純電動城市客車動力系統匹配設計及仿真分析

張利新，劉逸群，明杰婷

(中車時代電動汽車股份有限公司，湖南 株洲 412007)

純電動城市客車動力系統相關參數的匹配設計極其重要。根據整車動力性、經濟性等性能指標的設計需求，對動力系統相關部件(主要包括驅動電機和動力電池)進行詳細的計算和匹配選型。再利用 Cruise 軟件搭建車輛動力學模型，聯合 Simulink 開發的控制策略模型，進行多種工況的整車動力性能和經濟性能仿真分析，驗證動力系統參數匹配設計的合理性。

1 動力系統參數匹配設計

1.1 車輛參數及設計需求

該純電動城市客車采用直驅方案，整車參數及設計需求如下。

1) 車輛參數：滿載質量為15 000 kg,風阻系數為0.7，迎風面積為7 m，主減速比為6.14，滾動半徑為0.512 m，滾動阻力系數為0.012。

2) 設計需求：加速時間(0～50 km/h)小于20 s，最高車速小于69 km/h,最大爬坡度tg大于15%，續駛里程(CCBC工況)大于250 km。

1.2 驅動電機匹配設計

1) 根據最高車速確定的電機峰值功率：

式中:為傳動系效率，取0.9。

2) 根據最大爬坡度確定的峰值功率:

式中：為通過最大爬坡度時要求的車速，取15 km/h。

3) 根據車輛加速時間確定的峰值功率:

式中:為汽車旋轉質量換算系數，取1.05；為加速末速度，取50 km/h；為行駛加速度，其值為50÷36÷20=0694(m/s)。

4) 峰值功率：

≥max[，，]=145 kW

5) 額定功率:

==72 kW

式中:為電機過載系數，一般取值范圍為2～3。

6) 電機的最高轉速應滿足最高車速的要求：

≥··0377=2 195 r/min

式中:為變速器速比，取值1；取6.14。

7) 驅動電機的額定轉速:

≥=1 097 r/min

式中:為電機擴大恒功率區系數，一般取值范圍為2～3。

8) 電機的額定轉矩：

=9 550=6268 N·m

式中取1 097 r/min。

9) 車輛低速行駛可通過最大爬坡度時的加速通常取0，此時電機峰值轉矩有兩種算法，一種是: