纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数的设计

1、本 科 毕 业 论 文纯电动汽车电机机驱动系统传传动机构参数数设计Parametters Designnationn of tthe Transmmissioon Mechannism SSystemm in BBatterry Electtric VVehiclle witth Motor Drivinng学院名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 讲师 22011年66月 目 录 绪论51.1 引言51.2 国内外外电动汽车发发展现状551.3 本文研研究的意义71.4 本文研研究的主要内内容8第二章 电动汽汽车的基本结结构8 2.1 电动汽车的的基本组成82.1.

2、1 电电源82.1.2 电电池管理系统统82.1.3 电电机驱动系统统82.1.4 底底盘和车身92.1.5 辅辅助设施102.2 本章小小结10 传动系参数设设计100 3.1 概述103.1.1 驱驱动力1113.1.2 行行驶阻力123.2 传动比比1333.3 电机参参数设计1143.1.1 电电动机额定功功率1443.1.2 电电动机额定转转矩1443.1.3 电电动机加速性性能1443.4 电池参参数的确定155建立整车仿真模模型16Cruise简简介166电机模型的建立立117电池模型的建立立118整车模型的建立立19仿真及结果分析析200 5.1 整车仿真及及结果分析215.2

3、 电机仿仿真及结果分分析225.3 电池仿仿真及结果分分析22全文总结及未来来展望23致谢25参考文献226纯电动汽车电机机驱动系统传传动机构参数数设计专业班级：运输输0701 学生姓名名：张希望指导老师：盘朝朝奉 职职称：讲师摘要 随着石油油等能源短缺缺与环境污染染问题的日益益突出，发展展具有零排放放、高能源效效率的纯电动动汽车显得尤尤为重要。如如今，我国电电动汽车技术术飞速发展，涌现出一批具有国际竞争力的公司和产品。但是电动汽车走进我们的生活，还存在很多亟待解决的问题。 本本文对动力传传动系部件的的设计参数进进行研究，根据纯电动汽车性性能要求进行行主要参数的的设计及匹配配，通过对具体体车型

4、的计算算，建立仿真真模型，并在在cruisse软件下进进行仿真实验验，模拟得到到其动力性能能，验证该模型型车辆动力性能能的可行性。分析影响续驶驶里程、最高高车速和最大大爬坡度的各各种因素，提提出能够很好好地提高电动动汽车动力性性能的措施和方法法。进一步探探讨主要参数数的确定，选择并设计计出一种切实实可行的纯电电动汽车的动动力传动系设设计方案。关键词： 纯电电动汽车 传传动系 参数数匹配 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 绪论论1.1 引言由于经济的持续续快速发展，我我国对能源的的需求急速增增长。20111年2月225日，我国国能量研究会会公布，去年年，我国一次次能源消费量量为32

10、.55亿吨标准煤煤，同比增长长了6%，中国已成为为全球第一能能源消费大国国。中国能源源研究会预测测，我国能源源需求将继续续增长，这将将进一步推动动能源价格的的普遍上涨。此外，国际油价价一路上涨。去年我国原油全年平均进口油价为每桶61美元，相当于每天支付4亿美元进口原油。最近，伦敦市场上布伦特原油期货价格达到113美元/桶以上，比调价时的102美元/桶，涨了10%左右；纽约市场上原油期货价格也比调价时上涨了超过10%。如果国际油价上涨10%，就相当于今年每天进口石油需花费5亿-6亿美元，相比调价前每天多花5000多万美元。交通运输是目前前我国能源消消耗最大，也也是能源消耗耗增长最快的的行业之一。

11、与与此同时，交交通所造成的的污染日趋严严重。汽车尾尾气排放已成成为我国各大大中城市污染染的主要来源源之一，交通通所造成的污污染越来越影影响到人们的的生活质量。因因此，降低能能源消耗、减减少环境污染染，以保持交交通运输的可可持续发展，已已成为我国交交通运输业可可持续发展所所面临的首要要任务。纯电动汽车作为为“绿色的交通通工具”，它的投入入运行不仅对对缓解能源危危机以及环境境问题有着重重要的作用，对对于我国自身身相关产业的的发展以及我我国汽车业在在国际中的地地位也有着及及其重要的意意义。1.2 国内外外电动汽车发发展现状1.2.1 国国外电动汽车车发展现状 世界各国国著名的汽车车厂商都在加加紧研制

