电机驱动系统选型设计报告

电机驱动系统选型设计报告1.电动汽车基本参数1.1该电动汽车基本参数要求，如下表：参数数值参数数值整车正装质量（kg）1400滚动阻力系数f0.014最大总质量（kg）1600轮胎半径（m）0.33迎风面积（㎡）2.50传动效率0.90风阻系数0.33最高车速（km/h）120最大爬坡度（%）281.2动力性指标如下：（1）最大车速μamax≥120km/h；（2）在车速=60km/h时爬坡度5%（3度）；（3）在车速=40km/h时爬坡度12%（6.8度）；（4）原地起步至120km/h的加速时间；（5）最大爬坡度（16度）；（5）0到75km/h加速时间；（6）具备1.8~2.5倍过载能力。2.电机参数设计一般来说,电动汽车整车动力性能指标中最高车速对应的是持续工作区，即电动机的额定功率；而最大爬坡度和全力加速时间对应的是短时工作区(1～5min),即电动机的峰值功率。2.1以最高车速确定电机额定功率根据最高车速计算电机功率时，不考虑加速阻力和坡道阻力，电机功率应满足：（1）（2）式中：——电机输出功率，kw；——传动系效率，取0.9；——最大车重，取1600kg;——滚动摩擦系数，取0.014；——风阻系数，取0.33；——迎风面积，取2.50㎡；——最高车速，取120km/h。根据（1）（2）式，可以计算出满足最高车速时，电机输出额定功率为34.96kw。2.2根据要求车速的爬坡度计算（3）根据公式（3），其中在车速=60km/h时爬坡度5%可得：Ff=259.9（N）Fw=140.4（N）Pn=22.6（kw）根据公式（3），其中在车速=40km/h时爬坡度12%可得：Ff=235.9（N）Fw=62.4（N）Pn=26.6（kw）根据（3）式，可以计算出满足车速为60km/h时，爬坡度为5%，电机输出额定功率为22.6kw，满足车速为40km/h时，爬坡度为12%，电机输出额定功率为26.6kw。2.3根据最大爬坡度确定电机的额定功率根据公式（3），其中在车速=20km/h时爬坡度28%（16度）可得：Ff=215.4（N）Fw=15.6（N）Pn=28.1（kw）根据（3）式，可以计算出满足车速为20km/h时，爬坡度为28%，电机输出额定功率为28.1kw。2.4根据额定功率来确定电机的最大功率电机的最大功率可以由下式计算得出：（4）式中：——电机最大功率，kw；——电机过载系数，一般取1.8~2.5。根据式（3），可计算得=63~87kw，所以初步假设电机的峰值功率为87kw 。所以电机设定为：峰值功率87kw，额定功率为35kw。2.5电机额定转速和转速的选择对电机本身而言，额定功率相同的电机额定转速越高，体积越小，质量越轻，造价越低；而且电机功率恒定时，随着电机额定转速和最高转速的增加，电机的最大转矩会减小，从而避免造成转矩过太的不利影响。因此．选择高速电机是比较有利的。但当电机转速超过一定程度后，其转矩降低幅度明显减小．因此，电机最高转速过高时，将导致电机及减速装置的制造成本增加。电机转速的选择既要考虑负载的要求．又要考虑电机与传动机构的经济性等固素。综合上述各种因素，根据车用驱动电机的特点井参考其他电动车辆上采用的电机，选定电机的额定转速为3000r/min，最高转速为8000r/min。（5）式中：——电机的最大转矩，N·m；——电机的额定转矩，N·m；——电机的额定转速，r/min。通过式（5），可算出电机的最大转矩为：=207N·m，额定转矩为：=110N·m[1]。3.传动系最大传动比的设计（1）的选择首先应满足车辆最高行驶速度要求,由最高车速与电机最高转速确定传动比的上限。根据公式：（6）得：8.3（2）由电机的最高转速对应的最大输出转矩和最高车速对应的行驶阻力确定速比的下限值：（7）由前面的计算可得：944（N）最大输出转矩300.6（N·m）得：i0≥1.15由以上的计算我们选定一个合适的减速比=3.4。4.电机的选择该车选用永磁同步电机，数量为1个，具体参数如下，表2：表2计算和最终确定电机参数电机参数计算数值确定