求急速增增長。20111年2月225日，我國國能量研究會會公布，去年年，我國一次次能源消費量量為32

10、.55億噸標準煤煤，同比增長長了6%，中國已成為為全球第一能能源消費大國國。中國能源源研究會預測測，我國能源源需求將繼續續增長，這將將進一步推動動能源價格的的普遍上漲。此外，國際油價價一路上漲。去年我國原油全年平均進口油價為每桶61美元，相當于每天支付4億美元進口原油。最近，倫敦市場上布倫特原油期貨價格達到113美元/桶以上，比調價時的102美元/桶，漲了10%左右；紐約市場上原油期貨價格也比調價時上漲了超過10%。如果國際油價上漲10%，就相當于今年每天進口石油需花費5億-6億美元，相比調價前每天多花5000多萬美元。交通運輸是目前前我國能源消消耗最大，也也是能源消耗耗增長最快的的行業之一。

11、與與此同時，交交通所造成的的污染日趨嚴嚴重。汽車尾尾氣排放已成成為我國各大大中城市污染染的主要來源源之一，交通通所造成的污污染越來越影影響到人們的的生活質量。因因此，降低能能源消耗、減減少環境污染染，以保持交交通運輸的可可持續發展，已已成為我國交交通運輸業可可持續發展所所面臨的首要要任務。純電動汽車作為為“綠色的交通通工具”，它的投入入運行不僅對對緩解能源危危機以及環境境問題有著重重要的作用，對對于我國自身身相關產業的的發展以及我我國汽車業在在國際中的地地位也有著及及其重要的意意義。1.2 國內外外電動汽車發發展現狀1.2.1 國國外電動汽車車發展現狀 世界各國國著名的汽車車廠商都在加加緊研制

12、各類類電動汽車，并并且取得了一一定程度的進進展和突破。現現代電動汽車車一般可分為為四類：純電電動汽車（PPEV）、混混合動力電動動汽車（HEEV）、燃料料電池電動汽汽車（FCEEV）、外接接充電式混合合動力電動汽汽車（PHEEV）。 美國一直致力于于提高乙醇以以及生物柴油油等可再生資資源使用量，同同時，美國政政府也鼓勵以以混合動力車車為代表的其其他新能源汽汽車的使用。美美國的混合動動力汽車在22004年前前后進入商業業化推廣階段段。規定消費者者購買通用汽汽車、福特、豐豐田、日產等等公司生產的的符合條件的的混合動力車車，可以享受受到稅款抵免免優惠。推動動新能源汽車車發展是奧巴巴馬政府能源源政策的

13、組成成部分希望通通過發展和利利用新能源，使使美國擺脫對對海外石油的的過度依賴。奧奧巴馬總統上上任后，美國國通過制定進進一步嚴格的的汽車燃油排排放標準和新新能源汽車政政策，以及通通過政府采購購節能汽車，消消費者購買節節能汽車減稅稅，設立新能能源汽車的政政府資助項目目，投資促進進新能源汽車車基礎設施建建設等策略，美美國政府進一一步推動汽車車產品朝著“小型化”和“低能耗”的方向發展展。德國在新能源汽汽車研發方面面處于世界領領先地位。早早在20077年，德國政政府就已經把把將電動汽車車的關鍵技術術，也就是鋰鋰離子電池列列入到“高科技戰略略”中。20009年8月119號，德國國政府又頒布布了國家電電動汽

14、車發展展計劃，這這個計劃的目目標是到20020年使德德國擁有1000萬輛電動動汽車。德國國政府希望借借助這項計劃劃能夠讓德國國成為世界電電動汽車市場場的領軍者。德德國在研發電電動汽車和混混合燃料車進進行各項技術術攻關的同時時，也沒有忘忘記相關的基基礎設施建設設。包括大眾眾、奔馳、寶寶馬和歐寶在在內的多家德德國汽車巨頭頭都在積極研研發電動汽車車。意大利的汽車工工業也很發達達，意大利是是歐盟國家中中在汽車新能能源技術方面面比較領先的的國家之一。首首先，這源自自政府采取的的一系列激勵勵和支持政策策，比如為購購買環保新型型車的消費者者提供一定的的補貼，這些補貼貼都可以在報報廢舊車基礎礎上進行累加加。在