12、各类类电动汽车，并并且取得了一一定程度的进进展和突破。现现代电动汽车车一般可分为为四类：纯电电动汽车（PPEV）、混混合动力电动动汽车（HEEV）、燃料料电池电动汽汽车（FCEEV）、外接接充电式混合合动力电动汽汽车（PHEEV）。 美国一直致力于于提高乙醇以以及生物柴油油等可再生资资源使用量，同同时，美国政政府也鼓励以以混合动力车车为代表的其其他新能源汽汽车的使用。美美国的混合动动力汽车在22004年前前后进入商业业化推广阶段段。规定消费者者购买通用汽汽车、福特、丰丰田、日产等等公司生产的的符合条件的的混合动力车车，可以享受受到税款抵免免优惠。推动动新能源汽车车发展是奥巴巴马政府能源源政策的

13、组成成部分希望通通过发展和利利用新能源，使使美国摆脱对对海外石油的的过度依赖。奥奥巴马总统上上任后，美国国通过制定进进一步严格的的汽车燃油排排放标准和新新能源汽车政政策，以及通通过政府采购购节能汽车，消消费者购买节节能汽车减税税，设立新能能源汽车的政政府资助项目目，投资促进进新能源汽车车基础设施建建设等策略，美美国政府进一一步推动汽车车产品朝着“小型化”和“低能耗”的方向发展展。德国在新能源汽汽车研发方面面处于世界领领先地位。早早在20077年，德国政政府就已经把把将电动汽车车的关键技术术，也就是锂锂离子电池列列入到“高科技战略略”中。20009年8月119号，德国国政府又颁布布了国家电电动汽

14、车发展展计划，这这个计划的目目标是到20020年使德德国拥有1000万辆电动动汽车。德国国政府希望借借助这项计划划能够让德国国成为世界电电动汽车市场场的领军者。德德国在研发电电动汽车和混混合燃料车进进行各项技术术攻关的同时时，也没有忘忘记相关的基基础设施建设设。包括大众众、奔驰、宝宝马和欧宝在在内的多家德德国汽车巨头头都在积极研研发电动汽车车。意大利的汽车工工业也很发达达，意大利是是欧盟国家中中在汽车新能能源技术方面面比较领先的的国家之一。首首先，这源自自政府采取的的一系列激励励和支持政策策，比如为购购买环保新型型车的消费者者提供一定的的补贴，这些补贴贴都可以在报报废旧车基础础上进行累加加。在

15、金融危危机和经济衰衰退的不利背背景下，加大大研制开发新新能源汽车产产品并取得显显著成绩。不不仅有菲亚特特这样的大型型汽车生产集集团，一些中中型汽车公司司或汽车业界界联合体也大大量涉足新能能源汽车的研研制与开发。日本异常重视新新能源汽车的的开发。日本本混合动力车车已形成产业业化，目前，丰丰田、本田、日日产等日本厂厂商的混合动动力汽车不仅仅在国内热销销，在国际市市场上也令其其他国家厂商商望其项背。日日本为攻克电电池方面的关关键性技术，已已建立了开发发高性能电动动汽车动力蓄蓄电池的最大大新能源汽车车产业联盟，共共同实施20009年度“革新型蓄电电池尖端科学学基础研究专专项”新项目。为为推进新能源源汽

16、车以及环环保汽车，日日本从20009年4月11日起实施“绿色税制”，它的适用用对象包括纯纯电动汽车、混混合动力车、清清洁柴油车、天天然气车以及及获得认定的的低排放且燃燃油消耗量低低的车辆。此此外，日本实实施低排放车车认定制度，高高、中档轿车车和经济型轿轿车都可以向向国土交通省省申请接受低低排放车认定定。消费者可可根据所购车车辆的排放水水平享受不同同的减税待遇遇，购置以天天然气为燃料料或混合动力力车等低公害害车辆的地方方公共团体，还还可得到政府府的补助金。日日本媒体将22010年称称为电动汽车车革命之年，在在这一年，从从“汽油车转向向电动汽车的的革命已经开开始”。此外包括韩国、英英国、法国等等也

