純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),電動(dòng),跑車(chē),動(dòng)力,系統(tǒng),參數(shù),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (論文 ) 報(bào)告 (論文 )題目： 純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè)： 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí)： 者 姓 名 ： 盧俊宇 作 者 學(xué) 號(hào) ： 201322203 指導(dǎo)教師姓名： 白亞雙 完成時(shí)間 ： 2017年 5 月 26日 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 I 摘 要 目前純電動(dòng)跑車(chē)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展在市場(chǎng)上的位置越來(lái)越重要，而此種跑車(chē)的能源與動(dòng)力的設(shè)計(jì)與應(yīng)用仍很落后，研究跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)具有重要意義。 本文根據(jù)給出具有具體要求的純電動(dòng)跑車(chē)的參數(shù)，利用理論分析加上各種材料的理論判斷，計(jì)算得出所需永磁同步電機(jī)的功率特性和扭矩特性，變速器的傳動(dòng)比和檔位以及動(dòng)力電池的參數(shù)，最后利用 驗(yàn)證自己所使用的設(shè)計(jì)方法是否行得通。 關(guān)鍵詞 ： 純電動(dòng)跑車(chē) 動(dòng)力參數(shù) 仿真 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 t to of of is of of of is so it is of to of to of of of of of to of 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 目 錄 摘要 ............................................................... Ⅰ ......................................................... Ⅱ 第 1章 緒 論 ...................................................... 1 ............................................ 1 .............................................. 1 ..................................... 2 ................................. 3 ............................................ 4 ............................................ 5 第 2章 純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與布局 ............................ 5 .................................................... 5 ............................................ 6 ...................................... 7 第 3章動(dòng)力總成參數(shù)匹配 .............................................. 7 .............................................. 7 ............................... 8 ..................................... 9 ........................................ 9 .................................... 10 ..................................... 11 ......................................... 12 ................................ 12 ...................................... 13 ...................................... 14 ............................. 15 第 4章 電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力性能仿真驗(yàn) 證 ................................... 15 4.1 仿真步驟 ...................................... 15 ........................................... 16 ........................................... 17 .......................................... 17 ........................................ 17 第 5章 總結(jié) ........................................................ 18 致謝 ............................................................... 19 參考文獻(xiàn) ........................................................... 20 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 題的背景與意義 隨著科技的發(fā)展，人們已從平日坐自行車(chē)到現(xiàn)在使用汽車(chē)，汽車(chē)讓人出入家門(mén)變得異常簡(jiǎn)單，不用刻意去等待公共交通，但是，由于汽車(chē)的使用也造成石油資源的大幅度消耗，汽車(chē)排放的尾氣也在破壞我們周?chē)沫h(huán)境，一些數(shù)據(jù)顯示我國(guó)汽車(chē)保有量明顯的大幅度提高，造成城市的擁堵造成居民生活的不方便，隨著汽車(chē)尾氣的排放，引起的溫室效應(yīng)造成溫度的提高，這些都在迫使汽車(chē)工業(yè)的改革。在當(dāng)今汽車(chē)工業(yè)需要向零污染，低噪音，低消耗轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下，電動(dòng)車(chē)的發(fā)展已迫在眉睫，各國(guó)政府也在為電動(dòng)車(chē)的發(fā)展出臺(tái)了各種政策，電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)了零排放，低噪聲，節(jié)能，操作 簡(jiǎn)單，而彰顯汽車(chē)高技術(shù)應(yīng)用的跑車(chē)將是我們研究的主題。 現(xiàn)今階段的純電動(dòng)跑車(chē)難點(diǎn)在于電機(jī)，傳動(dòng)比和動(dòng)力電池參數(shù)的選擇，跑車(chē)的電機(jī)直接影響著跑車(chē)的最高速度，傳動(dòng)比影響著加速度和爬坡度，動(dòng)力電池決定了續(xù)駛里程。這三方面的解決對(duì)于研究電動(dòng)跑車(chē)具有重大意義。 動(dòng)跑車(chē)的發(fā)展 外電動(dòng)跑車(chē)的發(fā)展 目前 ,美國(guó)是全世界最喜歡電動(dòng)車(chē)的國(guó)家，在美國(guó)，插電混合動(dòng)力汽車(chē)是最受歡迎，最好賣(mài)的。美國(guó)利用汽車(chē)公司的力量研究發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)，經(jīng)過(guò) 13年的研究歷程，純電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵問(wèn)題還是沒(méi)有得到解決，電池的續(xù)駛里程短，毀壞的電池污染問(wèn)題沒(méi)有解決，然后汽車(chē)公司不著重發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)。等到奧巴馬上任后又轉(zhuǎn)向了率先實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力車(chē)商業(yè)化的發(fā)展戰(zhàn)略，在國(guó)家政策的鼓勵(lì)下，美國(guó)汽車(chē)廠商研究的技術(shù)成果得到了巨大的獲利，形成了世界上最完善的燃料汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)體系，截止 2012 年，在電動(dòng)車(chē)，美國(guó)獲得了授權(quán)專(zhuān)利占據(jù)世界專(zhuān)利的 22%【 1】 。 到了 21世紀(jì)后，由于歐洲對(duì)溫室排放的要求十分嚴(yán)格，使得歐洲人更喜歡零排放的純電動(dòng)汽車(chē)，導(dǎo)致歐洲的電動(dòng)汽車(chē)迅速發(fā)展，在一些發(fā)展較晚的國(guó)家，例如挪威和荷蘭等，他們的發(fā)展最為迅速，電動(dòng)汽車(chē)保有量急劇增加，根據(jù)歐洲汽車(chē)制造商協(xié)會(huì) 數(shù)據(jù)顯示，與美國(guó)相比，歐洲人更喜歡純電動(dòng)汽車(chē)， 1990年，歐洲協(xié)會(huì)，用來(lái)幫助歐洲各城市的電動(dòng)車(chē)研究和日常幫助，到了 21 世紀(jì) 【 2】 ，各個(gè)歐洲汽車(chē)生產(chǎn)商紛紛在自己內(nèi)燃機(jī)具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上推出自己的混合動(dòng)北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 力車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)，例如雷諾推出的雷諾 雷諾 馬的電動(dòng)跑車(chē) 眾的高爾夫“ 。 日本是全球開(kāi)始致力于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展最早的國(guó)家之一，日本在混合動(dòng)力汽車(chē)低能耗，低排放和性能方面處于世界領(lǐng)先的地位 ,2013年銷(xiāo)售的新車(chē)，居前面幾位的車(chē)型都是混合動(dòng)力汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)在日本的保有量日益 增長(zhǎng)，一直以來(lái)，日本對(duì)純電動(dòng)車(chē)這一塊都比較重視，舉國(guó)之力大力發(fā)展純電動(dòng)車(chē)，日產(chǎn)公司在鋰電池方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，在 1997年推出全世界第一輛鋰電池汽車(chē) 【 3】 。 