纯电动汽车驱动系统设计及性能仿真.pdf

第卷第期吉首大学学报自然科学版
334()Vol.33No.4
年月
20127JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)Jul.2012

文章编号:
10072985(2012)04007904
纯电动汽车驱动系统设计及性能仿真∗

高树健,陈丁跃
长安大学汽车学院陕西西安
(,710064)

摘要:以某款普及型轿车为改装对象,对纯电动汽车系统进行了设计根据设计目标对其动力参数进行了理论计算,
.
并对驱动装置合理选型利用电动汽车仿真软件建立了该电动汽车模型,最后进行了动力性能仿真仿真结果表
.ADVISOR.
明:设定动力参数合理,电动汽车能良好运行,达到了预期期望
.
关键词:纯电动汽车;驱动系统;动力参数;性能仿真
中图分类号:文献标志码:DOI:/
U469.72A10.3969j.issn.10072985.2012.04.018

随着环境污染的加剧和资源的日益短缺纯电动汽车成为当前研制取代内燃机汽车的首选车
,(EV)
型前景广阔我国的纯电动汽车大都建立在改装车基础上目前电动汽车存在的主要问题是动力电池成
,.,
本高和续驶里程不理想对驱动系统进行合理设计是提高电动汽车的动力性能和增加续驶里程的有效
.,
手段
.
电动汽车仿真软件简称在电动汽车的设计中
ADVISOR(AdvancedVehicleSimulator,ADVISOR)
具有重要作用在提高汽车性能的同时还可以缩短设计周期降低开发成本本文通过理论方法设计了某
,,.
电动汽车驱动系统并利用对其进行仿真验证实现了提高电动汽车动力性能和续驶里程的
ADVISOR,
目标
.

驱动系统基本结构
1不同的电力驱动系统可构成不同结构形式的
本文所设计的驱动系统基本结构如图所
EV.EV1
示[1]
.
电动汽车驱动系统由蓄电池组电动机离合
、、
器变速器主减速器差速器和驱动轮等部件组成
、、、,
这些组成部件的参数选择将直接影响电动汽车的整
车动力性能和续驶里程
.
图驱动系统电驱动形式
驱动系统参数设计1
2以某款普及型轿车为原型对其进行改装根据驱动系统动力参数的设计原则设计出电动汽车其部分
,,
技术参数目标见表[23]
1.

收稿日期:
∗20120328
作者简介:高树健男山东临沂人长安大学硕士研究生主要从事汽车新能源研究陈丁跃男安
(1988),,,,;(1960),,
徽安庆人长安大学教授硕士生导师主要从事新能源车辆控制技术和太阳能汽车等研究
,,,、.
吉首大学学报自然科学版第卷
80()33

表电动汽车部分技术参数期望值电动机功率选择
12.1
最大总质量电动机功率的选择依据是汽车对最高车
/kg1689
整备质量速加速时间和最大爬坡度的要求
/kg1389
滚动阻力系数、.
0.0165首先电动机应为电动汽车提供恒定的
迎风面积2,
/m1.89保证汽车最高速行驶一段时间的功率因此
空气阻力系数,
0.27
轮胎滚动半径可以根据电动汽车最高车速确定电机额定
/m0.3262
续驶里程功率
/km≥150:
最高期望车速vCDAv2
/(km/h)90P=maxmgf+max.
加速时间1(.)(1)
(0~40km/h)/s≤10
最大爬坡度36002115
(12~15km/h)/%≥20%
其中v为电动汽车最高车速单位为m为汽车最大总质量单位为f为滚动阻力系数CD
:max,km/h;,kg;;
为空气阻力系数A为迎风面积单位为2
;,m.
其次电动机还需具备一定的过载能力以满足电动汽车对加速性能的要求试验所选电机初定为交流
,,
感应电机设其输出功率峰值为P过载系数为λ那么它的额定功率
,P,,
P
P=er.
2λ(2)
第三电动汽车应具备持续爬坡能力根据最大爬坡度确定电机额定输出功率
,,
vCDAv2
P=imgf+mgi+i
3(.),(3)
36002115
其中v为电动汽车爬坡速度单位为要使电动汽车能正常行驶电机额定功率P必须同时满足
i,km/h.,er
以上个条件又考虑到机械传递效率η则
3,,
PPP
Pmax{1,2,3}.
er≥η(4)
此外电机转速n和转矩T也均应满足电动汽车各项动力性能指标考虑到电机效率与汽车行驶环
,.
境等的影响电机参数的选择值应适当大于理论计算值[4]
,.
传动系传动比设计
2.2
根据电机最高转速和最高行驶车速确定最大传动比
i=.×R×Nv
t,max0377e,max/max,(5)
其中R为车轮滚动半径N为电机最高转速由电动机最高转速对应最大输出扭矩和最大行驶车速对
,e,max.
应行驶阻力确定传动比的最小值为

i=mgf+CDAv2RηT
t,min(max)/(·v,max),(6)
其中T为电机