15、金融危危機和經濟衰衰退的不利背背景下，加大大研制開發新新能源汽車產產品并取得顯顯著成績。不不僅有菲亞特特這樣的大型型汽車生產集集團，一些中中型汽車公司司或汽車業界界聯合體也大大量涉足新能能源汽車的研研制與開發。日本異常重視新新能源汽車的的開發。日本本混合動力車車已形成產業業化，目前，豐豐田、本田、日日產等日本廠廠商的混合動動力汽車不僅僅在國內熱銷銷，在國際市市場上也令其其他國家廠商商望其項背。日日本為攻克電電池方面的關關鍵性技術，已已建立了開發發高性能電動動汽車動力蓄蓄電池的最大大新能源汽車車產業聯盟，共共同實施20009年度“革新型蓄電電池尖端科學學基礎研究專專項”新項目。為為推進新能源源汽

16、車以及環環保汽車，日日本從20009年4月11日起實施“綠色稅制”，它的適用用對象包括純純電動汽車、混混合動力車、清清潔柴油車、天天然氣車以及及獲得認定的的低排放且燃燃油消耗量低低的車輛。此此外，日本實實施低排放車車認定制度，高高、中檔轎車車和經濟型轎轎車都可以向向國土交通省省申請接受低低排放車認定定。消費者可可根據所購車車輛的排放水水平享受不同同的減稅待遇遇，購置以天天然氣為燃料料或混合動力力車等低公害害車輛的地方方公共團體，還還可得到政府府的補助金。日日本媒體將22010年稱稱為電動汽車車革命之年，在在這一年，從從“汽油車轉向向電動汽車的的革命已經開開始”。此外包括韓國、英英國、法國等等也

17、都在積極極開展電動汽汽車的研發工工作。1.2.2 國國內電動汽車車發展現狀 與世界其其他國家一樣樣，電動汽車車研發工作在在我國也正在在如火如荼的的進行著，而而且我國電動動汽車的研發發與國外在技技術水平與產產業化方面差差距較小。新新的中國汽車車產業調整和和振興規劃中中稱，將實施新能能源汽車戰略略，推動純電動汽汽車、充電式式混合動力汽汽車及其關鍵鍵零部件的產產業化。啟動動國家節能和和新能源汽車車示范工程，由中央財政政安排資金給給予補貼，支持大中城城市示范推廣廣混合動力汽汽車、純電動動汽車、燃料料電池汽車等等節能和新能能源汽車。我國于20世紀紀70年代曾曾開展蓄電池池汽車的研究究。90年代代“八五”

18、期間蓄電池池電動汽車被被列為國家重重點攻關項目目，以清華大大學為主，開開發出我國第第一代蓄電池池汽車。“九五”期間，將電動汽車車項目確定為為國家重大科科技產業工程程項目加以實實施，同期國內推推出了若干種種電動汽車樣樣車。“十五”和“863”計劃中，特特別設立電動動汽車重大項項目，選擇新新一代電動汽汽車技術作為為我國科技創創新的主攻方方向，組織聯聯合攻關，以以電動汽車產產業化技術平平臺為工作重重點，力爭在在電動汽車關關鍵單元技術術、系統集成成技術及整車車技術上取得得重大突破。“十一五” 將電動汽車單列出來并納入國家規劃，將“新能源產業振興規劃”更名為“新興能源的發展規劃”，擴大新能源的研發范疇。

19、我國電動汽車重重大科技專項項實施4年來來，經過2000多家企業業、高校和科科研院所的22000多名名技術骨干的的努力，目前前已取得重要要進展：燃料料電池汽車已已經成功開發發出性能樣車車，在整車操操控性能、行行駛性能、安安全性能、燃燃料利用率等等方面均已得得到較大提高高。一汽、東東風、長安、奇奇瑞等汽車公公司對混合動動力汽車的開開發投入了較較大的人力、物物力。各車型型均已完成功功能樣車開發發。純電動轎轎車和純電動動客車均已通通過國家質檢檢中心的型式式認證試驗，各各項指標均滿滿足有關國家家標準和企業業標準的規定定，初步形成了了關鍵技術的的研發能力。1.3 本文研研究的意義 電動汽車車是集汽車技技術

