毕业设计（论文）纯电动微型客车动力系统设计及仿真.doc

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1、武汉理工大学本科生毕业设计（论文）纯电动微型客车动力系统设计及仿真学院（系）： 汽车工程学院 专业班级：热能与动力工程0604班学生姓名： XXXX 指导教师： XXXXXX 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权

2、省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日毕业设计(论文)任务书 学生姓名 XXXX 专业班级 热能与动力工程0604 指导教师 XXXX 工作单位 武汉理工大学 设计(论文)题目: 纯电动微型客车动力系统设计及仿真 设计（论文）主要内容：通过查阅纯电动汽车动力系统设计的相关文献，学习纯电动汽车动力系统设计的基本方法和要领，根据已知条件进行电机参数选型与计算，传动比选择，

3、电机与变速器连接件设计，性能仿真。要求完成的主要任务:1、独立完成折合2张0号图纸绘图量，其中手绘图纸量折合不得少于一张1号图纸，手绘图纸不得与机绘图纸重复；2、完成一篇英文文献的翻译，要求内容与选题相关，工作量约20000印刷字符，译成中文不少于5000字；3、在毕业设计过程中，根据进展情况，完成参考文献的查阅与检索，要求10篇以上（其中英文文献不少于2篇），并分别写出不少于200字的摘要；4、参加毕业实习，完成毕业实习日记和毕业实习报告（2000字左右），撰写开题报告，不少于1400字；5、撰写毕业设计说明书，要求不少于10000字，并符合“武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范”；6

4、、毕业设计（论文）周记每周记载不少于800字。必读参考资料：先进电动汽车技术、混合动力电动汽车、MATALB/Simulink快速入门指导教师签名 系主任签名 院长签名(章)_ 武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告纯电动微型客车动力系统设计及仿真1、目的及意义（含国内外的研究状况分析）1.1目的随着世界汽车产业的发展，日益增大的石油能源的消耗，将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应，成为世界全人类的公害。人类社会和汽车产业的可持续发展，受到极大的威胁，发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务。电动车作为解决环境污染的重要可行途

5、径, 得到快速发展。当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。 本文将通过了解纯电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求，设计出纯电动汽车合理的动力系统，并基于ADVISOR建模仿真，分析设计所得的各项参数的正确性1.2电动汽车国内外研究状况1.2.1电动汽车国外研究状况目前，电动汽车的设计主要有以下两种方法：即改装设计和全新设计。改装设计：选择一辆与目标设汁的电动汽车在载客量和载质量方面都近似的传统汽车来进行改装。移除内燃机，换成电机。充分利用车架

6、上部和下部以及原油箱和座椅下的一些空间来安放电池。为尽量扩大车厢内的有一效空间。在布置和安装电动机和传动系统时，根据传动系统设计的要求可以选用内燃机汽车的部分传动装置，也可以完全不用原有的传动装置而重新设计，由于通过齿轮传动会降低传动效率，可根据需要采用原有变速箱。为保证续时里程和在现有的电池技术条件下，电池组的质量会很大。电池组的质量很大，增加了电动汽车的整备质量和总质量，从而降低了电动汽车的整车性能。因此必须对电动汽车的各种性能进行计算匹配。包括对载荷分配的计算，电机功率，蓄电池性能，传动系统的匹配、制动系等的强度和刚度的核算等，根据计算的结果对一些不足的部件进行修改。一般是用仿真软件进行

7、仿真。全新设计：国外电动车发展比较早，新研制的电动汽车大部分是采用全新设计。即采用新的外形，新的造型、底盘设计用于减小风阻，提高续时里程。对车身、底盘和电池采取轻量化措施减轻车身质量。用间接驱动式或直接驱动式或电动轮式驱动。再用仿真软件进行仿真修改。11.2.2电动汽车国内研究状况国内现今电动汽车主要是改装设计的。在上世纪60年代，我国就开始了纯电动汽车的研发工作，于上世纪90年代掀起了一股研发热潮，部分相关高校、科研院所以及汽车企业联合开发充电电池和纯电动汽车，相继研制出电动汽车功能样车、性能样车和产品样车，并开始着力推广其示范运行。电动车的发展在潜移默化地影响消费者的同时，也带动了国内动力

