新能源纯电动物流车---计算设计书2016-1

1、新能源厢式运输车-计算设计书一、设计要求二、整车技术参数三、驱动结构设计四、驱动系统设计五、供电系统设计六、空调系统设计七、真空助力系统设计八、设计结果设计要求1、整车性能技术指标A 运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%,作业类新能源专用车、货车不超过20%。B 吨百公里电耗不超过10kWh; M1、N1类采用工况法，其他暂采用 40km/h等速法，其中作业类 专用车检测时上装部分不工作。(1) 最高车速：90km/h ；(2) 最大爬坡度：20%；(3) 加速性能 0-50 Km/h： <15s；(4) 60km/h续驶里程200km (等速法);(

2、5) 工况法续航里程180km；二、整车技术参数新能源厢式运输车选用长安传统载货汽车底盘(SC1031GDD43为改装主体。新能源厢式运输车是在长安底盘改装成纯电动可承载式底盘的基础上，加装载货物厢体而形成的一款新能源厢式运输车，该车配置 5MT手动变数箱、永磁同步驱动电机及控制器、整车控 制器、三元锂离子锂电池、高压配电和 BMS管理系统、智能车载充电器、直流快充充电系统、 冷却系统、真空助力制动系统、助力转向系统、车载冷暖空调以及远程监控系统等。驱动电机采 用电机前置通过法兰固定于变速箱， 变速箱固定于整车中部，控制器及车载充电器布置在车身前 中部，动力锂离子电池、高压配电系统及电池管理系

3、统布置在车体中前两侧部位，车载空调布置在车体前部，远程监控终端固定于驾驶室中控台内部，采用5MT手动变数箱/2档AT自动变速箱。1. 整车控制系统的工作原理图CAN一 r也机< 匕S20 VDC* DCDC I12VOC2. 相关设计的参数计算1)整车技术参数及常数值标定序号名称标示符数值单位1整车装备质量m1400kg2总质量M2600kg3长*宽*高L*W*H410015201900mm4轴距D2700mm5空气阻力系数O0.456正面迎风面积A2.42 m7质心高度h700mm8爬坡车速Va40km/h9车轮半径R0.3m10速比i(D:3.652/1.9478/1.4234/1.

4、000/0.7954/R:3.466 )*5.12511正常车速涨60km/h12最咼车速Vmax90km/h13最大爬坡度a11 (30%)o14机械转动效率n t0.9515滚动阻力系数n ?0.01516电动机及其控制 效率n me0.917蓄电池平均放电 效率n q0.9518电池电压V320V19安时数Ah125Ah20电池容量kwh40kwh21放电深度%90%222）电机峰值功率及额定功率的匹配电机的功率大小直接关系到电动汽车的动力性的好坏。电机功率越大，电动汽车 的加速性能和最大爬坡度越好，但电机的体积和质量也会相应地增加，同时电机不能 经常保持在高效率下工作，降低了电动汽车的

5、能量利用率，降低了汽车的行驶里程。 驱动电机的最大功率（Pemax）必须满足最高车速时的功率（Pe）、最大爬坡度时的功 率（Pa ）及根据加速时间的功率（Pc ）要求，即：pemax -maxPe,Pa, Pc。其中，PU maxe = 3600 tj2、mgf +CDAUmax2115丿3) Pa4)哄 3 T 2CD AUi mgfcosmax mgsnmax 21.152八3亦-UL+mgf 土ta+-CUta2、ta1.521.15 2.55）式中:Umax最高车速，km/h； 906)t传动系机械效率；0.958)9)Cd 空气阻力系数；0.4510)A迎风面积，m2 ； 2.411

6、)"max最大爬坡度，（）；1112)u i爬坡车速，km/h ； 4013)Ua 汽车的加速末速度，km/h； 907)m 电动汽车整备质量，kg； 1600f 滚动阻力系数；0.01514)15) R= 10.724kwPa =30.08kwta 汽车加速时间，s。(050km/hw 7.5s;5090km/h < 15s)=2)电机的峰值功率与额定功率的关系为：R峰二2% （所选电机功率关系式中：P峰 电机峰值功率，kw；P额一一电机额定功率，kw；30.8kw。'电机过载系数。根据Pemax选择驱动电机的峰值功率，这里选择P额=10.72kW，P峰传动系参数内部