17、都在积极极开展电动汽汽车的研发工工作。1.2.2 国国内电动汽车车发展现状 与世界其其他国家一样样，电动汽车车研发工作在在我国也正在在如火如荼的的进行着，而而且我国电动动汽车的研发发与国外在技技术水平与产产业化方面差差距较小。新新的中国汽车车产业调整和和振兴规划中中称，将实施新能能源汽车战略略，推动纯电动汽汽车、充电式式混合动力汽汽车及其关键键零部件的产产业化。启动动国家节能和和新能源汽车车示范工程，由中央财政政安排资金给给予补贴，支持大中城城市示范推广广混合动力汽汽车、纯电动动汽车、燃料料电池汽车等等节能和新能能源汽车。我国于20世纪纪70年代曾曾开展蓄电池池汽车的研究究。90年代代“八五”

18、期间蓄电池池电动汽车被被列为国家重重点攻关项目目，以清华大大学为主，开开发出我国第第一代蓄电池池汽车。“九五”期间，将电动汽车车项目确定为为国家重大科科技产业工程程项目加以实实施，同期国内推推出了若干种种电动汽车样样车。“十五”和“863”计划中，特特别设立电动动汽车重大项项目，选择新新一代电动汽汽车技术作为为我国科技创创新的主攻方方向，组织联联合攻关，以以电动汽车产产业化技术平平台为工作重重点，力争在在电动汽车关关键单元技术术、系统集成成技术及整车车技术上取得得重大突破。“十一五” 将电动汽车单列出来并纳入国家规划，将“新能源产业振兴规划”更名为“新兴能源的发展规划”，扩大新能源的研发范畴。

19、我国电动汽车重重大科技专项项实施4年来来，经过2000多家企业业、高校和科科研院所的22000多名名技术骨干的的努力，目前前已取得重要要进展：燃料料电池汽车已已经成功开发发出性能样车车，在整车操操控性能、行行驶性能、安安全性能、燃燃料利用率等等方面均已得得到较大提高高。一汽、东东风、长安、奇奇瑞等汽车公公司对混合动动力汽车的开开发投入了较较大的人力、物物力。各车型型均已完成功功能样车开发发。纯电动轿轿车和纯电动动客车均已通通过国家质检检中心的型式式认证试验，各各项指标均满满足有关国家家标准和企业业标准的规定定，初步形成了了关键技术的的研发能力。1.3 本文研研究的意义 电动汽车车是集汽车技技术

20、、电子及及计算机技术术、电化学技技术、能源与与新材料技术术于一体的高高新技术产品品，是人类新新一代的清洁洁交通工具。纯电动汽车车具有零污染、零零排放、低噪声等特点点，无疑是最最为理想的新新能源汽车。对动力传动动系部件的设设计参数进行行研究是提高高纯电动汽车性性能的重要手手段之一。本文将计算算机仿真技术术应用到纯电电动汽车设计计和研发，建建立仿真模型型，确保实验验结果的准确确性和可行性性。1.4 本文研研究的主要内内容1简述电动汽汽车的发展状状况，明确本本文研究的目目的和意义；2分析纯电动动汽车动力传传动系统的总总体结构和布布置形式，并并研究传动系系统的类型、特特点、工作特特性，电池电电机的工作

21、特特性及传动系系统特性；3计算传动系系速比和电机机参数，及其其对整车性能能的影响。应应用电动汽车车仿真软件CCruisee，针对某型型号驱动电机机，建立仿真真模型，进行行整车动力性性计算；4对纯电动汽汽车的动力性性进行分析，重重点分析最高高车速、爬坡坡度和加速性性数据；以及及结合被选择择电机的台架架试验数据，分分析仿真结果果。第二章 电动汽汽车的基本结结构2.1 电动汽汽车的基本组组成对于传统内燃机机汽车，纯电电动汽车的结结构有很大差差别，具体组组成包括：电电力驱动及控控制系统、驱驱动力传动等等机械系统、完完成既定任务务的工作装置置等。电力驱驱动及控制系系统是电动汽汽车的核心，也也是区别于内内

22、燃机汽车的的最大不同点点。电力驱动动及控制系统统由驱动电动动机、电源和和电动机的调调速控制装置置等组成。电电动汽车的其其他装置基本本与内燃机汽汽车相同。2.1.1 电电源 电源为电电动汽车的驱驱动电动机提提供电能，电电动机将电源源的电能转化化为机械能，通通过传动装置置或直接驱动动车轮和工作作装置。电动动汽车上应用用最广泛的电电源是铅酸蓄蓄电池，但随着电动动汽车技术的的发展，铅酸酸蓄电池由于于比能量较低低，充电速度度较慢，寿命命较短，逐渐渐被其他蓄电电池所取代。正正在发展的电电源主要有钠钠硫电池、镍镍铬电池、锂锂电池、燃料料电池、飞轮轮电池等，这这些新型电源源的应用，为为电动汽车的的发展开辟了了