8、电池、电机等产业的发展。虽然我国在传统汽车的研发上与世界先进水平相比还有相当大的距离，但在纯电动汽车技术开发上却几乎是站在同一起跑线上，随着相关技术的积累，我国也在逐步缩小与世界先进水平的差距，甚至在某些领域，我国已经达到世界领先水平。2参考文献：1胡骅。电动汽车的设计思路。 WORLD AUTOMOBILE No1，19972常艳军。 我国纯电动汽车发展迅速。 经济 2009年第8期2、基本内容和技术方案本论文的基本内容是通过了解纯电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求，设计出纯电动汽车合理的动力系统，基于ADVISOR的建模仿真，分析设计所得的各项参数的正确性。具体来说，研究内容

9、包括以下几点：（1） 查阅文献了解纯电动汽车的基本结构和各部件的重要参数；（2） 基于所查得的文献对电动车的电机和传动系进行设计；（3） 学习MATLAB/ ADVISOR的相关知识，进行仿真建模；（4） 利用ADVISOR仿真系统进行仿真，分析设计所得数据，从而对所设计纯电动微型客车动力系统的合理性进行验证。基于以上研究内容，具体技术方案如下：通过对电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求的了解，以及对ADVISOR软件的学习，设计纯电动微型客车的动力系统，并用ADVISOR进行建模仿真，分析仿真所得数据，从而验证所建微型客车动力系统模型的正确性。若仿真结果与实际要求不一致，则不断修

10、改所建模型，直至仿真结果与实际要求基本一致为止。论文提纲如下：第一章 绪论介绍课题研究背景及意义，简要介绍国内外纯电动汽车发展现状，扼要描述论文内容1.1背景及意义1.2国内外发展状况1.3纯电动车基本结构和重要部件1.4本文主要研究内容第二章纯电动微型客车动力系统设计及匹配2.1微型客车整车参数及性能指标2.2 电动机参数匹配2.2.1 电动机峰值功率及额定功率的匹配2.2.2 电动机额定转速及最高转速的选择2.2.3 电动机额定电压的参数选择2.3 传动系参数匹配 2.3.1 减速比的确定2.4 动力电池参数匹配 2.4.1匹配原则 2.4.2匹配结果2.5匹配结果第三章基于 ADVISO

11、R 的整车动力性仿真3.1 ADVISOR仿真软件介绍3.2仿真模型3.3仿真结果第四章全文总结及研究展望3、进度安排第12周：通过查阅纯电动汽车动力系统设计的相关文献，了解纯电动汽车的设计及仿真方法，完成文献综述和开题报告的撰写。第3周：毕业实习。第45周：根据所查得文献进行微型客车动力系统的设计。第67周：利用ADVISOR仿真系统进行建模仿真，分析所得数据，验证设计结果的正确性。第89周：翻译外文文献第1013周：手绘图纸。第1415周：撰写毕业论文。第16周：完成并修改毕业论文。第17周：准备论文答辩。4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 目录毕业设计(论文)任务书3设计（论文

12、）主要内容：3要求完成的主要任务:3摘要2ABSTRACT3第1章 绪论11.1目的及意义11.2电动汽车国内外研究状况11.2.1电动汽车国外研究状况11.2.2电动汽车国内研究状况21.3纯电动车基本结构和重要部件4,521.3.1基本结构21.3.2重要部件31.4基本内容和技术方案4第2章 纯电动微型客车动力系统设计及匹配52.1微型客车整车参数及性能指标52.2 电动机参数匹配4,5,662.2.1 电动机峰值功率及额定功率的匹配62.2.2 电动机额定转速及最高转速的选择92.2.3 电动机额定电压的参数选择102.3 传动系参数匹配102.4 动力电池参数匹配132.5匹配结果1

13、5第3章基于 ADVISOR 的整车动力性仿真4,7,8,9173.1 ADVISOR的主要功能和特点173.2仿真模型183.2.1定义车辆模型183.2.2定义车轮模型203.2.3定义传动系模型203.2.4定义电机223.2.5定义电池模型233.3仿真结果243.3.1 车辆仿真循环工况的选择243.3.2 车辆仿真结果25第4章 全文总结及研究展望284.1 全文总结284.2 研究展望28参考文献：29致谢1摘要本文通过了解纯电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求，设计匹配出纯电动汽车动力系统的各部分，并基于ADVISOR建模仿真，分析设计匹配所得的各项参数对汽车性能的

