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电动客车驱动电机动力选型规范

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目录

TOC\o1-2\h\z1概述 2

2电驱动系统的基本要求 2

2.1电驱动系统结构 2

2.2电机的基本性能要求 2

3电动客车动力性能匹配计算基本方法 3

3.1术语 3

3.2电机的机械特性曲线 4

3.3电机动力选型匹配计算方法 4

3.3.1驱动力、行驶阻力及其平衡图 5

3.3.2动力因数图 7

3.3.3爬坡度曲线图 7

3.3.4加速度曲线及加速时间 8

1概述

汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。电驱动系统是电动汽车的心脏，是电动汽车的唯一动力来源。电机的性能直接影响到整车的最高车速、加速性能及爬坡性能等。因此在新车开发阶段，必须进行驱动电机性能匹配，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。

2电驱动系统的基本要求

2.1电驱动系统结构

通常电驱动系统从功能角度可分为电气和机械两大部分，由于驱动电机低速大扭矩的特性，其中机械传动部分的结构是可选的。电气部分包括电机和电功率控制转化部分。系统原理简示如下图：

图1电驱动系统结构简图

2.2电机的基本性能要求

电动汽车运行工况复杂，对驱动电机要求能够频繁的启动/停止、加速/减速，低速和爬坡的时候要求转矩高，高速时转矩低，并要求宽广的调速范围。电机的选型要素通常包括：电机的类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。在基本物理参数定型的基础上通过匹配驱动系统和电子控制系统是电机工作在最佳的性能区间。

对电机基本性能指标有以下要求：

高电压。在允许的范围内采用高电压可以减小电机尺寸，较小损耗。

高转速。高转速电机体积更小、质量轻，可降低整车整备质量。

质量轻。轻量化设计可以降低整备质量，节省宝贵的能量。

较大的启动转矩和较大的调速范围。这样匹配的电动车具有较好的启动性能、加速性能，并可以提高驾驶舒适性，减低驾驶员操作强度，达到与传统驾驶习惯的适应。

效率高、损耗小，能实现制动能量回收。在车载能源系统不变的情况下，最大限度的增加续航里程，突出能源利用优势。

良好的安全性。必须具备高压绝缘、保护设备。

可靠性好，适应汽车运行的各种恶劣环境。

结构简单、维修方便，维护成本低。

3某电动客车动力性能匹配计算基本方法

进行电机动力匹配计算需首先按确定整车基本参数和性能目标，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。

3.1术语

1）迎风面积

迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。某客车车型迎风面积为A一般取值4-7m2

2）动力传动系统机械效率

根据某客车车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率主要由变速器传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。

根据电机的性能匹配情况可以选择有或没有装置，通常变速装置每增加一对齿轮摩擦副，整体传动效率降低1%；传动轴的一个十字节效率降低1%；主加速部分的齿轮副同样降低效率1%。

例如：根据实际情况，无变速器电机+传动轴直驱的方案传动效率为：

＝99％×99％×99％×99％＝96.1%

3）滚动阻力系数

滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算：

＝

其中：—0.0072～0.0120以上，取0.012；

—0.00025～0.00280，取0.0027；

—0.00065～0.002以上，取0.002；

—汽车行驶速度，单位为km/h；

—对于良好沥青路面，=1.2。

3.2电机的机械特性曲线

以本公司的直流永磁无刷电机的机械特性为例，电机动力输出特性通常可划分为恒扭矩区和恒功率区。恒扭矩区决定了整车起动性能、爬坡性能和低速加速性能，恒功率区决定了整车的最高车速。

选型匹配时通过最高车速设计指标验证电机的功率特性；加速和最大爬坡度指标验证电机扭矩特性。在下文的选型匹配计算方法