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精彩文档纯电动汽车控制系统
纯电动汽车控制系统主要包括：车辆行驶控制器（即主控制器ECU）、电机控制ECU、电池控制ECU和CAN总线监控单元。
主控制器相当于纯电动汽车的大脑，它起到控制全局的作用。主控制器ECU接收汽车上传感器的信息，经A/I转换后计算，编码为CAN报文，发送到总线上控制其它节点的工作。同时，将一些整车相关信息（车速、电池容量、踏板位置等信息）在组合仪表上显示出来。其中最核心的是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值，指挥电机正常工作。
电机控制ECU的主要工作是以主控制器发送扭矩值为输入值，采用双闭环控制来调速电机，使电机控制在需要的转速下。还可以根据电机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇，从而有效地调节电机的温度，从而有效地调节电机的温度。
纯电动车的电池是由十几块单体电池成组供电的，并保证在不供电时电池不成组。由于单个电池性能差异，电池控制ECU控制电池充放电过程中的均衡性，保证电池性能。同时，还提供给主控器电池的信息及电池充放电能量最大值。
CAN总线监控单元主要对总线上传输的数据进行实时监控、实时记录和实时报警，还提供离线分析功能及纯电动汽车调试阶段对主控制器主要计算参数进行标定的功能。
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。 车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：
第一章绪论 1.1 课题的目的意义： 1.1.1 纯电动汽车的背景 当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。 纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。 1.1.2 纯电动汽车的意义 近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。 能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、锂电池、镍镉电池、飞轮电池、燃料电池等，尽管这些新电源投入应用，但是短时间内还是无法解决纯电动汽车电源充电缓慢，电量存储低续航里程短的问题。 纯电动汽车整车控制策略的开发研究一直在紧锣密鼓的进行着，整车控制系统是纯电动汽车实现整车控制和管理的关键，是实现和提高整车控制功能和性能水平的一个重要技术保证。其核心技术主要体现在整车控制软件的架构设计、转矩控制策略以及对整车和各系统得能量管理上。尽管控制策略的开发研究一直没有间断，但是，系统开发较为复杂，进度较慢。
纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）
纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较 摘要 纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。 绪论 作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。 整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。 为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。 结构分析 整体式驱动 整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。
纯电动汽车高压电气系统安全设计摘要：在电动汽车研发安全设计中，纯电动汽车安全设计除与传统燃油车一样考虑乘员的主动安全与被动安全外，还需重点考虑动力电池系统和高压系统安全。为解决纯电动汽车高压电系统的安全问题，文章对高压部件和高压线束防护与标识、预充电回路保护、高压设备过载/短路保护、绝缘电阻检测、动力电池电流电压检测、高压接触器触点状态检测、高压互锁电路检测、充电互锁检测、高压系统余电放电保护以及碰撞安全等高压系统潜在的安全问题提出了相应的解决方案，形成一整套完整的电动汽车高压电气系统的安全设计方案。该方案能确保电动汽车高压系统安全可靠地运行。关键词：纯电动汽车；高压电气系统；高压触点；绝缘电阻；高压互锁；碰撞安全。 现代电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、外接式可充电混合动力汽车及增程式电动汽车。纯电动汽车是指完全由蓄电池提供电力驱动的电动汽车，工作电压高达几百伏，远远高于安全电压。且高压系统工作时放电电流有可能达到数十安，甚至高达上百安[1]。当高压电路发生绝缘、短路及漏电等情况时，会直接对驾乘人员的人身生命财产安全造成危害。 因此，在设计高压系统和对高压系统关键部件进行选型时，不仅要满足整车驱动的要求，还必须确保驾乘人员和汽车运行环境安全。因此，纯电动汽车整车的电气系统安全性已成为评价纯电动汽车安全性的一项重要指标。文章简述了某公司纯电动轿车高压电气系统的安全设计与控制策略。 1纯电动汽车电气系统安全分析 纯电动轿车电气系统主要包括低压电气系统、高压电气系统及CAN通讯信息网络系统。