3.5T純電動汽車動力系統(tǒng)的匹配計算

摘 要：電動汽車（Electric Vehicle，簡稱EV）是當(dāng)前解決能源短缺和環(huán)境污染問題可行的技術(shù)之一。電動汽車是由車載動力電池作為能量源的零排放汽車。文章基于3.5T輕卡進行改裝，對整車動力學(xué)匹配計算，按照動力性能的要求，運用汽車?yán)碚摗㈦妱訖C等相關(guān)知識，對電動機的功率、扭矩及電池的容量規(guī)格等進行匹配計算。

關(guān)鍵詞：電動汽車；參數(shù)匹配；電機；電池

以3.5T輕卡為基礎(chǔ)，拆除發(fā)動機及發(fā)動機附屬設(shè)備，進、排氣系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，燃油供給系統(tǒng)，電機取代原燃油汽車的發(fā)動機，通過動力匹配計算來完善電動汽車電機等的選型。

1 動力系統(tǒng)各部件的額定運行條件

動力系統(tǒng)各部件應(yīng)能在下列環(huán)境條件下額定運行：（1）海拔高度：≤1200m；（2）環(huán)境溫度范圍：-20℃～50℃；（3）空氣相對濕度：最濕月月平均最大相對濕度為90%；（4）應(yīng)能承受汽車所受的雨、雪、風(fēng)沙的侵襲；（5）應(yīng)能承受汽車正常運行時所產(chǎn)生的沖擊與振動。

振動要求為：相應(yīng)于車輛的鉛垂向、橫向和縱向具有頻率f為10～50Hz的正弦振動，其振幅不大于A：當(dāng)f為1～10Hz時：A=25/f，mm；當(dāng)f為10～50Hz時：A=250/f2，mm。

沖擊要求為：相應(yīng)于車輛的縱向能承受加速度不大于30m/s2的沖擊。

2 整車改裝成電動汽車后所能達(dá)到的相關(guān)參數(shù)（如表1）

3 設(shè)計匹配計算過程

3.1 根據(jù)最高車速和變速箱五檔速比計算電機的最高轉(zhuǎn)速

電動機的功率應(yīng)能夠滿足根據(jù)以上計算得到的功率。本次設(shè)計選用的永磁同步電機為：額定功率30kW，最大功率60kW，可以滿足功率要求。同時，電機的最大轉(zhuǎn)速4000rpm，最大轉(zhuǎn)矩250Nm。

4 動力電池的選型

4.1 若選擇磷酸鐵鋰電池

根據(jù)整車?yán)m(xù)駛里程要求，車輛滿載維持平路60km/h行駛時，則驅(qū)動功率15kW，每100km耗電量W（kWh）為：100/60*15=25kWh，則每公里耗電量為0.25kWh。選擇磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池可用電量區(qū)間為80%，則續(xù)駛里程為60km時，磷酸鐵鋰電池總電量Q為：0.25*60/80%=18.75kWh。總線額定電壓320V，則可以得到續(xù)駛里程為60km時的所需電池安時數(shù)為58.6Ah，考慮附件耗電量為600W，則可以選60Ah電池。根據(jù)整車?yán)m(xù)駛里程要求，車輛空載維持平路60km/h行駛時，則驅(qū)動功率10kW，每100km耗電量W（kWh）為：100/60*10=16.7kWh，則每公里耗電量為0.17kWh。磷酸鐵鋰電池可用電量區(qū)間為80%，則空載時續(xù)駛里程為320*60*80%/0.17=90km。若本次設(shè)計采用磷酸鐵鋰電池，經(jīng)計算可知：磷酸鐵鋰電池的規(guī)格為320V60AH。

4.2 若選擇鉛酸蓄電池

根據(jù)計算，在本設(shè)計蓄電池的容量下，當(dāng)放電深度不超過50%時，電動汽車以60km/h勻速行駛的行駛里程62km。經(jīng)計算得鉛酸電池的規(guī)格為288V120AH。

5 結(jié)束語

在整車基本參數(shù)的基礎(chǔ)上，運用了汽車?yán)碚摗㈦妱訖C和電池的相關(guān)知識，對電動機、電池的主要特性參數(shù)進行設(shè)計與匹配計算，實現(xiàn)整車參數(shù)的合理匹配。此次設(shè)計選用了兩種不同類型的動力電池，主要考慮到可以根據(jù)改裝后不同用途的車型選用不同類型的動力電池，在成本上、用途上得到更好的控制。

參考文獻

[1]余志生.汽車?yán)碚揫M].2000.

[2]崔勝民.新能源汽車技術(shù)[M].2009.