國(guó)外的純電動(dòng)車(chē)起步早，加上各國(guó)政府的扶持政策，各大汽車(chē)生產(chǎn)商才能大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)，我國(guó)應(yīng)向讓他們汲取寶貴經(jīng)驗(yàn)。 內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)雖然在近幾十年飛速發(fā)展，但是由于基礎(chǔ)較低，還是沒(méi)有發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)，而汽車(chē)發(fā)展帶來(lái)的很多負(fù)面問(wèn)題也沒(méi)有有效的解決，借著這個(gè)機(jī)會(huì)，在各個(gè)國(guó)家地區(qū)的純電動(dòng)車(chē)發(fā)展起步差不多的情況下，我國(guó)應(yīng)抓住這個(gè)良好的機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在，我國(guó)出臺(tái)了不少有關(guān)純電動(dòng)車(chē)的政策，各大汽車(chē)企業(yè)也抓住這次機(jī)會(huì)，大力發(fā)展純電動(dòng)車(chē)，相信不久的將來(lái)，我國(guó)的純電動(dòng)車(chē)也會(huì)在世界上數(shù)一數(shù)二。 電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)是動(dòng)力系統(tǒng)電氣化。我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的起步高，圍繞重點(diǎn)目標(biāo)和主要技術(shù)，建立起純電動(dòng)、混合動(dòng)力和燃料電池三種汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)和研發(fā)體系，取得了一些巨大成就，為整車(chē)開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自 2002國(guó)在電動(dòng)汽車(chē)方向已獲得專(zhuān)利 1796 項(xiàng)，其中獲得的發(fā)明專(zhuān)利達(dá) 940項(xiàng)。 我國(guó)的電池行業(yè)是世界上首屈一指的，在技術(shù)方面為純電動(dòng)車(chē)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)；自主研究開(kāi)發(fā)的 200流異步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，電機(jī)比功率超過(guò) 1300w/機(jī)系統(tǒng)達(dá)到最高效率為 93％；自主研究開(kāi) 發(fā)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)先進(jìn)，效率可以超過(guò) 50%，是世界上少數(shù)幾個(gè)掌握車(chē)用百千瓦級(jí)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)、制造以及測(cè)試技術(shù)的國(guó)家之一 【 4】 。 2003年起，電動(dòng)汽車(chē)正式進(jìn)入市場(chǎng)，總共投入運(yùn)營(yíng)車(chē)輛超過(guò) 500 輛，運(yùn)營(yíng)行駛里程超過(guò) 1500 萬(wàn)公里，平均發(fā)生故障間隔里程達(dá)到 3500公里以上，出勤率達(dá)到 95％以上 【 5】 。 在 2008年舉行北京奧運(yùn)期間，我國(guó)集中投入了 595輛自主研發(fā)的混合動(dòng)力、純電動(dòng)及燃料電池汽車(chē)，總共運(yùn)行 370多萬(wàn)公里，累計(jì)運(yùn)送乘客 440 多萬(wàn)人次，從而實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)史上最大規(guī)模的電動(dòng)汽車(chē)示范運(yùn)行。 從去年初，科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工信部四各部門(mén)共同組織啟動(dòng)了節(jié)能北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 與新能源汽車(chē)示范推廣試點(diǎn)工作（簡(jiǎn)稱(chēng)“十城千輛”工程），研究出臺(tái)了專(zhuān)項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼政策，計(jì)劃利用在三年多時(shí)間示范推廣 6萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)，從而實(shí)現(xiàn)新增銷(xiāo)售收入 300億元。 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在具備了以上良好政策基礎(chǔ)的同時(shí)，還具有一些有利條件。