20、、電子及及計算機技術術、電化學技技術、能源與與新材料技術術于一體的高高新技術產品品，是人類新新一代的清潔潔交通工具。純電動汽車車具有零污染、零零排放、低噪聲等特點點，無疑是最最為理想的新新能源汽車。對動力傳動動系部件的設設計參數進行行研究是提高高純電動汽車性性能的重要手手段之一。本文將計算算機仿真技術術應用到純電電動汽車設計計和研發，建建立仿真模型型，確保實驗驗結果的準確確性和可行性性。1.4 本文研研究的主要內內容1簡述電動汽汽車的發展狀狀況，明確本本文研究的目目的和意義；2分析純電動動汽車動力傳傳動系統的總總體結構和布布置形式，并并研究傳動系系統的類型、特特點、工作特特性，電池電電機的工作

21、特特性及傳動系系統特性；3計算傳動系系速比和電機機參數，及其其對整車性能能的影響。應應用電動汽車車仿真軟件CCruisee，針對某型型號驅動電機機，建立仿真真模型，進行行整車動力性性計算；4對純電動汽汽車的動力性性進行分析，重重點分析最高高車速、爬坡坡度和加速性性數據；以及及結合被選擇擇電機的臺架架試驗數據，分分析仿真結果果。第二章 電動汽汽車的基本結結構2.1 電動汽汽車的基本組組成對于傳統內燃機機汽車，純電電動汽車的結結構有很大差差別，具體組組成包括：電電力驅動及控控制系統、驅驅動力傳動等等機械系統、完完成既定任務務的工作裝置置等。電力驅驅動及控制系系統是電動汽汽車的核心，也也是區別于內內

22、燃機汽車的的最大不同點點。電力驅動動及控制系統統由驅動電動動機、電源和和電動機的調調速控制裝置置等組成。電電動汽車的其其他裝置基本本與內燃機汽汽車相同。2.1.1 電電源 電源為電電動汽車的驅驅動電動機提提供電能，電電動機將電源源的電能轉化化為機械能，通通過傳動裝置置或直接驅動動車輪和工作作裝置。電動動汽車上應用用最廣泛的電電源是鉛酸蓄蓄電池，但隨著電動動汽車技術的的發展，鉛酸酸蓄電池由于于比能量較低低，充電速度度較慢，壽命命較短，逐漸漸被其他蓄電電池所取代。正正在發展的電電源主要有鈉鈉硫電池、鎳鎳鉻電池、鋰鋰電池、燃料料電池、飛輪輪電池等，這這些新型電源源的應用，為為電動汽車的的發展開辟了了

23、廣闊的前景景。本文討論論的對象使用用高能鋰電池池作為動力源源的電動汽車車，鋰離子電池池由于其比能能量大、放電電電壓高、循循環壽命長、無無記憶效應、具具有快速充電電能力、自放放電速率小、具具有多種安全全保護措施、密密封良好，無無泄漏現象、環環保等眾多優優點，使得其其在未來電動動汽車中的應應用前景非常常廣闊。2.1.2 電電池管理系統統 電池管理理系統一直是是電動汽車發發展中的一項項關鍵技術，電池組管理理系統最基本本的作用是監監控電池的電電池電壓、電電流和溫度，通過對這些些參數的測量量，預測蓄電池池的SOC和和相應的剩余余行駛里程，管理電池的的工作情況，避免出現過過放電、過充充、過熱和單單體電池之

24、間間電壓嚴重不不平衡現象，以便最大限限度地利用電電池的存儲能能力和循環壽壽命。 電池管理理系統按照實實現方式可以以分為兩大類類：一類是基于于芯片的電池池管理系統；另一類是基基于分立式器器件的電池管管理系統。基基于芯片的電電池管理系統統一般將前端端采集電路、均均衡電路以及及電量計量算算法、通訊功功能等集成在在芯片中，輔輔以外圍電路路完成對電池池的管理功能能。具有更小的的體積、更高高的集成度等等優勢；基于分立器器件的電池管管理系統，有有基于純硬件件和基于軟硬硬件協調工作作的解決方案案，而軟硬件件協調工作方方案由于實現現更靈活、功功能更完善，被被廣泛采用。該該方案在產品品設計的靈活活性上占有一一定優

