纯电动汽车动力总成系统选型匹配计算方式研究

  本文以某纯电动汽车作为研究对象，依据整车设计目标对其动力总成系统来进行选型匹配，并利用Cruise软件进行整车仿真模型的建立及仿真分析，验证选型匹配方案的合理性。

  纯电动汽车的动力总成系统主要由驱动电机、动力电池、传动系统和控制管理系统构成。其动力总成系统结构简图如下图1所示。

  为了对纯电动汽车动力总成系统来进行选型及匹配，应明确整车参数及所要求的性能指标。整车参数及性能指标如表1-2所示。

  可得到电机的最高转速为nmax=2274.04r/min；电动机的最高转速与额定转速的关系可用扩大恒功率区系数β来表示，根据关系式可得电机的基速n0：

  对于驱动系统峰值功率需求主要考量最高车速、某一车速下满足最大爬坡度以及原地起步加速时分别对应的峰值功率需求。

  （1）当车辆满载且运行在平坦路面时，计算其最高车速所对应的电机峰值功率需求：

  （3）纯电动汽车在从0到50km/h时电机所需要的峰值功率可由公式（5）得到：

  公式的第一二项分别代表纯电动汽车克服滚动阻力和空气阻力时所需要的平均功率，第三项代表反映车辆加速性的功率需求。

  综合考虑纯电动汽车满足最高车速、最大爬坡度和加速等各种情况下的功率需求，得到驱动电机的峰值功率的要求，驱动电机的峰值功率为：

  另外，整车续驶里程是评价纯电动汽车的一大重要指标，纯电动汽车所配备的电池组容量越大，续驶里程越长。然而大容量的电池组会影响整车的整备质量，增加整车电池包成本。所以应该合理匹配整车动力电池组容量，从而提升整车性能。

  电池组电压取537.6V，采用等速法（40km/h）并利用续驶里程设计目标值对电池容量进行反向计算。具体计算方式如下：

  已知续驶里程设计目标值D=160km，整车动力系统传动效率ηT，驱动系统效率ηe，动力电池组放电深度ηb，动力电池组总容量E（kWh），该纯电动汽车在40km/h满载稳定行驶时输出功率为P40=20.83（kW），根据能量守恒定律，可得到如下计算公式：

  代入各项数据，由上式计算得，电池组总容量E =102.62 kWh，根据现有资源选取储能装置总储电量为115.92 kWh。

  本文采用Cruise软件进行整车仿真模型的建立，灵活的模块化理念使得Cruise可以对任意结构及形式的汽车传动系统来进行建模和仿真，同时完善的算法程序保证了较快的运算速度和计算精度。

  依据纯电动客车动力的传输路线可以建立车辆的仿真模型，并输入各部件所需的参数，如图2所示。

  纯电动汽车的动力性评价指标为最高车速，某一车速下的最大爬坡度和起步加速时间。

  利用Cruise计算任务中的全负荷加速性能任务计算了纯电动汽车在加速过程中的最高车速和加速时间。如图3所示。

  由图中能够获得纯电动汽车最高车速可达到73 km/h，契合设计目标值。同时，由图可得到该纯电动汽车从静止加速到50 km/h的加速时间为14.12s，小于设计的目标值18s，故满足要求。

  尽管在市区路况下不存在如同乡村公路那样非常极端的陡坡，但是随着城市化水平的提高，交通基本的建设的拓展，市民对高架桥以及室内环线或高速的依赖性增强，因此即使是在城市中也必不可少的存在高架桥的上下坡，而此时则一定要考虑车辆的爬坡性能。设计不当导致爬坡能力的不足会对交通线的畅通带来不必要的麻烦，并且也潜在溜车等交通事故的发生。因此，检验车辆的最大爬坡度是一个很重要的环节。

  图4显示了各个车速下纯电动汽车的爬坡能力，我们大家可以得出，当车速为20 km/h时，最大爬坡度为19.34%，满足设计的性能要求。

  纯电动汽车的经济性评价指标为续驶里程和电耗。本文分别以40km/h等速和CCBC两种工况条件对纯电动汽车进行仿真分析，计算两种工况下的百公里能耗和续驶里程。

  图5反映了在40km/h等速行驶工况下电池SOC值与行驶距离的关系。经计算，在动力电池组放电深度为85%的条件下，40km/h等速工况百公里能耗为54.61kwh/100km，续驶里程值大于设计的目标值160km，满足设计要求。