14、影响。具体来说，研究内容包括以下几点：（1）查阅文献了解纯电动汽车的基本结构和各部件的重要参数；（2）基于所查得的文献对电动车的电机和传动系进行设计；（3）学习MATLAB/ ADVISOR的相关知识，进行仿真建模；利用ADVISOR仿真系统进行仿真，分析设计所得数据，从而对所设计纯电动微型客车动力系统的合理性进行验证。关键词：电动汽车,动力系统,匹配,仿真ABSTRACTTITLE:design and passenger performance simulation based on Pure electric power system Through understanding the

15、basic structure and characteristics of the pure electric cars, and the performance requirements of the key components, power system of the pure electric vehicle parts to be designed and matched, and then modeling and simulation based on ADVISOR, analysis the how the various parameters matching influ

16、ence on the performance of the car.(1) Consult papers about the basic structure of pure electric automobile components and the important parameters,(2) based on the Consulted papers designing the electric motor and transmission of the car,(3) learn knowledge of MATLAB/ADVISOR , and modeling simulati

17、on, Using ADVISOR to simulate the system, and analysis the data of simulation from design.Keywords: electric power system,matching, simulation第1章 绪论1.1目的及意义随着世界汽车产业的发展，日益增大的石油能源的消耗，将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应，成为世界全人类的公害。人类社会和汽车产业的可持续发展，受到极大的威胁，发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务。电动车作为解决环境污染的重

18、要可行途径, 得到快速发展。当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。 本文将通过了解纯电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求，设计出纯电动汽车合理的动力系统，并基于ADVISOR建模仿真，分析设计所得的各项参数的正确性1.2电动汽车国内外研究状况1.2.1电动汽车国外研究状况目前，电动汽车的设计主要有以下两种方法：即改装设计和全新设计。改装设计：选择一辆与目标设汁的电动汽车在载客量和载质量方面都近似的传统汽车来进行改装。移除内燃机，换成电机。充分

19、利用车架上部和下部以及原油箱和座椅下的一些空间来安放电池。为尽量扩大车厢内的有效空间。在布置和安装电动机和传动系统时，根据传动系统设计的要求可以选用内燃机汽车的部分传动装置，也可以完全不用原有的传动装置而重新设计，由于通过齿轮传动会降低传动效率，可根据需要采用原有变速箱。为保证续时里程和在现有的电池技术条件下，电池组的质量会很大。电池组的质量很大，增加了电动汽车的整备质量和总质量，从而降低了电动汽车的整车性能。因此必须对电动汽车的各种性能进行计算匹配。包括对载荷分配的计算，电机功率，蓄电池性能，传动系统的匹配、制动系等的强度和刚度的核算等，根据计算的结果对一些不足的部件进行修改。一般是用仿真软

20、件进行仿真。全新设计：国外电动车发展比较早，新研制的电动汽车大部分是采用全新设计。即采用新的外形，新的造型、底盘设计用于减小风阻，提高续时里程。对车身、底盘和电池采取轻量化措施减轻车身质量。用间接驱动式或直接驱动式或电动轮式驱动。再用仿真软件进行仿真修改。1,21.2.2电动汽车国内研究状况国内现今电动汽车主要是改装设计的。在上世纪60年代，我国就开始了纯电动汽车的研发工作，于上世纪90年代掀起了一股研发热潮，部分相关高校、科研院所以及汽车企业联合开发充电电池和纯电动汽车，相继研制出电动汽车功能样车、性能样车和产品样车，并开始着力推广其示范运行。电动车的发展在潜移默化地影响消费者的同时，也带动