23、广阔的前景景。本文讨论论的对象使用用高能锂电池池作为动力源源的电动汽车车，锂离子电池池由于其比能能量大、放电电电压高、循循环寿命长、无无记忆效应、具具有快速充电电能力、自放放电速率小、具具有多种安全全保护措施、密密封良好，无无泄漏现象、环环保等众多优优点，使得其其在未来电动动汽车中的应应用前景非常常广阔。2.1.2 电电池管理系统统 电池管理理系统一直是是电动汽车发发展中的一项项关键技术，电池组管理理系统最基本本的作用是监监控电池的电电池电压、电电流和温度，通过对这些些参数的测量量，预测蓄电池池的SOC和和相应的剩余余行驶里程，管理电池的的工作情况，避免出现过过放电、过充充、过热和单单体电池之

24、间间电压严重不不平衡现象，以便最大限限度地利用电电池的存储能能力和循环寿寿命。 电池管理理系统按照实实现方式可以以分为两大类类：一类是基于于芯片的电池池管理系统；另一类是基基于分立式器器件的电池管管理系统。基基于芯片的电电池管理系统统一般将前端端采集电路、均均衡电路以及及电量计量算算法、通讯功功能等集成在在芯片中，辅辅以外围电路路完成对电池池的管理功能能。具有更小的的体积、更高高的集成度等等优势；基于分立器器件的电池管管理系统，有有基于纯硬件件和基于软硬硬件协调工作作的解决方案案，而软硬件件协调工作方方案由于实现现更灵活、功功能更完善，被被广泛采用。该该方案在产品品设计的灵活活性上占有一一定优

25、势。2.1.3电机机驱动系统 电机驱动动系统包括电电子控制器、功功率转换器、电电动机、机械械传动装置和和车轮，其功功用是将电源源的电能转化化为机械能，通通过传动装置置或直接驱动动车轮和工作作装置。 目前电动动汽车驱动系系统主要分为为4类：1）、直直流电动驱动动系统，这种种驱动系统结结构简单、电电磁转矩控制制特性优良，在在城市无轨电电车上广泛应应用但重量和体积积也较大；22）、感应电电机驱动系统统，这种驱动动系统结构简简单、坚固耐耐用、成本低低廉、运行可可靠、转矩脉动低、低噪声、不不需要位置传传感器、转速速极限高、矢量控制调调速技术比较较成熟，但驱动电路路复杂，成本本高；3）、永永磁无刷电机机系

26、统，这种种驱动系统功功率密度较高高、电机尺寸小小、体积小、转转子结构简单单、稳定性好好；4）新一一代牵引电机机系统，这种种系统即开关关磁阻电机驱驱动系统，具具有高密度、高高效率、低成本、宽宽调速。2.1.4 底底盘和车身 电动汽车车的车身与传传统汽车基本本相同，底盘盘中的传动系系比内燃机汽汽车有所简化化。在底盘的布布置上还要有有足够的空间间存放动力电电池组，并且且要求线路连连接方便，充充电方便，检检查方便和装装卸方便。能能够实现动力力电池组的整整体机械化装装卸。这就要要求在电动汽汽车的底盘的的布置上，打打破传统的内内燃机汽车底底盘布置模式式，加大承载载空间的跨度度和承载结构构件的刚度，并并且充

27、分考虑虑防止动力电电池组渗出的的酸或碱液对对底盘结构件件的腐蚀侵害害。车身采用轻质材材料如镁、铝铝、优质钢材材及复合材料料，优化结构构，可使汽车车自身质量减减轻30%-50%；实实现制动、下下坡和怠速时时的能量回收收；采用高弹弹滞材料制成成的高气压子子午线轮胎，使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。2.1.5 辅辅助设施 辅助系统统包括辅助动动力源、动力力转向系统、导导航系统、空空调器、照明明及除霜装置置、刮水器和和收音机、安安全保护装置置等，借助这这些辅助设备备来提高汽车车的操纵性、安安全性和乘员员的舒适性。2.2 本章小小结 电动汽车