25、勢。2.1.3電機機驅動系統 電機驅動動系統包括電電子控制器、功功率轉換器、電電動機、機械械傳動裝置和和車輪，其功功用是將電源源的電能轉化化為機械能，通通過傳動裝置置或直接驅動動車輪和工作作裝置。 目前電動動汽車驅動系系統主要分為為4類：1）、直直流電動驅動動系統，這種種驅動系統結結構簡單、電電磁轉矩控制制特性優良，在在城市無軌電電車上廣泛應應用但重量和體積積也較大；22）、感應電電機驅動系統統，這種驅動動系統結構簡簡單、堅固耐耐用、成本低低廉、運行可可靠、轉矩脈動低、低噪聲、不不需要位置傳傳感器、轉速速極限高、矢量控制調調速技術比較較成熟，但驅動電路路復雜，成本本高；3）、永永磁無刷電機機系

26、統，這種種驅動系統功功率密度較高高、電機尺寸小小、體積小、轉轉子結構簡單單、穩定性好好；4）新一一代牽引電機機系統，這種種系統即開關關磁阻電機驅驅動系統，具具有高密度、高高效率、低成本、寬寬調速。2.1.4 底底盤和車身 電動汽車車的車身與傳傳統汽車基本本相同，底盤盤中的傳動系系比內燃機汽汽車有所簡化化。在底盤的布布置上還要有有足夠的空間間存放動力電電池組，并且且要求線路連連接方便，充充電方便，檢檢查方便和裝裝卸方便。能能夠實現動力力電池組的整整體機械化裝裝卸。這就要要求在電動汽汽車的底盤的的布置上，打打破傳統的內內燃機汽車底底盤布置模式式，加大承載載空間的跨度度和承載結構構件的剛度，并并且充

27、分考慮慮防止動力電電池組滲出的的酸或堿液對對底盤結構件件的腐蝕侵害害。車身采用輕質材材料如鎂、鋁鋁、優質鋼材材及復合材料料，優化結構構，可使汽車車自身質量減減輕30%-50%；實實現制動、下下坡和怠速時時的能量回收收；采用高彈彈滯材料制成成的高氣壓子子午線輪胎，使汽車的滾動阻力減少50%；汽車車身特別是汽車底部更加流線型化，可使汽車的空氣阻力減少50%。2.1.5 輔輔助設施 輔助系統統包括輔助動動力源、動力力轉向系統、導導航系統、空空調器、照明明及除霜裝置置、刮水器和和收音機、安安全保護裝置置等，借助這這些輔助設備備來提高汽車車的操縱性、安安全性和乘員員的舒適性。2.2 本章小小結 電動汽車

28、車與傳統汽車車差別較大，傳傳統汽車是由由發動機氣缸缸的往復運動動，驅動車輛輛行駛。而電電動汽車是由由電機旋轉驅驅動電機。電電機驅動及控控制系統是電電動汽車的核核心，也是區區別于內燃機機汽車的最大大不同點。 本章詳細細討論電動汽汽車的5大系系統，即電源源、電池管理理系統、電機機驅動系統、車車身及底盤、輔助設施。對于電動汽車的設計研發，有一定的綜合指導作用。第三章 傳動系系參數設計3.1 概述電動汽車動力傳傳動系統的設設計應該滿足足車輛對動力力性能的要求求和續駛里程程的要求。確確定汽車的動動力性，就是是確定汽車沿沿行駛方向的的運動狀況。我們得到動力性能的要求，即最高車速50km/h，加速性能045

29、km/h小于10s，爬坡度不小于20%。為此，需要掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的各種外力，即驅動力與行駛阻力。根據這些力的平衡關系建立汽車行駛方程式，就可以估算汽車的最高車速、加速度和最大爬坡度。汽車的行駛方程程式為： (1)式中：Ft驅動力；F行駛駛阻力之和。3.1.1 驅驅動力 發動機產產生的轉矩，經經傳動系傳至至驅動輪上。此此時作用于驅驅動輪上的轉轉矩Tt產生一對地地面的圓周力力F0，地面對驅驅動輪的反作作用力Ft（方向與FF0相反）即是是驅動汽車的的外力，此外外力稱為汽車車的驅動力。其數值為： （22）式中：Tt作作用與驅動輪輪上的轉矩；r車輪半半徑。 圖 汽車車的驅動力由于電動汽車采