主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面： 資源優(yōu)勢(shì)：我國(guó)具有儲(chǔ)量巨大鋰礦和稀土資源，根據(jù)已經(jīng)探明的儲(chǔ)量，鋰有380多萬(wàn)噸，在世界上鋰資源儲(chǔ)量排名第二，主要分布在祖國(guó)西北部，而我國(guó)儲(chǔ)量豐富的稀土資源占據(jù)了世界的 58%，為世界第一位，多 年來(lái)都是稀土出口大國(guó)，這些資源都是制造動(dòng)力電池的核心材料，如此豐富的資源儲(chǔ)量為我國(guó)大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)：近幾年，我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展，電動(dòng)自行車(chē)與電動(dòng)車(chē)行業(yè)發(fā)展尤為迅猛，其制造電動(dòng)零配件能力越來(lái)越強(qiáng)，一躍成為世界上電動(dòng)車(chē)第一市場(chǎng)和生產(chǎn)國(guó)，在電動(dòng)自行車(chē)等產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，我國(guó)電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)等零件的生產(chǎn)與研發(fā)位居世界前列，在這種產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展可謂如魚(yú)得水。 市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)：我國(guó)正處于快速城市化，居民生活水平差距十分明顯，對(duì)于汽車(chē)的需求也越來(lái)越強(qiáng)，明顯的生活水平差距 造成了各地對(duì)于汽車(chē)品種需求的不同，在這種情況下，我國(guó)對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)大力扶持的政策將有助于提高居民對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的購(gòu)買(mǎi)意愿，有助于純電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)推廣。 基礎(chǔ)設(shè)施后發(fā)優(yōu)勢(shì)：發(fā)達(dá)國(guó)家的城市建設(shè)大都已完成全面布局，許多純電動(dòng)汽車(chē)有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施不太容易進(jìn)行建設(shè)，而我國(guó)不同，我國(guó)現(xiàn)在大多地區(qū)才進(jìn)行城市化建設(shè)，有關(guān)純電動(dòng)汽車(chē)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)可以列入城市規(guī)劃中，容易建設(shè)，建設(shè)完畢將大大推廣純電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)。 現(xiàn)在我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)在資源存儲(chǔ)量大，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)大，國(guó)家扶持等有利條件下，絕對(duì)是個(gè)朝陽(yáng)行業(yè)，我國(guó)與企業(yè)應(yīng) 抓住這樣的優(yōu)勢(shì)大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)，在國(guó)際汽車(chē)行業(yè)大轉(zhuǎn)型的情況下，實(shí)現(xiàn)國(guó)家汽車(chē)行業(yè)的變大變強(qiáng)和自主發(fā)展，成為汽車(chē)大國(guó)而不僅僅是汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)。 題的目的與意義 純電動(dòng)車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)在動(dòng)力系統(tǒng)有著完全不一樣的結(jié)構(gòu)，涉及到了周多學(xué)科，而最能體現(xiàn)汽車(chē)的技術(shù)則是高科技的跑車(chē)，本論文選取純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)則有效的應(yīng)用到各級(jí)純電動(dòng)汽車(chē)。 目前，純電動(dòng)跑車(chē)的動(dòng)力電池始終是一個(gè)問(wèn)題，它的續(xù)駛里程太低，多加電池的話會(huì)增加車(chē)子整備質(zhì)量，也提高了設(shè)計(jì)難度，提高了故障率，所以，本文在現(xiàn)今動(dòng)力電池的技術(shù)下，更好地設(shè)計(jì)純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)縮小動(dòng)力電池帶來(lái)的缺北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 陷，設(shè)計(jì)的參數(shù)再用汽車(chē)仿真軟件 行仿真實(shí)驗(yàn)，本文從理論到實(shí)驗(yàn)對(duì)純電動(dòng)跑車(chē)的動(dòng)力總成的匹配對(duì)車(chē)輛性能的影響。 