28、车与传统汽车车差别较大，传传统汽车是由由发动机气缸缸的往复运动动，驱动车辆辆行驶。而电电动汽车是由由电机旋转驱驱动电机。电电机驱动及控控制系统是电电动汽车的核核心，也是区区别于内燃机机汽车的最大大不同点。 本章详细细讨论电动汽汽车的5大系系统，即电源源、电池管理理系统、电机机驱动系统、车车身及底盘、辅助设施。对于电动汽车的设计研发，有一定的综合指导作用。第三章 传动系系参数设计3.1 概述电动汽车动力传传动系统的设设计应该满足足车辆对动力力性能的要求求和续驶里程程的要求。确确定汽车的动动力性，就是是确定汽车沿沿行驶方向的的运动状况。我们得到动力性能的要求，即最高车速50km/h，加速性能045

29、km/h小于10s，爬坡度不小于20%。为此，需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即驱动力与行驶阻力。根据这些力的平衡关系建立汽车行驶方程式，就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。汽车的行驶方程程式为： (1)式中：Ft驱动力；F行驶驶阻力之和。3.1.1 驱驱动力 发动机产产生的转矩，经经传动系传至至驱动轮上。此此时作用于驱驱动轮上的转转矩Tt产生一对地地面的圆周力力F0，地面对驱驱动轮的反作作用力Ft（方向与FF0相反）即是是驱动汽车的的外力，此外外力称为汽车车的驱动力。其数值为： （22）式中：Tt作作用与驱动轮轮上的转矩；r车轮半半径。 图 汽车车的驱动力由于电动汽车采

30、采用电动机驱驱动，所以在在电动汽车中中Tt是由电动机机输出的转矩矩经传动系统统传递到车轮轮上的。令传传动系统总传传动比为i，主减速器器的传动比ii0，变速器的的传动比igg，传动系统的的机械效率为为t，驱动电动机机的输出转矩矩为Ttq，则有： (3) (4)3.1.2 行行驶阻力汽车在水平道路路上等速行驶驶时，必须克克服来自地面面的滚动阻力力和来自空气气的空气阻力力。当汽车在在坡道上上坡坡行驶时，还还必须克服坡坡度阻力。汽汽车加速行驶驶时还需要克克服加速阻力力。因此汽车车行驶的总阻阻力为： （5） 式中：Ff滚滚动阻力；Fw空气阻力力；Fi坡度阻力力；Fj加速阻力力其中：滚动阻力：Fff可以等

31、效的的表示为： （6） 式中：W作用用于车辆上的的法向载荷；滚动阻阻力系数，与与路面种类，行行驶车速以及及轮胎的结构构、材料、气气压等有关。研研究中滚动阻阻力系数，按按经验公式取取值。(2) 空气阻阻力： （77）式中：空空气阻力系数数；迎风风面积，即车车辆行驶方向向的投影面积积；空气气密度，一般般1.22258Nss2m-4。相对速度度，在无风时时即车辆的行行驶速度。在无风条件下汽汽车的运动，即为汽车的的行驶速度uua。如ua以kmhh计，A以mm2计，则空气气阻力(N)为： (8)(3) 坡度阻阻力： (9)式中：坡度度。一般道路路的坡度均较较小，此时ssin=ttan=ii。(4) 加速

32、阻阻力： (100)式中：车辆辆旋转质量换换算系数；m车辆质质量；行驶驶加速度。这样，汽车行驶驶阻力为： (11)车辆行驶时，不不仅驱动力和和行驶阻力相相互平衡，电电动机功率和和车辆行驶阻阻力功率也总总是平衡的。即即：在车辆行行驶的每一时时刻，电动机机发出的功率率Pe总是等于机机械传动损失失的功率与全全部运动阻力力所消耗的功功率之和。在在纯电动汽车车中，Pe为电动机的的输出功率。车车辆运动阻力力所消耗的功功率有滚动阻阻力功率Pff，空气阻力力功率Pw,坡度阻力力功率Pi以及加速阻阻力功率Pjj。即： (12)根据以上的推导导，可得车辆辆行驶过程中中的平衡方程程如下： (113) (14)对纯电