30、采用電動機驅驅動，所以在在電動汽車中中Tt是由電動機機輸出的轉矩矩經傳動系統統傳遞到車輪輪上的。令傳傳動系統總傳傳動比為i，主減速器器的傳動比ii0，變速器的的傳動比igg，傳動系統的的機械效率為為t，驅動電動機機的輸出轉矩矩為Ttq，則有： (3) (4)3.1.2 行行駛阻力汽車在水平道路路上等速行駛駛時，必須克克服來自地面面的滾動阻力力和來自空氣氣的空氣阻力力。當汽車在在坡道上上坡坡行駛時，還還必須克服坡坡度阻力。汽汽車加速行駛駛時還需要克克服加速阻力力。因此汽車車行駛的總阻阻力為： （5） 式中：Ff滾滾動阻力；Fw空氣阻力力；Fi坡度阻力力；Fj加速阻力力其中：滾動阻力：Fff可以等

31、效的的表示為： （6） 式中：W作用用于車輛上的的法向載荷；滾動阻阻力系數，與與路面種類，行行駛車速以及及輪胎的結構構、材料、氣氣壓等有關。研研究中滾動阻阻力系數，按按經驗公式取取值。(2) 空氣阻阻力： （77）式中：空空氣阻力系數數；迎風風面積，即車車輛行駛方向向的投影面積積；空氣氣密度，一般般1.22258Nss2m-4。相對速度度，在無風時時即車輛的行行駛速度。在無風條件下汽汽車的運動，即為汽車的的行駛速度uua。如ua以kmhh計，A以mm2計，則空氣氣阻力(N)為： (8)(3) 坡度阻阻力： (9)式中：坡度度。一般道路路的坡度均較較小，此時ssin=ttan=ii。(4) 加速

32、阻阻力： (100)式中：車輛輛旋轉質量換換算系數；m車輛質質量；行駛駛加速度。這樣，汽車行駛駛阻力為： (11)車輛行駛時，不不僅驅動力和和行駛阻力相相互平衡，電電動機功率和和車輛行駛阻阻力功率也總總是平衡的。即即：在車輛行行駛的每一時時刻，電動機機發出的功率率Pe總是等于機機械傳動損失失的功率與全全部運動阻力力所消耗的功功率之和。在在純電動汽車車中，Pe為電動機的的輸出功率。車車輛運動阻力力所消耗的功功率有滾動阻阻力功率Pff，空氣阻力力功率Pw,坡度阻力力功率Pi以及加速阻阻力功率Pjj。即： (12)根據以上的推導導，可得車輛輛行駛過程中中的平衡方程程如下： (113) (14)對純電

33、動汽車而而言，式中：Pe電動機輸輸出功率(kkW)；n電動機機輸出轉速(rpm)。3.2 傳動比比 某車型的的固定減速比比為6.3 傳動比的的選擇首先應應滿足車輛最最高車速的要要求，由最高高車速vmax與電機機的最大轉速速nmax確定傳傳動比的上限限，即 (155)已知最高車速vvmax=500km/h，電機的最大轉速nmax=3100，車輪半徑r=0.245，則：(2) 由電機機的最高轉速對應的的最大輸出轉轉矩Tmaxx，和最高車車速對應的行行駛阻力Fmmax確定速速比的下限，即即 (16) 已知f=0.001，r=00.245，CCD=0.4，AA=1.8/m2，m=8000kg，則則(3

34、) 由電機機最大輸出轉轉矩Tmaxx和最大爬坡坡度對應的行行駛阻力Faamax確定定，即 (17) 其中：Famaax=mgcosf+mgsin =8009.800.9800.012+80099.80.2=16228.5 NN，r=0.245m。 原車型主減速比比不滿足要求求3.3 電機參參數設計 設計原則則：動力系統統的額定功率率必須滿足車車輛以最高車車速行駛、動力系統必必須滿足車輛輛加速性的要要求、動力系統必必須滿足車輛輛以最大爬坡坡度爬坡的要要求、 動力系統統必須滿足車車輛以額定轉轉矩在額定車車速行駛的要要求、根據汽車的的動力性指標標選擇最適合合的驅動電機機。3.3.1 電電動機額定功功