文主要研究?jī)?nèi)容 本文結(jié)合設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要研究以下內(nèi)容： 1：分析和探討純電動(dòng)跑車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)的布置形式 2：根據(jù)純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)跑車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)，變 速箱傳動(dòng)比和檔位數(shù)，動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)匹配， 3：通過(guò)基于汽車(chē)仿真軟件 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 第 2 章 純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與布局 計(jì)要求 純電動(dòng)跑車(chē)的動(dòng)力性能主要取決與動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配以及控制策略和零件特性，根據(jù)所提出的設(shè)計(jì)要求，本文設(shè)計(jì)的指標(biāo)如表 2 表 2項(xiàng)目 參數(shù) 整備質(zhì)量 1700h 加速時(shí)間 高車(chē)速 250km/h 續(xù)駛里程 200力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選型 所設(shè)計(jì)的該純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)用硫酸鐵鋰電池為動(dòng)能，采用永磁同步電機(jī)，該電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)無(wú)電流沖擊，負(fù)載變化時(shí)電流變化小，效率高，可靠，不用維護(hù)即有效實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)如圖 2 圖 2北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)的控制策略：當(dāng)汽車(chē)加速并正常行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪為電池供電的電機(jī)，并向汽車(chē)供電時(shí)下坡或剎車(chē)，電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)能量回收。 設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)參數(shù) 所設(shè)計(jì)整車(chē)?yán)碚搮?shù)指標(biāo)如表 2 2技術(shù)參數(shù) 單位 參數(shù)值 空氣阻力系數(shù) - 風(fēng)面積 ㎡ 動(dòng)效率 - 90% 滾動(dòng)半徑 m 動(dòng)摩擦系數(shù) - 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 第 3 章 動(dòng)力總成參數(shù)匹配 本文所設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)純電動(dòng)跑車(chē)對(duì)動(dòng)力性和續(xù)駛里程的要求，純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力性能評(píng)價(jià)指標(biāo)包括 4個(gè)部分： （ 1）起步加速性能：純電動(dòng)跑車(chē)從 0km/h 加速到 100km/間使用越少則說(shuō)明起步加速性能越優(yōu)秀。 （ 2）最高速度：電機(jī)發(fā)出的功率能讓純電動(dòng)跑車(chē)達(dá)到某一最大速度的能力。 （ 3）最大爬坡度：純電動(dòng)跑車(chē)以一定速度在某一坡度上行駛。 （ 4）續(xù)駛里程：電池的能量能夠驅(qū)使純電動(dòng)跑車(chē)行駛一定的里程。 機(jī)參數(shù)的選擇 驅(qū)動(dòng)電機(jī)是純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的核心，它直接影響純電動(dòng)跑車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體性能，因此在純電動(dòng)跑車(chē)發(fā)展之前，就需要確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)。 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械特性和機(jī)械性能的傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的巨大差異，負(fù)載指數(shù)的 3倍以上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以在最大功率條件下長(zhǎng)期工作，因此，純電動(dòng)汽車(chē)最高車(chē)速應(yīng)在額定工況下的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算。 高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，對(duì)個(gè)方面要求越高，成本越高，影響汽車(chē)的整體布局，本文所使用的永磁同步電機(jī)性能如表 3 表 3表 項(xiàng)目 永磁同步電機(jī) 轉(zhuǎn)速范圍（ r/ 4000~10000 功率密度 高 功率因素（ %） 90~93 峰值效率 (%) 95~97 符合效率（ %） 85~97 過(guò)載能力（ %） 300 恒功率區(qū)比例 1:機(jī)質(zhì)量 輕 電機(jī)尺寸 小 可靠性 優(yōu)良 機(jī)構(gòu)堅(jiān)固性 一般 控制操作性能 好 根據(jù)多方面考慮，暫定電機(jī)峰值轉(zhuǎn)速 7200r/定轉(zhuǎn)速 4800r/載北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 倍數(shù)為 機(jī)動(dòng)力參數(shù)的匹配 對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)所要確定的參數(shù)有最大輸出功率，額定輸出功率，最大輸出轉(zhuǎn)矩，這三方面的參數(shù)選取主要依靠所設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)所要求達(dá)到的最高車(chē)速，加速性能，爬坡度，通過(guò)對(duì)這三方面的理論計(jì)算，初步確定電機(jī)動(dòng)力參數(shù) . 