33、动汽车而而言，式中：Pe电动机输输出功率(kkW)；n电动机机输出转速(rpm)。3.2 传动比比 某车型的的固定减速比比为6.3 传动比的的选择首先应应满足车辆最最高车速的要要求，由最高高车速vmax与电机机的最大转速速nmax确定传传动比的上限限，即 (155)已知最高车速vvmax=500km/h，电机的最大转速nmax=3100，车轮半径r=0.245，则：(2) 由电机机的最高转速对应的的最大输出转转矩Tmaxx，和最高车车速对应的行行驶阻力Fmmax确定速速比的下限，即即 (16) 已知f=0.001，r=00.245，CCD=0.4，AA=1.8/m2，m=8000kg，则则(3

34、) 由电机机最大输出转转矩Tmaxx和最大爬坡坡度对应的行行驶阻力Faamax确定定，即 (17) 其中：Famaax=mgcosf+mgsin =8009.800.9800.012+80099.80.2=16228.5 NN，r=0.245m。 原车型主减速比比不满足要求求3.3 电机参参数设计 设计原则则：动力系统统的额定功率率必须满足车车辆以最高车车速行驶、动力系统必必须满足车辆辆加速性的要要求、动力系统必必须满足车辆辆以最大爬坡坡度爬坡的要要求、 动力系统统必须满足车车辆以额定转转矩在额定车车速行驶的要要求、根据汽车的的动力性指标标选择最适合合的驱动电机机。3.3.1 电电动机额定功功

35、率 所选择的的电动机功率率应不小于在在平坦良好路路面上车辆以以最高车速行行驶时阻力功功率之和，即 （118）满载时：G=88009.8N，f=0.0122，CD=0.4，AA=1.8mm2，=0.9，ua=50kmm/h 式中，Pe为电电动机额定功功率；M为整车总总质量；g为重力加加速度；f为滚动阻阻力系数；UUmax为最高高车速；Cd为空气阻力力系数；A为车辆迎迎风面积；t为传动系效效率。3.3.2 电电动机额定转转矩 当电动汽汽车以额定车车速在平地上上匀速行驶时时，电动机输输出的转矩即即为额定转矩矩。 (19)已知车型常规车车速为20kkm/h，根据 (20)将P=5kw，nn=31000

36、带入，得TT=15.44，额定转矩矩（15.44）大于额定定转速下的转转矩（4.776），因此此此车型满足足行驶条件。3.3.3 电电动机加速性性能 在水平良良好路面上，车车辆的行驶加加速度表示为为： (221) (22)式中：Ttq电机额定转转矩；ig变速器传传动比；i0主减速器器传动比；r车轮半半径；传动机机构效率，包包括变速器、传传动轴和主减减速器；Fw车辆行驶驶的空气阻力力， QUOTE ；Ff车辆行驶驶滚动阻力 QUOTE ；M总质量量；转动质质量换算系数数 则，电动动汽车从起步步加速到速度度为U的加速速时间为： (233)4.3.4 根根据电动汽车车的最大爬坡坡度要求，可可得电动汽

37、车车需求的最大大转矩。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 电池参参数的确定 结合确定定的电机参数数，参考市面面上已有的动动力电池，我我们选定某型型号的锂铁动动力电池作为为我们的动力力源。最大电池容量为为150Ah，起始容量量为90%，额额定电压为772.0V，最最大电压822.2V，最最小电压600V。电池组组电池数量为为1，电池组组质量为1220kg。综上所述，选取取车型的额定定功率5kW，最大功功率15kW，可以满满足功率要求求。电动机的的最大转速是是3

38、100r/min，额额定转速是11500 rr/min。采采用的最大转转矩50 Nm，最最大转速时的的转矩为155 Nm。额额定电压60V。第四章 建立整整车仿真模型型4.1 Crruise简简介 AVL是是一家在世界界汽车、发动动机行业拥有有极高知名度度的高科技公公司。AVLL Cruiise软件是是用于仿真研研究车辆动力力性、燃油经经济性、排放放性能与制动动性能的高级级仿真分析软软件。该软件件可以用于车车辆开发过程程中的动力传传动系的匹配配、车辆性能能预测，还能能够对混合动动力车和电动动汽车进行建建模仿真和性性能模拟。AAVL Crruise软软件界面友好好，不但与发发动机性能分分析软件(

