电动汽车动力性能分析与计算

1、电动汽车车与传统统内燃机机汽车之之间的主主要差别别是采用用了不同同的动力力源，它它由蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电电池提供供电能，经过驱驱动系统统和电动动机，驱驱动电动动汽车行行驶。电电动汽车车的能量量供给和和消耗，与蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电电池的性性能密切切相关，直接影影响电动动汽车的的动力性性和续驶驶里程，同时影影响电动动汽车行行驶的成成本效益益。 电电动汽车车在行驶驶中，由由蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池池输出电电能给电电动机，用于克克服电动动汽车本本身的机机械装置置的内阻阻力，以以及

2、由行行驶条件件决定的的外阻力力。电动动汽车在在运行过过程中，行驶阻阻力不断断变化，其主电电路中传传递的功功率也在在不断变变化。对对电动汽汽车行驶驶时的受受力状况况以及主主电路中中电流的的变化进进行分析析，是研研究电动动汽车行行驶性能能和经济济性能的的基础。 1、电动汽汽车的动动力性分分析 11.1 电动汽汽车的驱驱动力 电动汽汽车的电电动机输输出轴输输出转矩矩M，经经过减速速 HYPERLINK /cat_1230003.html 齿轮传动动，传到到驱动轴轴上的转转矩Mtt，使驱驱动轮与与地面之之间产生生相互作作用，车车轮与地地面作用用一圆周周力F00，同时时，地面面对驱动动轮产生生反作用用力

3、Ftt.Ftt与F00大小相相等方向向相反，Ft方方向与驱驱动轮前前进方向向一致，是推动动汽车前前进的外外力，将将其定义义为电动动汽车的的驱动力力。有： 电动汽车车机械传传动装置置是指与与电动机机输出轴轴有运动动学联系系的减速速 HYPERLINK /cat_1230003.html 齿轮传动动箱或 HYPERLINK /cat_1020006.html 变变速器、传动轴轴及主减减速器等等机械装装置。机机械传动动链中的的功率损损失包括括： HYPERLINK /cat_1230003.html 齿轮轮啮合点点处的摩摩擦损失失、轴承承中的摩摩擦损失失、旋转转零件与与密封装装置之间间的摩擦擦损失以

4、以及搅动动润滑油油的损失失等。 1.22 电动动汽车行行驶方程程式与功功率平衡衡 电动动汽车在在上坡加加速行驶驶时，作作用于电电动汽车车的阻力力与驱动动力始终终保持平平衡，建建立如下下的汽车车行驶方方程式： 以电动汽汽车行驶驶速度vva乘以以(2)式两端端，考虑虑机械损损失，再再经过单单位换算算之后可可得： 或 由（4）、（55）两式式可以看看出，电电动汽车车在行驶驶时，电电动机传传递到驱驱动轮的的输出功功率与体体现在驱驱动轮上上的阻力力功率始始终保持持平衡。将(44)变换换可得： 式中PMM为电动动机的输输出功率率。 用用曲线图图表示上上述功率率关系，将电动动机的输输出功率率、汽车车经常遇遇

5、到的阻阻力功率率与对应应车速的的关系归归置在xx-y坐坐标图上上得到电电动汽车车功率平平衡图如如图1所所示。 利用功率率平衡可可定性分分析电动动汽车设设计中的的有关动动力性问问题，另另外，根根据功率率平衡能能看出电电动汽车车行驶时时电动机机的输出出功率，所以经经济性分分析中也也常用到到它。 1.33 电动动汽车动动力性能能计算 与内燃燃机汽车车相似，电动汽汽车的动动力性指指标有三三种，即即最高车车速、最最大加速速能力和和最大爬爬坡度。 汽车车的最高高车速是是指汽车车在无风风的条件件下，在在水平良良好硬路路面上所所能到达达的最高高速度。电动汽汽车的最最高车速速计算： 满足(77)式的的最大值值即

6、为反反映车辆辆动力性性的指标标Vammax。 汽车车的加速速能力用用汽车原原地起步步的加速速能力和和超车加加速能力力表示，通常采采用汽车车加速过过程中所所经过的的加速时时间和加加速距离离作为评评价汽车车加速性性的指标标。电动动汽车的的加速时时间计算算为：汽车的爬爬坡能力力是指汽汽车在良良好道路路上以最最低行驶驶车速上上坡行驶驶的最大大坡度。电动汽汽车爬坡坡度的计计算： 2、电动动汽车主主电路的的负载电电流分析析 电动动汽车在在行驶过过程中，所需的的阻力功功率随时时都在变变化，电电动机的的输出功功率也将将随阻力力功率的的变化而而变化。电动汽汽车主电电路中传传递的电电功率也也是在不不断变化化，但与

7、与所需的的阻力功功率始终终保持平平衡。通通常，电电动汽车车在运行行过程中中，主电电路中的的电流变变化较大大，主电电路电流流的大小小不仅影影响系统统的散热热与正常常工作，而且直直接影响响蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池池的放电电性能与与使用寿寿命，同同时影响响一次充充电后的的续驶里里程。 当采用用交流感感应电动动机时，电动汽汽车的主主电路是是指给电电动汽车车行驶提提供所需需能量的的电路，即动力力蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池池组到控控制器和和逆变器器之间的的直流电电路，以以及逆变变器与交交流感应应电动机机之间的的交流电电路，如如图

8、2所所示。 为了简化化起见，我们在在分析主主电路的的负载电电流时总总是假定定蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池池的端电电压以及及逆变器器的输出出电压保保持不变变。电动动汽车在在平路上上等速行行驶时所所需的功功率换算算至电机机输出轴轴为： 假定电动动汽车主主电路的的电压保保持不变变，根据据图2即即可计算算电动汽汽车等速速行驶工工况的主主电路负负载电流流。 电电动汽车车主电路路中的直直流电路路的负载载电流为为（假设设逆变器器的效率率为MI，电动机机的效率率为M）： 电动汽车车主电路路中交流流电路的的负载电电流为： 同样，可可以计算算电动汽汽车在加加速行驶驶时的主主电路

9、的的负载电电流或在在坡道上上等速爬爬坡时主主电路的的负载电电流。 3、结结论 通通过以上上分析可可以看出出，电动动汽车的的动力性性与其行行驶过程程中的能能量消耗耗密切相相关，因因此，应应当通过过提高动动力蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电电池的性性能、降降低滚动动阻力和和空气阻阻力的能能耗等措措施来提提高电动动汽车的的动力性性能。 另外，由于行行驶时电电动汽车车主电路路电流的的大小直直接影响响蓄 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池池的放电电性能与与使用寿寿命，同同时影响响一次充充电后的的续驶里里程，因因此在设设计电动动汽车时时，应综综合考虑

10、虑 HYPERLINK /cat_1240012.html 电池的质质量、驱驱动电动动机的电电压和额额定电流流、加速速性能、续驶里里程及安安全性能能等因素素，通过过系统优优化来改改进电动动汽车的的性能和和降低成成本。 作者单单位：任任国军（山东理理工大学学，交通通与车辆辆工程学学院，淄淄博,22550049） 杨久久青（东东营技术术学院，东营，25770977） 参参考文献献： 1MMichhaell H Wesstbrrookk.Thhe EElecctriic CCarM.Lonndonn:Thhe IInsttituutioon oof EElecctriicall Ennginneerrs,220011. 2余余志生.汽车理理论MM.北北京:机机械工业业出版社社,20000. 33何洪洪文,于于晓江,陈逢春春.电动动车辆设设计中的的匹配理理