因純電動(dòng)跑車(chē)最高車(chē)速不能在最大輸出功率下持續(xù)行駛，所以應(yīng)用額定功率計(jì)算： ???????? ??? 2m a xm a x 0u u g t?額(3上面公式 (3： 最高速度 h η t—— 傳動(dòng)效率 m—— 電動(dòng)跑車(chē)整備質(zhì)量 f—— 滾動(dòng)阻力系數(shù) D—— 空氣阻力系數(shù) —— 迎風(fēng)面機(jī) 代入數(shù)據(jù)： P 額 ≥ 1）電動(dòng)跑車(chē)在爬坡工況下要求的功率為： ???????? ????? i nc o a xm a t???爬(3根據(jù)一般跑車(chē)爬坡度要求至少能夠以 10km/h 通過(guò) 坡度 上式 (3： 爬坡時(shí)行駛速度 10km/h α —— 坡度角 代入數(shù)據(jù)得 P 爬 = 2）根據(jù)純電動(dòng)跑車(chē)加速性能推得驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為 : ???????????????g f up 上式 (3 ???????? 汽車(chē)末速度 100km/h 汽車(chē)加速時(shí)間 —— 擬合系數(shù)，一般取 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 δ —— 汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 22022 ? ????? ? (3式（ 3： 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (km* 車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (km*R—— 車(chē)輪半徑（ m） 變速器傳動(dòng)比 主減速器傳動(dòng)比 代入數(shù)據(jù)得：加P≥ 電動(dòng)跑車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的最大功率應(yīng)能同時(shí)滿(mǎn)足對(duì)跑車(chē)最高速度，加速性能，爬坡度的要求，所以純電動(dòng)跑車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的最大功率為： ??????? ?? ?加額 爬，， a xm a （ 3 上式（ 3：20動(dòng)機(jī)的額定功率為額P=215 最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 純電動(dòng)跑車(chē)的最大轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿(mǎn)足動(dòng)力性要求，計(jì)算出了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率后，可以按照公式計(jì)算得出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩： 9 5 5 09 5 5 019 5 5 0 m a xm a xm a xm a x ???? ?(3上式中： 額定扭矩（ 峰值扭矩（ 額定轉(zhuǎn)速（ r/ 代入數(shù)據(jù)求得驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大扭矩為 955動(dòng)電機(jī)參數(shù)的確定 根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外特性曲線，在低轉(zhuǎn)速區(qū)可以獲得恒定的最大扭矩，在高轉(zhuǎn)速區(qū)獲得恒定的較高功率，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的選擇結(jié)合了傳動(dòng)系傳動(dòng)比，驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率來(lái)考慮，綜合以上因素，計(jì)算并選擇電機(jī)額定功率為 215值功率為 320擇電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為 955定轉(zhuǎn)速為 4800r/大轉(zhuǎn)速為7200r/北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 電動(dòng)跑車(chē)傳動(dòng)比的選擇 目前，在城市里，純電動(dòng)跑車(chē)往往受到許多不同的條件所限制，單單依靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變矩很難滿(mǎn)足動(dòng)力性能的要求，因此需要在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和車(chē)輪之間安裝主減速和變速器，用來(lái)滿(mǎn)足純電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力性要求，減輕驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)擔(dān)。