7、结构减速箱原理差速器原理图提供变速箱参数生产企业F篁庆漁科动力设备有限公司-型号-465QE选装：MR508A)-型式"手动按纵方式F机械武、手咖前进拦于数"5r最大扭矩门114. 46-各档速比”3. 652/1.9478/1 4234/1*000/0. 7654/R13. 466匸差速器固定速比：5.125电机最高转速和额定转速选择与匹配驱动电机的额定转速（nb）和最高转速（nmax）的选取应符合驱动电机的转矩转速特性要求，如图1所示。在启动即低转速时得到恒定的最大转矩（Tmax），同时在高转速时得到恒定的较高功率（'b）图1驱动电机扭矩转矩特性仝（电机扩大恒功

8、率区系数）增大值，可使电机在恒转矩区获得较大转矩，提高汽车的加速和爬坡性能。但是，如果 值过大，会导致电机工作电流 和逆变器的功率损耗和尺寸增大，因此值一般取23。Tmax的选择需要满足汽车起动转矩和amax的要求,T1 mg(f cos： max Sin： max)rT max 一imax式中：r汽车轮胎滚动半径，mimax传动系统最大传动比。电机最高转速的确定，根据最高车速同时结合传动比imax和max来确定Umax及最小传动比imin确定n r爲=0.377二Umax电机最大扭矩的确定，可以根据最大爬坡度：'max和最大传动比imax决定。i max=mg(f cos max S

9、in :- max)rT ntq max Tnmax = 3243.8r / minTm a8 8 N4*m三、整车可行性方案介绍及产品一致性电机及控制器特性参数及性能要求1 电机特性参数及性能要求GB/T 18488.1-2006、GB/T 18488.2-206或 GB/T 18488.1-2015、GB/T 18488.2-2015 (可靠性试验项目 不做要求)根据计算结果，选择深圳大地和永磁同步电机额定功率Pe=20KW峰值功率Pa=40KW额定扭矩Tmmaz =;峰值扭矩Tmmaz = 88.4n.m(最大载重量M为2600kg；如果整车满载重量超载1.2倍，M1为3120kg;峰值

10、扭矩为106n.m；该电机完全可以满足需求)表3 20kw电动机参数额定功率Pmr (kw)20控制特性基速以下恒转 矩，基速以上恒 功率峰值功率Pmmax (kw)40额定转矩Tmr (N.m)74额定转速Nmr (rpm)2500峰值转矩Tmmaz (N.m)200最咼转速Nmmax (rpm)9000根据相关技术要求，2 控制器性能参数控制器： 输入电压200V 360VDC冷却要求：智能循环液冷。2.3、动力电池及能量管理系统参数确定1、动力电池参数确定本次计算车辆驱动所需电池能量是按电动汽车试验质量2302.5 Kg计算本次计算车辆驱动所需电池能量是按电动汽车试验质量2302.5 K

11、g计算。A运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%,作业类新能源专用车、货车不超过20%。B吨百公里电耗不超过10kWh； M1、N1类采用工况法，其他暂采用 40km/h等速法，其中作 业类专用车检测时上装部分不工作。方案一选用磷酸铁锂电池，经过估算包含电池在内整车准备质量约 1600KG则电池包质量小于400KG因此电 池容量配比换算，则电池容量约 32KWH.电池循环寿命2000次。国家实验场地：匹配32kwh电量，以60km/h匀速行驶可以满足152km续驶里程的要求。动力电池（组）性能参数电池类型磷酸铁锂单体容量25AH单体电压3.2V安时数100AH

12、电池组标称电压320V电池总能量32kWh(LJC 占 J'200011輻环力审FyCi： Lifeflirt TOb尺寸Silt J)IE上 Cm.)V电匕UMIM (tai).L啦心盘!1 Hifighc放仙iE槌圧是唯Tab IfiLhhJU. Udo 1A啊i耳比惟Tib咖良戸即£甩丁血 DijbiinccMi*方案二选用三元锂离子电池，经过估算包含电池在内整车准备质量约1600KG则电池包质量小于400KG因此电池容量配比换算，则电池容量约 40KWH循环寿命约800次。国家试验场：从图中看出匹配 40kwh电量，以60km/h匀速行驶可以满足 佃0km续驶里程的要