35、率 所選擇的的電動機功率率應不小于在在平坦良好路路面上車輛以以最高車速行行駛時阻力功功率之和，即 （118）滿載時：G=88009.8N，f=0.0122，CD=0.4，AA=1.8mm2，=0.9，ua=50kmm/h 式中，Pe為電電動機額定功功率；M為整車總總質量；g為重力加加速度；f為滾動阻阻力系數；UUmax為最高高車速；Cd為空氣阻力力系數；A為車輛迎迎風面積；t為傳動系效效率。3.3.2 電電動機額定轉轉矩 當電動汽汽車以額定車車速在平地上上勻速行駛時時，電動機輸輸出的轉矩即即為額定轉矩矩。 (19)已知車型常規車車速為20kkm/h，根據 (20)將P=5kw，nn=31000

36、帶入，得TT=15.44，額定轉矩矩（15.44）大于額定定轉速下的轉轉矩（4.776），因此此此車型滿足足行駛條件。3.3.3 電電動機加速性性能 在水平良良好路面上，車車輛的行駛加加速度表示為為： (221) (22)式中：Ttq電機額定轉轉矩；ig變速器傳傳動比；i0主減速器器傳動比；r車輪半半徑；傳動機機構效率，包包括變速器、傳傳動軸和主減減速器；Fw車輛行駛駛的空氣阻力力， QUOTE ；Ff車輛行駛駛滾動阻力 QUOTE ；M總質量量；轉動質質量換算系數數 則，電動動汽車從起步步加速到速度度為U的加速速時間為： (233)4.3.4 根根據電動汽車車的最大爬坡坡度要求，可可得電動汽

37、車車需求的最大大轉矩。Ff=mgfsinn；Fi=mgcos；ig=1，i0=6.3，=0.9，mm=800kkg，g=9.88m/s2，f=0.012，=tan-1（0.22）=11.33.4 電池參參數的確定 結合確定定的電機參數數，參考市面面上已有的動動力電池，我我們選定某型型號的鋰鐵動動力電池作為為我們的動力力源。最大電池容量為為150Ah，起始容量量為90%，額額定電壓為772.0V，最最大電壓822.2V，最最小電壓600V。電池組組電池數量為為1，電池組組質量為1220kg。綜上所述，選取取車型的額定定功率5kW，最大功功率15kW，可以滿滿足功率要求求。電動機的的最大轉速是是3

38、100r/min，額額定轉速是11500 rr/min。采采用的最大轉轉矩50 Nm，最最大轉速時的的轉矩為155 Nm。額額定電壓60V。第四章 建立整整車仿真模型型4.1 Crruise簡簡介 AVL是是一家在世界界汽車、發動動機行業擁有有極高知名度度的高科技公公司。AVLL Cruiise軟件是是用于仿真研研究車輛動力力性、燃油經經濟性、排放放性能與制動動性能的高級級仿真分析軟軟件。該軟件件可以用于車車輛開發過程程中的動力傳傳動系的匹配配、車輛性能能預測，還能能夠對混合動動力車和電動動汽車進行建建模仿真和性性能模擬。AAVL Crruise軟軟件界面友好好，不但與發發動機性能分分析軟件(

39、AAVL Booost)有有很好的耦合合計算性能，還還提供了與MMatlabb、C、Fortrran等通用用編程軟件的的接口，為用用戶建立自定定義模塊及控控制元件的模模型提供了方方便，并擴展展了軟件的應應用范圍。Cruise具具有以下特點點：1)靈活的模塊塊化理念可進進行各種車輛輛和動力總成成配置的分析析，能夠自由由地在所提供供的模塊的基基礎上建立系系統模型；2)智能化的駕駕駛員模型可可根據人體反反應真實地再再現車輛的行行為；3)發動機的冷冷啟動模型考考慮了高摩擦擦和熱力學效效應；4)彈性扭轉軸軸單元可用于于傳動系統的的低頻振動特特性研究；5)黑盒子功能能可使用戶自自定義模塊和和控制算法；6)