傳動(dòng)系傳動(dòng)比的選擇要充分依靠轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的特性，從而保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)高效的運(yùn)行。由純電動(dòng)跑車(chē)的總傳動(dòng)比為 gi ? 0(3先計(jì)算傳動(dòng)比的上限： gg ?? 0(3m a xm a u ?(3上式中： 主減速器傳動(dòng)比 變速器傳動(dòng)比 i—— 傳動(dòng)系的速比 驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 行駛的最高車(chē)速 R—— 車(chē)輪半徑 代入數(shù)據(jù)的 i≤ 算傳動(dòng)比下限有兩種方法： （ 1)由電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最大扭矩和最高車(chē)速對(duì)應(yīng)的行駛阻力來(lái)確定傳動(dòng)比下限： ?下（ 3 ?m 3 mf co 3 ? （ 3 式中： 純電動(dòng)跑車(chē)最高車(chē)速行駛時(shí)遇到的阻力 驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速下輸出的轉(zhuǎn)矩 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 滾動(dòng)阻力 空氣阻力 (2)由最大爬坡度對(duì)應(yīng)的行駛阻力和低速運(yùn)行輸出的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)確定傳動(dòng)比下限： i （ 3 ??m a x（ 3 co s?（ 3 ? （ 3 mi 3 上式中： 最大爬坡度時(shí)的行駛阻力 爬坡阻力 上面兩個(gè)式子代入數(shù)據(jù)得 i≥ 以得出設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)傳動(dòng)比范圍的 i≥ 由此選擇該純電動(dòng)跑車(chē)變速箱為固定齒變速箱，總傳動(dòng)為 力電池參數(shù)的選擇 動(dòng)力電池作為純電動(dòng)跑車(chē)的能量源，是不可缺少的，如今動(dòng)力電池技術(shù)還不能有效的解決續(xù)航問(wèn)題，所以我們應(yīng)利用好現(xiàn)今技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。下面是現(xiàn)今電池的基本參數(shù)： 表 3鉛酸 鎳氫 鎳鎘 鐵鋰 能量密度（ 12080 120 260 比能量（ 405 4005功率（ W· 200605050率密度（ W· 120 240 - - 續(xù)駛里程（ 70 240 130 190 循環(huán)壽命（次） 500000000量效率（ %） 65 90 65 - 可回收率（ %） 97 90 90 50 充電時(shí)間（ h） 86 53 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 通過(guò)比較，我們選擇鐵鋰電池來(lái)作為所設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)的動(dòng)力電池。 鐵鋰電池是一種具有高能的蓄電池，與其他的相比具有電壓高，比能量高，無(wú)記憶效應(yīng)，充電壽命長(zhǎng)，快速充電，自放電率低，工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，目前，全球許多汽車(chē)廠商開(kāi)始投入使用了。通過(guò)對(duì)比，所設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)使用的動(dòng)力電池參數(shù)如下：?jiǎn)误w充電電壓為 體電容為 22阻為 力電池組容量的選擇： 動(dòng)力電池容量應(yīng)根據(jù)最大輸出功率和能量，用以保證電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力性和續(xù)駛里程，電池?cái)?shù)目確定有 2種方法： (1)有最大功率選擇電池?cái)?shù)目： ?m 3式： 電機(jī)輸出最大功率 η e—— 電動(dòng)機(jī)工作效率 η 電機(jī)控制器工作效率 0—— 單體電池電動(dòng)勢(shì) 等效內(nèi)阻 (2)由續(xù)駛里程來(lái)計(jì)算電池?cái)?shù)目： WN 3 上式（ 3 L—— 純電動(dòng)跑車(chē)?yán)m(xù)駛里程（ 單節(jié)電池的電壓（ v） W—— 純電動(dòng)跑車(chē)行駛一公里消耗的能量（ 純電動(dòng)跑車(chē)電池?cái)?shù)目有上兩者最大確定 ??????? 00 0,m a xm a xm a x?? （ 3 通過(guò)計(jì)算得出電池?cái)?shù)目為 500個(gè)。 池組電壓的計(jì)算 根據(jù)純電動(dòng)跑車(chē)的輸出最大功率來(lái)確定電池組電壓： 3001000 m V ??(3北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 得出： 1066v 結(jié)合電池?cái)?shù)目和單體電池電壓得出 100v 池組能量的計(jì)算 電池組能量計(jì)算： 1000?