21、了国内动力电池、电机等产业的发展。虽然我国在传统汽车的研发上与世界先进水平相比还有相当大的距离，但在纯电动汽车技术开发上却几乎是站在同一起跑线上，随着相关技术的积累，我国也在逐步缩小与世界先进水平的差距，甚至在某些领域，我国已经达到世界领先水平。31.3纯电动车基本结构和重要部件4,51.3.1基本结构电动汽车的动力传动系统是电动汽车的核心部分，其性能决定着电动汽车运行性能的好坏。目前，电动汽车的动力传动系统具有以下四种布置方式: (1)第一种与传统汽车传动系统的布置方式一致，可由传统内燃机汽车改装得到。发动机换成电动机，带有变速器或者使用新的减速器。这种布置电动汽车的起动扭矩较高，低速时电动

22、汽车的后备功率大。 (2)第二种取消了离合器和变速器。电动机通过行星齿轮减速器或单级式减速器直接连接到传动轴，通过电动机的控制实现变速功能。这种方式对电动机的要求较高，不仅要求电动机具有较高的起动转矩，而且要求具有较大的后备功率，以保证电动汽车的起动、爬坡、加速超车等动力性。低速，大扭矩要求较高。 (3)第三种布置方式将电动机装到驱动半轴上，直接控制电动机实现变速和差速转换。这种传动方式同样对电动机和控制系统有较高的要求。 (4)第四种布置为轮毂电机型，将电动机直接装到了驱动轮上，由电动机直接驱动车轮行驶。结构最为简单，有最大的空间利用率，无传动损失，但对驱动电机本身的强度及其控制精度要求很高

23、，要求左右轮的转速之差满足汽车行驶特别是转弯时的要求。目前，我国设计的电动汽车大都建立在改装设计的基础上，改装后高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的，它必须对蓄电池、电动机、变速器、减速器和控制系统等参数进行合理的匹配，在总体方案布置时必须保证连接可靠、轴荷分配合理等等才能获得。本论文的研究仍然建立在传统汽车传动系统的基础上，按照改装车进行部件的选择和参数匹配。1.3.2重要部件驱动电机电机自身的性能将直接影响电动汽车的最高车速、加速性能及爬坡性能等，所以在开发整车之前初步确定电机类型及其参数进而对电机进行选择是至关重要的。电动车用驱动电机通常要求能

24、够频繁启动/停车、加速/减速，低速和爬坡时要求高扭矩，高速行驶时要求低扭矩，要求变速范围大。其主要参数包括:电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。另外为电动机所配置的电子控制系统和驭动系统也会影响驱动电动机的性能。驱动电机的种类按电机的类型来划分，电动车驱动系统可分为直流驱动系统和交流驱动系统两大类。早期时由于直流电机控制比较简单，电动汽车多数采用直流电机。然而，目前随着现代交流调速技术的发展，其动态性能己经达到或者超过直流电机的水平，并且交流电机本身具有体积小、功率大、效率高、结构简单、易于维护。由于交流电机没有了电刷和滑环等，克服了直流电机因换向器带来的缺点，因此

25、交流驱动系统将逐渐成为电动汽车的主流驱动系统。在交流驱动中，驱动电机主要采用异步电机、永磁同步电机(包括无刷直流电机)以及开关磁阻电机。直流有刷电动机直流电机控制方法和结构简单，不需检测磁极位置，只需要用电压控制，并且小容量系统造价低，技术也成熟，它所拥有电磁转矩控制特性是交流电动机所不可比拟的，因此电动汽车广泛的采用直流电机；但是直流电动机价格高、体积和质量大，目前电动汽车已经很少应用，交流感应电动机（三相异步电机）三相异步电机转子结构简单，与定子无直接接触部件，运行可靠，转速高，成本低，在蓄电池供电的条件下，可以实现四象限运行，所以目前在电动汽车中交流异步电机应用较多。电动汽车用感应电动机

26、系统的研究重点主要是控制方面。开关磁阻电动机开关磁阻电机结构和控制简单、出力大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高，但电机噪声高，转矩脉动严重，非线性严重，在电动汽车驱动中有利有弊，目前电动汽车应用较少。它的主要研究方向是模型研究。无刷直流电动机及永磁同步电机永磁同步电机体积小、重量轻、功率密度大、低速输出转矩大，精度高、效率高、噪声小、维护简单。因此在各个国家都有应用。但是他在高速运行时比异步电机复杂，需要检测转子磁极位置，另外永磁体还有退磁问题，造价也较高。主要研究重点是位置检测、换向和控制。蓄电池蓄电池是纯电动汽车的能量源，其性能直接影响整车动力性，是电动汽车发展的关键技术。其