  中国典型城市公交循环即CCBC工况对于城市客车的能耗分析具有深刻意义，其车速和时间关系如图所示。

  一个CCBC行驶工况的总时间为1314s，运行距离5.8km。在一个行驶工况时间内，电池的SOC值及消耗电量如下图7-8所示。

  图9为多个CCBC行驶工况循环下，电池SOC值变化量、距离和能耗的关系图。经综合计算，CCBC工况下的百公里能耗为73.83 kwh/100km，能耗小于要求的81 kwh/ 100km，续驶里程达到123km，契合设计要求。

  为了验证动力总成系统参数匹配的正确性及仿真模型的合理性，对纯电动汽车进行了动力性及经济性试验。将样车的实测试验结果与仿线 动力性实测与仿线 动力性实测与仿真结果对比

  通过仿真与实测值对比表可发现仿真与实测值相差不大，误差值在可接受范围内。

  本文以某纯电动汽车作为研究对象，首先进行了动力总成系统的选型匹配计算，并利用Cruise软件进行了整车仿真模型的建立。基于仿真模型进行了动力性和经济性的计算分析。根据结果得出，整车参数匹配结果合理且模型具有较高的正确性，为后续的开发优化奠定了良好的基础。

  编辑：什么鱼 引用地址：纯电动汽车动力总成系统选型匹配计算方式研究上一篇：车辆融合：开启汽车智能网联的新篇章下一篇：如何设计一个安全的电动汽车

  交流三相感应电动机是应用最为广泛的电动机。其转子和定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件，结构相对比较简单，运行可靠，经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很广，转速可高达12000-15000 r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式，冷却自由度高。对环境的适应性好，并可以在一定程度上完成再生回馈制动。与同样功率的直流电动机相比较，质量减轻一半左右，价格实惠公道，维修方便。交流三相感应电动机的缺点是效率较低，转子容易发热，在高速运转时需要保证对交流三相感应电动机的冷却，否则会损坏电动机。交流三相感应电动机的功率因数较低，使得变频变压装置的输入功率因数也较低，因此就需要采用大容量的变频变压装置。交流三相感应电动机控制管理系统的造价远高于交流三相感应电动机本身。

  2017年,我们国家新能源汽车销量为77.7万辆,同比增长53.3%，新能源汽车市场占有率达到了2.7%，较去年增长了近1个百分点。这为我国汽车产业进入新常态后少有的亮点，为我们国家新能源汽车规模化推广应用奠定了良好基础。     截至12月份，新能源汽车纯电动汽车销量为66.6万辆，其中纯电动乘用车为47.8万，占比71.7%，意味着纯电动汽车逐步向私人消费领域过渡。国内纯电动乘用车发展炙手可热，比亚迪、上汽、北汽新能源、长安、吉利等传统企业迅速推出了系列续航300km公里以上的产品，而新兴造车势力蔚来、小鹏、云度等企业陆续出来了量产产品，以蔚来 ES8 产品最惹人关注。     一直以来，蔚来整合国内资源打造具有比肩 特斯拉 品

  今年两会，全力支持推广新能源汽车成为众人共识。在举办的博鳌亚洲论坛汽车分论坛上，新能源车再次成为热点，多位行业专家和汽车企业高管就以“新能源汽车何去何从”为主题进行了深度探讨。 三驾马车 在业界，插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车被称为新能源汽车的三驾“马车”。中央财政补贴范围的新能源汽车车型，就是合乎条件的上述三类汽车。 插电式混合动力，指的是在原混合动力的基础上换了一个较小的锂电池组，用于充电和回收能量，当电能耗尽时再回到汽油机的混合动力。纯电动汽车则指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。由于对环境影响相对传统汽车更小，其前景被广泛看好。而燃料电池汽车通过氢气和氧气的化学作用产生