40、提供了流體體動力學軟件件Flow masteer、KUL II及MATALLAB/SIIMUL IINK的接口口；7)考慮了轉向向時車輪和車車輛受力；8)有分析CVVT的專用模模型。Cruise提提供了一種圖圖形化的交互互環境，只需需用鼠標拖動動的方法從模模型庫中拖出出相應的元件件，便能迅速速地建立系統統框圖，根據據研究的需要要添加相應的的控制模塊，并并正確連接數數據總線，便便可很快得到到系統模型。用用戶能方便地地修改動力傳傳動系的配置置，所以用它它來對動力傳傳動系統建模模將是一件非非常輕松的事事情。利用Cruisse軟件可以以縮短研發周周期，節約研研發成本，減減少設計的盲盲目性。4.2 電機

41、模模型的建立 根據已有有型號的電機，把相相應的轉矩、轉轉速及其他有有關數據輸入入Cruisse之中，建建立電機模型型。 電機工作作電壓60V，最大大轉速為31100rpmm/min，轉轉動慣量0.15kgm2，最大轉速速的扭矩時00Nm。電電機質量100kg，初始始工作溫度550，比熱容10000J/kkgK，達到到最大功率轉轉速時間100s，最大溫溫度160。設電機效率為為恒定值，與與轉速和輸出出扭矩大小無無關。將數據據輸入電機后后得出特征圖圖。如下圖所所示： 圖2 電機參數設設置 圖3 電機外特性性設置 圖4 電電機效率設置置4.3 電池模模型的建立 最大電池池容量為1550Ah，起始容量

42、量為90%，額額定電壓為772.0V，最最大電壓822.2V，最最小電壓600V。電池組組電池數量為為1，電池組組質量為1220kg。如下圖所示示： 圖圖5 電池參數設設置 圖6 電池充電曲曲線設置 圖7 電池放電曲曲線設置4.4 整車模模型的建立 將電池、電電機、離合器器、變速箱、駕駕駛員模塊以以及車輪等模模塊拖入Crruise的的工作區中，建立模型。輸入系統中中各個模塊的的參數，如車輛模塊塊的滿載重量量、迎風面積積和阻力系數數等；電機的電壓壓、轉矩和轉轉速等；車輪的摩擦擦系數；主減速器的的主減速比等等。在CRUIISE仿真時時，系統會提示示所有必須要要輸入的參數數，按照這個要要求，把參數一

43、一一輸入即可。 建立系統統的物理連接接和信號連接接。首先完成物物理連接，選選定各子系統統模型之后，根據汽車配配置方案和部部件連接關系系，用connnect建立立模型的物理理連接。傳動系各部部件之間有直直接的物理連連接關系，車輪和制動動器之間也有有物理連接關關系，但駕駛室與與動力傳動系系和制動系之之間沒有物理理連接。在仿真過程程中，它們之間是是通過信號連連接來傳遞信信息。了解汽車系系統內部各部部件之間的連連接、控制關關系以及信息息傳遞關系，建立汽車各各子模型之間間的信號連接接關系。系統需要把把所需的信號號連接全部定定義準確，如果有一個個錯誤，那么將無法法運行仿真程程序。如下圖圖所示： 圖8 整車

44、模模型搭建第五章 仿真及及結果分析根據純電動汽車車仿真的要求求，選擇和編輯輯相應的任務務及工況，設置合適的的仿真步長和和精度進行仿仿真計算。設定的計算算任務有：在任務Cyycle RRun中仿真真續駛里程；在任務Cllimbinng Perrformaance中仿仿真最大爬坡坡度；在任務Coonstannt Driive中仿真真最高速度。選擇sinngle ccalcullationn的計算方式式，計算完成之之后在Ressult Managger中提取取計算結果，并進行相應應的分析。5.1 整車仿仿真及結果分分析循環工況實驗：最大爬坡度實驗驗：該車型最大爬坡坡度為1.33%，不滿滿足要求。加速