27、性能指标主要包括比能量、能量密度、比功率、功率密度、循环充放电次数及成本等。蓄电池是日前电动汽车产业化最大的瓶颈。电动汽车要求电池具有较高的比能量以满足续驶单程的要求，较高的比功率满足动力性的要求，较强的大电流充电接受能力满足电动汽车快速充电的要求，较长的大电流放电时间满足电动汽车大功率行驶的要求，还要求电池具有与车辆使用寿命相当的循环寿命、较高的性价比和免维护等。目前能够在纯电动汽车上使用的蓄电池主要有以下几种：铅酸电池。每个电池单体的额定电压是2V。铅酸电池技术成熟、性能可靠、价格低廉，能量密度太低、过充电和过放电性能差、循环寿命短、快速充电困难。镍氢电池。一种碱性蓄电池，单体额定电压为1

28、.2V。镍氢电池比能量较大、循环寿命长、过充电和过放电性能好、无记忆效应、无污染、可靠性高，其成本很高。锂聚合物电池。单体电压3V。埋聚合物电池比能量和能量密度高、但其对温度敏感、低温性能较差，目前技术不够成熟，是纯电动车用动力电池的发展方向之一。锂离子电池。单体电池电压高达4V以上。自放电率稍高，但其单体电压高、比能量和比功率高、循环寿命长、可靠性高。其成本高。虽然铅酸电池的比能量和比功率要比镍氢电池和锂离了电池低，但是其技术成熟度，在安全性、价格和使用寿命等方面均有优势。它仍然是当今大部分纯电动汽车的能量源选择方案。1.4基本内容和技术方案本论文的基本内容是通过了解纯电动汽车的基本结构，性

29、能特点和关键部件性能的要求，设计出纯电动汽车合理的动力系统，基于ADVISOR的建模仿真，分析设计所得的各项参数的正确性。具体来说，研究内容包括以下几点：（1）查阅文献了解纯电动汽车的基本结构和各部件的重要参数；（2）基于所查得的文献对电动车的电机和传动系进行设计；（3）学习MATLAB/ ADVISOR的相关知识，进行仿真建模；（4）利用ADVISOR仿真系统进行仿真，分析设计所得数据，从而对所设计纯电动微型客车动力系统的合理性进行验证。基于以上研究内容，具体技术方案如下：通过对电动汽车的基本结构，性能特点和关键部件性能的要求的了解，以及对ADVISOR软件的学习，设计纯电动微型客车的动力系

30、统，并用ADVISOR进行建模仿真，分析仿真所得数据，从而验证所建微型客车动力系统模型的正确性。若仿真结果与实际要求不一致，则不断修改所建模型，直至仿真结果与实际要求基本一致为止。第2章 纯电动微型客车动力系统设计及匹配2.1微型客车整车参数及性能指标表1 微型客车整车参数及性能指标项目具体要求数值（目标值）备注整车尺寸长宽高388515701860单位为mm轴距-2500单位为mm前轮距/后轮距-1290/1290单位为mm前悬/后悬-575/845单位为mm总质量（满载）-1770单位为Kg整备质量-1200单位为Kg前后轴荷分配-595/605、650/970单位为Kg从0Km/h加速到

31、100Km/h所需时间30s-最高车速100Km/hHVW条件下(整备质量+180Kg)爬坡能力-25%最大总质量条件下迎风面积2.593m2风阻系数0.456轮胎规格165/70R13C电池性能容量要求功率要求额定/峰值电机性能扭矩要求额定/峰值续驶里程要求-150Km（空载）百公里耗电量要求-18度（相当于1.5L燃油）60Km/h等速行驶碰撞星级要求满足C-NCAP四星级评价性能,总分不低于40分,且各单项不存在罚分项最高配置款参考传统客车技术参数，本项目提出了纯电动客车的基本性能指标如(1)最高车速大于等于100km/h ;(2)最大爬坡度大于等于25% ;(3) 0-100km/h加

32、速时间小于等于30s;(4)续驶里程大于等于150km(空载)2.2 电动机参数匹配4,5,6电动车用驱动电机通常要求能够频繁启动/停车、加速/减速,低速和爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并要求变速范围大。其主要参数包括:电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。另外为电动机所配置的电子控制系统和驱动系统也会影响驱动电动机的性能。2.2.1 电动机峰值功率及额定功率的匹配2.2.1.1以最高车速确定电机的额定功率 （1）式子中：电机额定功率,kW传动系统效率最大车重，kg滚动阻力系数，取0.015风阻系数车辆迎风面积最高车速，km/h计算得PN=28.48Kw2.