  传统的燃油汽车即将面临淘汰，禁售燃油车的指令离我们慢慢的接近，现在大部分的汽车都在寻找机会向新能源汽车转型。纯电动汽车就是这里面一项，但是为啥不能够全面普及，日媒提出3大关键之处。 除了法国和英国之外，中国和印度也开始明确要从汽柴油车转向纯电动汽车（EV）。尽管有批评称“只是喊口号”、“实现方式不明”，但全球无疑出现了向纯电动汽车过渡的潮流。在这一潮流下，日本的行动确实略有落后，但同样也在推动普及新一代汽车。本文探讨了纯电动汽车是否将普及以及推动其普及的3个关键之处。 优惠政策 据国际能源署（IEA）统计，包括插电式混合动力车（PHV）在内，2016年全球纯电动汽车销量比2015年增长38%，达到75万辆。其中中国最多，

  新能源汽车发展到今天，里程焦虑依然是一个亟待解决的问题。相比换电等其他增加续航里程的方式，超级充电模式是否有未来呢？文青认为是有的。 根据动力电池的充电原理不难得知，如果想要实现快速充电模式，一方面能够通过加大电压，另一方面是通过加大电流。而就目前的技术来说，如果增大电压会存在一定的安全风险隐患，所以现在的快速充电桩一般都通过加大电流的方式实现。 当在大电流情况下长时间充电之后，动力电池轻易造成内部温度过高。所以很多车型在充电充至80%左右时，内部的BMS电池管理系统就开始介入，控制电流的大小，以此来降低充电速度，保证充电的安全性。而随着电池技术的不断进进步，在大电流充电条件下电池过热现象得到一定效果解决，那么超级充电模

  里程焦虑，超级充电模式是否有未来？ /

  5月2日，工信部发布第四批新能源汽车推荐目录，共包括96户企业的453个车型。新能源专用车方面，共有47家企业158款产品入选。包括141款电动物流车、16款电动环卫车，以及1款其他作业类专用车。其中除了金华青年汽车制造有限公司一款燃料电池车型以外，其他均为纯电动车型。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。 本批目录中，进入车型较多的几家企业分别是成都大运19款、山东凯马17款、东风汽车13款，这5家企业车型数量占总数量31%。产品以运输车为主，共111款，占比70.3%。     解析第四批新能源车目录 在157款纯电动专用车中，主要搭载三元锂电池，有103款，占比69%。此外，还有41款车型搭载磷酸铁锂电池，占比

  有奖直播 与英飞凌一同革新您的电动汽车温控系统：集成热管理系统（低压侧）

  MPS 隔离式稳压 DC/DC 模块——MIE系列首发，邀你一探究竟！

  大会现场正式对外发布龙芯3A6000处理器。龙芯3A6000处理器完全自主设计、性能优异，代表了我国自主桌面CPU设计领域的最新里程碑成果。...

  2023 年 11 月 19 日，是属于电赛人的狂欢！获得TI杯 2023 年全国大学生电子设计竞赛（简称“电赛”）国家一等奖的 361 多支队伍 ...

  英飞凌推出PSoC™ 4000T，信噪比提高10倍且支持多重传感应用的超低功耗微控制器

  【2023 年 11 月 27日，德国慕尼黑讯】英飞凌科技股份公司近日宣布推出PSoC™ 4000T系列微控制器（MCU）。这一全新的MCU系列以出色的 ...

  意法半导体发布远距离无线微控制器，提高智能计量、智能建筑和工业监控的连接能效

  新的STM32系统芯片低功耗，支持多种无线通信协议，简化各种用途的无线日 - 服务多重电子应用领域、全球排名前 ...

  作者：郭道正职务：Achronix Semiconductor中国区总经理在日前落幕的“中国集成电路设计业2023年会暨广州集成电路产业创新发展高峰论坛（I ...

  Wi-Fi 7终端认证加速 高通Wi-Fi 7端到端解决方案持续引领先进连接体验变革

  Microchip推出PIC18-Q24 系列单片机 为增强代码安全性设置新标准

  FuMaTech & IRACE 2023 展望大湾区高端制造业的未来

  是德科技电子书 《X-Apps藏宝图: 能够加速测试的信号分析仪必备测量App》下载有好礼！

  看视频瓜分红包：面向高效高密度开关电源的先进功率 MOSFET 技术及应用

  开发相关FPGA/DSP总线与接口数据处理消费电子工业电子汽车电子其他技术存储技术综合资讯论坛电子百科词云：