13、求。HA F电酒单歸;U0B引N25)代寸(Dirensiofl):06mm xiSSmmOnmjSA :Weight):0 S4SkgRlIQuanlity)1S!定客(Ncrniral 4护工切：ZBAJhR aE 电玉 fMorriral35V电谏挺聘CVoR枠Rang?).30-42Vit-.*UL(WTvkgt167内阻1： nfi jJ虫1表4动力电池(组)性能参数电池类型三兀锂离子电池单体容量125AH(5并 88 串)单体电压3.65V放电深度90%电池组标称电压320V电池总能量40kWh2、电池管理系统的电气参数电池管理系统(BMS采用天津清源电动车辆有限责任公司自行研发的

14、系统，共5块采集板(1) 通讯方式：CAN(2) 工作温度范围：-20 ° C+85C;(3) 电磁兼容性：按 GB/T18655-2002, GB/T17619-1998, GB/T21437.2-2008。2.4、车辆动力性分析本次计算车辆动力性是按满载质量 2650Kg计算。 1加速性能原地起步加速时间曲线loo图3汽车加速时间图mu度 速0-50Km/h加速时间为8.4s，满足设计指标要求。2.爬坡性能爬坡度可达3汽车功率平衡爬坡度曲线4爬坡度曲线图图30%，满足最大爬坡度要求。图5驱动功率一行驶阻力功率平衡图由以上匹配结果可知，最高车速 93km/h，满足最高车速90km/

15、h要求。3、其他电气系统设计性能指标3.1整车控制器(1) 防护等级：按 GB/T4942.2(2)抗振：按 GB/T18488.2-20013.2仪表及电动附件(1) 整车动力电池采用DC320V磷酸铁锂电池，辅助电池采用12V的铅酸电池;(2) 通过额定功率1000W的DC/DC转换器，动力电池可以给辅助电池充电；(3) 采用can仪表；仪表需要重新选型，供应商：武汉 green(4) 换挡机构采用自动换挡手柄；型号： YONGLEYL-703S )(5) 采用信号电压等级为5V的电子油门踏板。(6) 采用真空助力刹车系统，型号：H-825(7) 采用电动压缩机，匹配现款车型自带的空调其他

16、系统。(8) 采用PTC加热块，安装与现款车型暖风机底部，达到空调制热效果。(功率：2KW)(9) 转向助力可以采用长安底盘配套电子助力转向系统。3.3其他车型系统纯电动微卡物流车备注制 动 系 统真空泵额定电压DC 12VH-825额定功率30W额定流量40L/mi n最咼真空度-0.085MPa冷却系统水泵额定流量9L/minP62最大流量16L/mi n额定扬程2.5m最大扬程3.8m电机输出功率45W能源系统动力电池组单体调定电压3.65V DC321.2-125单体容量125Ah电池数量440电 气 系 统DC-DC输出功率1KWDZEH1000S9A-360S14LR输入电压DC2

17、00-360V输出电压DC14V输出电流75A冷却方式自然冷却直流接触器额定电压500V额定电流100A/200A主回路保险额定电压500V额定电流200A主电路 及接插 件参数电线粗细要求35平方以上电线材料阻燃橡胶接插件可通过 最大电流250A三元电池及咼压配电系统原理图531,9450425&厂匚匚匚口 Ij 8 Jl-J3ag980<041MBB*9C高压箱接钱原理图及接口定义UrnTPtapTU TIXT- i 也 HkKtQL3nrl-V.n1 = CFlfrJ. 电 0CWLca-i叽 rem5-王三=工-=-=A£CC11JS-JCNt二 T冉 <

18、B-£rt!；-j.TECULSOT=-：九十7.i 12VJS££i|5整车布置根据计算及实际空间布置枯车技术芻蠡功辜计卓羔5謎旧»Q.毎示打數1H单位奋注Ln1600keL电543?. fi?"in总履n2!502最专拎建百-M37. 67r/ikiiLJ41W3» I 19Wm3ItIT花啊4D?'00W14152 57JM5空匝±1隸Cc&45Ff9.91InrS*1.55oF.3E.5Thv?Bbb百蕭riTL194. Nhng%,15Wk«Ln au1W7Jm上壬乞瓷？r j=町.广冗s>主轮丰毎kOjn'7''+F*=CJ x 4 x t2.> £ 2&1C連比i翊上賴阻力l VXW.nU1)工當宰麗也Ml*A11vCOIn/kF基限力I1尸告 心