39、AAVL Booost)有有很好的耦合合计算性能，还还提供了与MMatlabb、C、Fortrran等通用用编程软件的的接口，为用用户建立自定定义模块及控控制元件的模模型提供了方方便，并扩展展了软件的应应用范围。Cruise具具有以下特点点：1)灵活的模块块化理念可进进行各种车辆辆和动力总成成配置的分析析，能够自由由地在所提供供的模块的基基础上建立系系统模型；2)智能化的驾驾驶员模型可可根据人体反反应真实地再再现车辆的行行为；3)发动机的冷冷启动模型考考虑了高摩擦擦和热力学效效应；4)弹性扭转轴轴单元可用于于传动系统的的低频振动特特性研究；5)黑盒子功能能可使用户自自定义模块和和控制算法；6)

40、提供了流体体动力学软件件Flow masteer、KUL II及MATALLAB/SIIMUL IINK的接口口；7)考虑了转向向时车轮和车车辆受力；8)有分析CVVT的专用模模型。Cruise提提供了一种图图形化的交互互环境，只需需用鼠标拖动动的方法从模模型库中拖出出相应的元件件，便能迅速速地建立系统统框图，根据据研究的需要要添加相应的的控制模块，并并正确连接数数据总线，便便可很快得到到系统模型。用用户能方便地地修改动力传传动系的配置置，所以用它它来对动力传传动系统建模模将是一件非非常轻松的事事情。利用Cruisse软件可以以缩短研发周周期，节约研研发成本，减减少设计的盲盲目性。4.2 电机

41、模模型的建立 根据已有有型号的电机，把相相应的转矩、转转速及其他有有关数据输入入Cruisse之中，建建立电机模型型。 电机工作作电压60V，最大大转速为31100rpmm/min，转转动惯量0.15kgm2，最大转速速的扭矩时00Nm。电电机质量100kg，初始始工作温度550，比热容10000J/kkgK，达到到最大功率转转速时间100s，最大温温度160。设电机效率为为恒定值，与与转速和输出出扭矩大小无无关。将数据据输入电机后后得出特征图图。如下图所所示： 图2 电机参数设设置 图3 电机外特性性设置 图4 电电机效率设置置4.3 电池模模型的建立 最大电池池容量为1550Ah，起始容量

42、量为90%，额额定电压为772.0V，最最大电压822.2V，最最小电压600V。电池组组电池数量为为1，电池组组质量为1220kg。如下图所示示： 图图5 电池参数设设置 图6 电池充电曲曲线设置 图7 电池放电曲曲线设置4.4 整车模模型的建立 将电池、电电机、离合器器、变速箱、驾驾驶员模块以以及车轮等模模块拖入Crruise的的工作区中，建立模型。输入系统中中各个模块的的参数，如车辆模块块的满载重量量、迎风面积积和阻力系数数等；电机的电压压、转矩和转转速等；车轮的摩擦擦系数；主减速器的的主减速比等等。在CRUIISE仿真时时，系统会提示示所有必须要要输入的参数数，按照这个要要求，把参数一

43、一一输入即可。 建立系统统的物理连接接和信号连接接。首先完成物物理连接，选选定各子系统统模型之后，根据汽车配配置方案和部部件连接关系系，用connnect建立立模型的物理理连接。传动系各部部件之间有直直接的物理连连接关系，车轮和制动动器之间也有有物理连接关关系，但驾驶室与与动力传动系系和制动系之之间没有物理理连接。在仿真过程程中，它们之间是是通过信号连连接来传递信信息。了解汽车系系统内部各部部件之间的连连接、控制关关系以及信息息传递关系，建立汽车各各子模型之间间的信号连接接关系。系统需要把把所需的信号号连接全部定定义准确，如果有一个个错误，那么将无法法运行仿真程程序。如下图图所示： 图8 整车

44、模模型搭建第五章 仿真及及结果分析根据纯电动汽车车仿真的要求求，选择和编辑辑相应的任务务及工况，设置合适的的仿真步长和和精度进行仿仿真计算。设定的计算算任务有：在任务Cyycle RRun中仿真真续驶里程；在任务Cllimbinng Perrformaance中仿仿真最大爬坡坡度；在任务Coonstannt Driive中仿真真最高速度。选择sinngle ccalcullationn的计算方式式，计算完成之之后在Ressult Managger中提取取计算结果，并进行相应应的分析。5.1 整车仿仿真及结果分分析循环工况实验：最大爬坡度实验验：该车型最大爬坡坡度为1.33%，不满满足要求。加速