33、2.1.2以最大爬坡度确定的最大功率为 （2）式中，最大爬坡角计算得在20Km/h速度下的爬坡速度下仅需31kw的功率2.2.1.3计算其加速时间假设车辆在平直路面上加速，车辆加速过程动力学方程为： （3） 式中，汽车旋转质量转换系数上式：车轮转动惯量 飞轮转动惯量 i电机到车轮的传动比上式经过变形为： （4）即为加速时间的计算公式汽车速度与电机转速之间的关系： (5)电动汽车驱动力与电机额定转矩的关系： (6)用MATLAB/SIMULINK建模，可得出加速时间t编程原理图如下图1 MATLAB/SIMULINK加速计算建模2.2.2 电动机额定转速及最高转速的选择根据各种不同电机的性能对比

34、，选择永磁同步电机，其转速范围在4000-10000之间。操作性较好。尺寸小，质量轻。电动机的最高转速对电动机成本、制造工艺和传动系尺寸有很大的影响。转速在 6000r/min 以上的电机为高速电机，以下为普通电机。前者成本高、制造工艺复杂而且对配套使用的轴承、齿轮等各附件有特殊要求，一般适用于电动轿车或 100kw 以上大功率驱动电机，很少在纯电动客车一般不采用高速电机。因此应采用最高转速不大于 10000r/min 的电机。当然，最高转速越低，成本也会越低。最大转矩=额定功率/额定转速知额定转速越低，对转矩的要求越大，对电机的要求也越高。表2 2000年左右生产的车用永磁同步电机参数表车名

35、电机峰值功率/转速(kW/r/min)最大转矩/转速（Nm/r/min）本田Plus交流永磁同步电机49/8750274/-1700丰田e-Com永磁同步电机18.5/2450-382076/0-2450丰田第一代普锐斯永磁同步电机33/1040-5600350/0-400本田Insight永磁同步电机9.2/200049/1000上图为2000年左右生产的车用永磁同步电机参数表，初步确定永磁同步电机的最大扭矩不大于300电动机最高转速与额定转速的比值也称为电机扩大恒功率区系数 ，随 值的增大，电动机可在低转速区获得较大的转矩，有利于提高车辆的加速和爬坡性能。但 值的过多增加会导致电动机工作电

36、流的增大，增大了功率损耗和尺寸。因此值一般取24，计算出电动机额定转速应该在 20004000r/min 之间选取。42.2.3 电动机额定电压的参数选择电动机额定电压的选择与电动汽车蓄电池组电压密切相关。在相同输出功率条件下，电池组电压高则电流小，对导线和开关等电器元件要求较低，但高电压需要数量较多的单体电池串联，引起成本及整车质量的增加和动力性的下降，而且难于布置。 电动机额定电压一般由所选取的电动机的参数决定，并与电动机额定功率成正比，电动机的额定电压越高电动机的额定功率越大。2.3 传动系参数匹配传动系统参数匹配主要包括变速器的匹配设计和主减速器的匹配。在最大传动比传动时，传动系统输出

37、的是最大的扭矩，对应于车辆的最大爬坡度，在最小传动比传动时，整车将达到最大速度。2.3.1 最大减速比的确定最大传动比由电动机的额定转矩和汽车的最大爬坡决定，有如下公式： (7)式中：变速器最低档速比 主减速器速比 车轮滚动半径 传动系统总效率2.3.2 最小减速比的确定最小传动比由电动机的最高转速和最高车速决定，有如下公式： (8)式中：变速器最低档速比 最高车速根据电机的转速扭矩和车辆的行驶速度，爬坡度，可以确定减速比的范围。根据电机额定功率和额定转速，电机扩大恒功率区系数 取2.5，可计算出电机最高转速，最大扭矩，车辆最高车速定为100Km，可计算出传动系的最小减速比和最大减速比的要求。