（ 3 上式（ 3： 電池組的能量（ 電池組電壓（ v） 求得 得動(dòng)力電池組參數(shù)如表 3 3單只電容 22只電壓 只電阻 能量 池只數(shù) 500 總電壓 1100v 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 設(shè)計(jì)的純電動(dòng)跑車(chē)參數(shù)如表 3 3電動(dòng)機(jī) 類(lèi)型 永磁同步電機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩 955定轉(zhuǎn)速 4800r/大轉(zhuǎn)速 7200r/大功率 320定功率 215速器 固定速比 式 單速比減速器 動(dòng)力電池 單體容量 22體電壓 能量 池只數(shù) 500 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 第 4 章 電動(dòng)跑車(chē)動(dòng)力性能仿真驗(yàn)證 章通過(guò)前兩章提供的數(shù)據(jù)，基于 而驗(yàn)證所選擇的動(dòng)力總成能否滿(mǎn)足整車(chē)的動(dòng)力性要求。 4.1 仿真步驟 輛參數(shù)的輸入、仿真參數(shù)的設(shè)定和仿真結(jié)果的輸出。 輛參數(shù)的輸入 圖 4圖 4 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 真參數(shù)的設(shè)定 圖 4戶(hù)可以根據(jù)自己的需要選擇循環(huán)工況，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行仿真分析。本文的車(chē)型為純電動(dòng)車(chē)型，直接采用電動(dòng)汽車(chē)控制策略。 圖 4北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 真結(jié)果輸出 圖 4真結(jié)果的分析 左側(cè)第一幅是車(chē)速隨著循壞工況的運(yùn)行曲線 ,現(xiàn)良好的動(dòng)力性。第二幅表達(dá)了能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 化曲線，從中看出跑完整個(gè)循環(huán)工況，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)從滿(mǎn)值降到幾乎為零，也就是說(shuō)該車(chē)跑完 13個(gè) 環(huán)工況。該車(chē)大概可以運(yùn)行 210三幅為排放曲線，可以看出所排出的污染物為 0，第四幅為總傳動(dòng)比曲線，傳動(dòng)比為 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 第 5 章 總結(jié) 在一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和研究以后，這篇論文終于做完了，通過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)我對(duì)純電動(dòng)跑車(chē)也有了一定的認(rèn)識(shí)，在這次論文制作的過(guò)程中，我領(lǐng)悟到了許多。 3月初，我開(kāi)始選題并開(kāi)始了開(kāi)題報(bào)告，這是準(zhǔn)備階段，這段時(shí)間我閱讀了大量的資料，從圖書(shū)館借閱了大量書(shū)籍，從這些上面，我懂了許多有關(guān)純電動(dòng)車(chē)的知識(shí)，并讓我明白怎么獲取自己所需要的知識(shí)。 4月份，我開(kāi)始了論文制作，利用自己獲取的理論基礎(chǔ)一步一步的解決各個(gè)方面的問(wèn)題，遇到了不懂的，我也積極和老師請(qǐng)教解決問(wèn)題，這個(gè)階段讓我養(yǎng)成向別人請(qǐng)教的好習(xí)慣。 5月份的時(shí)候，論文制作完成了，這 個(gè)時(shí)候我開(kāi)始了論文最后的檢查，這個(gè)階段讓我養(yǎng)成了仔細(xì)耐心的好習(xí)慣。 這些時(shí)光，為我人生提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，我將用這些今天經(jīng)驗(yàn)為自己未來(lái)的道路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 致 謝 在寫(xiě)論文期間，許多人在學(xué)習(xí)上和生活上幫助了我，沒(méi)有他們，估計(jì)我可能會(huì)放棄論文的研究。 我的老師白亞雙我必須首先感謝他，在論文的開(kāi)題階段，我十分猶豫，是他根據(jù)我的特點(diǎn)向我推薦這份題目，在論文遇到瓶頸的的時(shí)候，是他不厭其煩地幫助我尋找問(wèn)題的根源與解決辦法，等到論文快結(jié)束，是他主動(dòng)要求幫我查看論文的細(xì)節(jié)問(wèn)題，沒(méi)有他的幫助，憑我一個(gè)人所花的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此，在此我想他報(bào)以我最誠(chéng)摯的感謝。 我的室友和我的父母，他們一個(gè)是在生活中關(guān)心我，一個(gè)是在我背后撐起一片天，他們我必須要感謝，沒(méi)有他們我可能堅(jiān)持不下去。 最后要感謝的是全校領(lǐng)導(dǎo)和老師，沒(méi)有你們的辛苦工作，我是沒(méi)有這種安靜的環(huán)境進(jìn)行論文的制作的，謝謝你們。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 參考文獻(xiàn) [1］ 王文偉，畢榮華 M] 械工業(yè)出版社， 2010 [2］ 陳清泉，孫逢春等 M] 京理工大學(xué)出版社 2002 [3］ 莊繼德，莊蔚敏等 M] 華大學(xué)出版社， 2010 [4］ 陳丁躍 M] 2011 [5］ 催勝明 M] 京大學(xué)出版社， 2009 [6］ 王方 D] 2011,4 [7］ 王鈺童 D] 2007,3 [8］ 劉寵譽(yù) D] 2010,4 [9］ 王望予 M] 械工業(yè)出版社， 2003