45、试验：可知，该车最大大速度为200km/h，没有达到设设计要求。5.2 电机机仿真结果分分析可知电机最大扭扭矩为40NNm，最大大输出功率为为5.88kkw，最高转转速为13664rpm。5.3 电池仿仿真结果分析析该型电动汽车运运行时，最大大电流135A，最大电压799.2V。仿真结果可知该该车型爬坡度度、最大车速速均不满足要要求，而且差差距较大。传动系统建模复复杂，调试过程时时间较长，给研究工作作带来了很大大的不便。采用Cruiise软件对对其进行建模模及仿真研究究，不仅可以节节省大量的时时间，使建模过程程简单化，而且程序运运行可靠、调调试方便、结结果准确，利于分析研研究。第六章 全文总总

46、结及未来展展望 汽车动力力传动系统设设计的首要任任务是传动系系统各部件之之间以及与发发动机之间的的匹配，以保证汽车车能在不同条条件下正常行行驶，并具有良好好的动力性和和燃油经济性性。本文对详细介绍绍了电动汽车车组成，通过过对各参数的的分析，建立立基于Cruuise软件件的传动系动动力仿真模型型，并且以某某型号电动汽汽车为研究对对象，对动力力性能、能耗耗等进行模拟拟仿真实验，运用汽车理论和汽车构造知识，对纯电动汽车动力性能进行分析、匹配和计算，根据要求选择合适的电机、电池，选择差速半轴方案作为某型电动汽车的传动系布置方案，计算出最大扭矩、最大功率、主减速比等参数。再对续驶里程、最大爬坡度、最高车

47、速仿真结果分析，得出该型电动汽车的动力性能不能够达到要求，需要对原有车型的一些参数进行修改。100多年前，电动汽车和和汽油车是同同时被人类发发明的，甚至福特的的第一辆汽车车也是电动汽汽车。但是电电动汽车的发发展远远落后后于燃油汽车车，原因除了了难以克服的的电池问题外外，还有就是是经济性。纯纯电动汽车本本身投资要贵贵于燃油汽车车，而且电池池使用的电量量来自发电厂厂，国家需要要建设更多的的发电厂；果果想要纯电动动汽车的发展展规模和燃油油相当，那么么就要建设与与加油站数量量相当的充电电站；要建设设蓄电池厂等等，这是一笔笔很大的投资资。电动汽车行业在在中国崛起仅仅仅几年时间间，在这短短短的几年时间间内

48、，电动汽汽车业从无到到有，由零星星分布到大范范围普及，取取得的飞速的的发展和十足足的进步。创创新、未来，第第14届上海海国际汽车工工业展览会于于4月21日日至28日在在上海新国际际博览中心举举行。来自全全球20余个个国家和地区区 20000家中外汽车车厂商齐聚上上海车展，创创历届上海车车展之最，也也是今年全球球规模、影响响力最大的汽汽车展会。上上百款新车的的真可谓是一一场汽车界的的盛宴，而且且上海车展的的规模已经跃跃居世界第一一，也就意味味着我们在国国内就能看到到世界第一的的大型车展。各各大汽车制造造商纷纷推出出自己的电动动汽车新车型型。在低碳经经济的政策背背景下,国家家对于纯电动动汽车的扶持

49、持力度正在不不断加大。消消费者们也非非常关注这种种具有零污染染、零排放、低低噪声等特征征的纯电动汽汽车。在本次次车展上亮相相了7款自主品牌牌纯电动汽车车，分别是奔奔奔MINII纯电动汽车车、比亚迪EE6、江淮同同悦纯电动轿轿车、奇瑞瑞瑞麒M1-EEV、海马丘丘比特纯电动动轿车、腾翼翼C20 EEV、力帆6200 EV电动动车。由此可可见国内的各各大汽车企业业也非常重视视电动汽车的的研发。石油资源短缺已已是全世界问问题，而石油油的主要消费费对象是汽车车，为汽车寻寻找可替代能能源是当务之之急。电动汽汽车的前途一一片光明，但但是如果想达到规模，还还需要各行各各业的帮助和和支持。我国国电动汽车的的发展首先政府大力力支持。借鉴鉴国外电动汽汽车的发展，不不难发现国家家政策起到的的关键性和决决定性作用。令令人很欣慰的的是国家在纯纯电动汽车的的研发和推广广方面给予了了很多投入。中国煤炭储量世世界第一，电力也主要依靠燃燃煤电厂发电电，所