38、综上，可得出电机不同额定功率，不同额定转速下对减速比的要求方法为我独创，哈哈哈哈，因是一档的减速器，哈哈哈哈。如下表所示：表3 电机不同额定功率，不同额定转速下对减速比的要求额定功率电机额定转速最高转速车辆最高速度km最小减速比百公里加速时间40270067501006.19 141.56.907424.2840300075001006.88 127.37.674924.5240330082501007.57 115.88.442424.2840360090001008.26 106.19.209924.2850270067501006.19 176.95.525918.29503000750

39、01006.88 159.26.139918.2950330082501007.57 144.76.753918.2950360090001008.26 132.67.367918.2960270067501006.19 212.24.604914.7160300075001006.88 1915.116614.7160330082501007.57 173.65.628314.7160360090001008.26 159.26.139914.71若动力电机无需驱动其他附件（空调、等），则根据上表，选择动力传动系的参数如下：表4 动力传动系的参数电机额定功率（Kw）50额定转速(r/min

40、)/最大转速(r/min)2700/6750最大扭矩（N*m）/转速（r/min）176.9/2700减速器减速比5.7加速时间(s)18.29电机特性图如下图2 电机特性图2.4 动力电池参数匹配蓄电池的放电电流，放电电压，效率，输出功率等参数与汽车的续时里程，车速等有密切联系，合理选择这些参数，使其与汽车的动力系统达到最佳匹配值，是提高电动汽车性能的有效途径。2.4.1匹配原则作为电动汽车的电源应满足的要求主要有：高的比能量和比功率，循环寿命长，安全可靠，免维护，对环境污染小，节省能源及成本低廉。蓄电池的主要新能参数有功率密度，能量密度，可靠性，寿命和价格等。其中锂离子电池的高能量和充放电

41、速度快等优越性能得到越来越多的关注，是目前市场前景最好的一种产品。尽管价格有些贵，根据发展的趋势，我们选择锂离子电池，。其工作电压高达3.7V，大约是镍镉或镍氢电池的3倍，可减小电池的使用数量。没有游离的金属锂，电池使用更安全。无记忆效应，使其无时不为你提供最大的能量。动力电池一般有能量型与功率型两种，为满足纯电动汽车的行驶，要求采用能量型电池，匹配时主要考查其能量要求，即电池应具有较大的容量，以增加车辆的续驶里程。电池容量与其功率成正比，容量越大，其输出的功率越大，所以其输出功率均能满足整车电力系统的要求，因此主要是根据车辆的续驶里程来确定电池容量，根据车速确定其放电电流，根据电动机电压确定

42、电池的放电电压。2.4.2蓄电池匹配41.锂离子电池组电压等级 在车用电池的使用过程中，电池的最大放电电流不应超过 300A，根据电动机峰值功率 Pmax确定电池的电压等级 V满足如下关系式。 （9）由上式计算出电池组的电压等级 V0160(V)。参考市场上锂离子电池的额定电压(4V)及本文匹配的电动机额定电压范围（300-350V），确定电池组电压等级V=4V80=320V。 2.锂离子电池组能量 电池的能量计算公式为： （10）式中为电池组的实际能量（kWh）；为电池组的平均工作电压（V）；C 为单体电池的容量（Ah）。 电动汽车行驶里程 S(km)所需的能量，可以通过下式计算。假定汽车以

43、 (km/h)的速度行驶。 （11） ( 12)式中 为汽车以纯电动驱动所需的功率（kW）；为车辆行驶里程S(km)所需的能量（kWh）。 需要使满足： (13)由电池容量与电压可以直接求续驶里程，计算公式如下所示： (14)式中为电池块的有效放电容量。电池不可能完全100%放出其额定的容量，比如从放电初始时 SOC 为 100%放电到 SOC 为 40%，那么该系数即为60%，即可放出其最大容量的 60%。下表为60km/h下不同电压和容量下的续时里程。表5 60km/h下不同电压和容量下的续时里程续时里程容量80.0 90100.0 110120.0 电压20096.0 108.0 120.0 132.0 144.0 220105.6 118.8 13