45、試驗：可知，該車最大大速度為200km/h，沒有達到設設計要求。5.2 電機機仿真結果分分析可知電機最大扭扭矩為40NNm，最大大輸出功率為為5.88kkw，最高轉轉速為13664rpm。5.3 電池仿仿真結果分析析該型電動汽車運運行時，最大大電流135A，最大電壓799.2V。仿真結果可知該該車型爬坡度度、最大車速速均不滿足要要求，而且差差距較大。傳動系統建模復復雜，調試過程時時間較長，給研究工作作帶來了很大大的不便。采用Cruiise軟件對對其進行建模模及仿真研究究，不僅可以節節省大量的時時間，使建模過程程簡單化，而且程序運運行可靠、調調試方便、結結果準確，利于分析研研究。第六章 全文總總

46、結及未來展展望 汽車動力力傳動系統設設計的首要任任務是傳動系系統各部件之之間以及與發發動機之間的的匹配，以保證汽車車能在不同條條件下正常行行駛，并具有良好好的動力性和和燃油經濟性性。本文對詳細介紹紹了電動汽車車組成，通過過對各參數的的分析，建立立基于Cruuise軟件件的傳動系動動力仿真模型型，并且以某某型號電動汽汽車為研究對對象，對動力力性能、能耗耗等進行模擬擬仿真實驗，運用汽車理論和汽車構造知識，對純電動汽車動力性能進行分析、匹配和計算，根據要求選擇合適的電機、電池，選擇差速半軸方案作為某型電動汽車的傳動系布置方案，計算出最大扭矩、最大功率、主減速比等參數。再對續駛里程、最大爬坡度、最高車

47、速仿真結果分析，得出該型電動汽車的動力性能不能夠達到要求，需要對原有車型的一些參數進行修改。100多年前，電動汽車和和汽油車是同同時被人類發發明的，甚至福特的的第一輛汽車車也是電動汽汽車。但是電電動汽車的發發展遠遠落后后于燃油汽車車，原因除了了難以克服的的電池問題外外，還有就是是經濟性。純純電動汽車本本身投資要貴貴于燃油汽車車，而且電池池使用的電量量來自發電廠廠，國家需要要建設更多的的發電廠；果果想要純電動動汽車的發展展規模和燃油油相當，那么么就要建設與與加油站數量量相當的充電電站；要建設設蓄電池廠等等，這是一筆筆很大的投資資。電動汽車行業在在中國崛起僅僅僅幾年時間間，在這短短短的幾年時間間內

48、，電動汽汽車業從無到到有，由零星星分布到大范范圍普及，取取得的飛速的的發展和十足足的進步。創創新、未來，第第14屆上海海國際汽車工工業展覽會于于4月21日日至28日在在上海新國際際博覽中心舉舉行。來自全全球20余個個國家和地區區 20000家中外汽車車廠商齊聚上上海車展，創創歷屆上海車車展之最，也也是今年全球球規模、影響響力最大的汽汽車展會。上上百款新車的的真可謂是一一場汽車界的的盛宴，而且且上海車展的的規模已經躍躍居世界第一一，也就意味味著我們在國國內就能看到到世界第一的的大型車展。各各大汽車制造造商紛紛推出出自己的電動動汽車新車型型。在低碳經經濟的政策背背景下,國家家對于純電動動汽車的扶持

49、持力度正在不不斷加大。消消費者們也非非常關注這種種具有零污染染、零排放、低低噪聲等特征征的純電動汽汽車。在本次次車展上亮相相了7款自主品牌牌純電動汽車車，分別是奔奔奔MINII純電動汽車車、比亞迪EE6、江淮同同悅純電動轎轎車、奇瑞瑞瑞麒M1-EEV、海馬丘丘比特純電動動轎車、騰翼翼C20 EEV、力帆6200 EV電動動車。由此可可見國內的各各大汽車企業業也非常重視視電動汽車的的研發。石油資源短缺已已是全世界問問題，而石油油的主要消費費對象是汽車車，為汽車尋尋找可替代能能源是當務之之急。電動汽汽車的前途一一片光明，但但是如果想達到規模，還還需要各行各各業的幫助和和支持。我國國電動汽車的的發展首先政府大力力支持。借鑒鑒國外電動汽汽車的發展，不不難發現國家家政策起到的的關鍵性和決決定性作用。令令人很欣慰的的是國家在純純電動汽車的的研發和推廣廣方面給予了了很多投入。中國煤炭儲量世世界第一，電力也主要依靠燃燃煤電廠發電電，所