低压电气系统采用12V供电系统，除了为灯光照明系统、娱乐系统及雨刷器等常规低压用电器供电外，还为整车控制器、电池管理系统、电机控制器、DC/DC转换器及电动空调等高压附件设备控制回路供电； 高压电气系统主要包括动力电池组、电驱动系统、DC/DC电压转换器、电动空调、电暖风、车载充电系统、非车载充电系统及高压电安全管理系统等； CAN总线网络系统用来实现整车控制器和电机控制器、以及电池管理系统、高压电安全管理系统、电动空调、车载充电机和非车载充电设备等控制单元之间的相互通信。 纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压一般都在300～400V（直流），电流瞬间能够达到几百安。人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许通过的电流和人体的电
电动机&电池匹配 ? 整车参数： 整车自重（带电池）：700KG （TBD ） 额定载荷： 300KG （4个人） 车辆滚动半径： 0.247mm ? 计算变速器速比和车速： 无变速箱，无差速器，根据产品定义设计最高车速：80KM/H ，计算电动机最高转速需求： 0.377 0.3770.24780/859/a rn u n km h i n r m ==?== 取满载时最高车速为40KM/H 0.2470.377 40/1 a r u km h == 则430/n r m = ? 计算满载在正常道路上行驶时所需要的扭矩： 初步确定传动效率为0.92，空气阻力系数为0.35、轮胎滚动阻力系数为0.015、迎风面 积2 1.66m 2 21.15M CdA Gf u r η=+ 20.920.35 2.2 8409.80.015800.24721.15M ??=??+? 95.7M Nm = ? 计算在正常道路上行驶时所需要的功率： 3max max 1 ( )360076140e a a Gf CdA P u u η=+ 3 17009.80.020.35 2.2(8080) 5.70.92360076140 e P Kw ???= ?+= ? 选择电动机 根据车辆的安装空间以及市场上的电动机的情况，选择电动机额定电压为72V ；根据车辆用 设车辆最大行驶里程为80KM ，电池放电深度为0.8： 0.8e S P UI V ?=? 82.3I A = 800.88082.3 W S Vt km ==??= 102.875W Ah = 所以选择110Ah 电池
5.9车轮总成 5.9.1 车轮总成的结构：车轮：145/70R12轮胎 5.9.2车轮总成的性能要求 5.9.2.1车轮总成应有合理的负荷能力和速度能力 5.9.2.2轮胎应有良好的附着性能和缓冲性能 5.9.2.3同时考虑铝合金和钢车轮 5.9.2.4具有良好的均匀性和质量平衡性。车轮总成在轮毂边缘上总的动不平衡量不大于80g，每一轮毂边缘单侧只用一块平衡块。 5.9.2.5车轮总成应有较小的滚动阻力和行驶噪声。 5.9.2.6车轮装饰盖与车轮搭配合理。 5.9.2.7无备胎 5.10 电气 5.10.1蓄电池 5.10.1.1免维护式，容量：210A·h 5.10.1.2要求安装位置接近性好、固定可靠 5.10.3.1 组合仪表包括指针式车速表、里程表、指针式电动机转速表、电压表、水温表等。 5.10.3.2组合仪表设有：点亮报警灯、充电指示灯、制动报警灯、转向指示灯、远光指示灯、前雾灯指示灯、防盗报警灯等。 5.10.3.3仪表台灯光应柔和、明亮、可调。 5.10.4喇叭 5.10.4.1单无触点电喇叭。 5.10.5车灯 5.10.5.1整车车外设定前照灯、前/后位置灯、前后转向灯、制动灯、倒车灯、前雾灯、后雾灯（选装）、牌照灯、回复反射器。
关于纯电动汽车续航里程的计算方法最近因为工作原因开始研究纯电动汽车续航里程计算问题，后来在网上查找了一些这方面的资料，但是也没找到太准确的计算方法，根据最近一段时间的学习，对于续航里程计算我在这做一个自我认识的总结，希望对大家有用。 首先我需要提到一个《汽车理论》第四版，清华大学余志生主编的课本第67 页有一个关于电动车续航里程计算的公式，具体如下: 在这个公式中，蓄电池总能量就是我们提到的电池时的12V 100Ah这两个参数的乘积，但是这样得出来的结果单位是W.h，不需要公式里再乘以10的3次方了。另外电机及控制器效率是指电能在通过电机控制器到达电机时有能量损耗，电机自身产生机械能时也有损耗，两次传输效率乘积就是电机及控制器效率，这个参数依据不同的电机及电机控制器型号是不一样的，这个地方说取0.9只是个例子，不代表通用值。 电池平均放电效率是由电池厂家提供的一个电池放电曲线图得出的，如下图:
电池在不能的放电倍率(放电倍率是指100Ah容量的电池以100A的电流放电就称为以1CA的电流放电)下，能放出的总电能是不同的，放电速度越快，放出的总电能越少。这个地方我需要说明下，平时我们所提到的电池容量，如100Ah，是指电池的额定容量，在一定的放电条件下进行放电，这100Ah的电量是完全可以被放出来的，而且还可以超额放电，最多能放出120%的额定容量的电量。要说明的是，我这些都是针对铅酸电池而言，其他电池暂时不清楚。依据上图，该型号的电池在每一个放电倍率时，都能从图中读出它以该放电倍率放电所能持续的时间，放电倍率乘以放电时间就是放电效率。对放电曲线图里的所有倍率下的放电效率求平均值，就得出了平均放电效率。 这个参数大家应该都知道，这是传动效率。 但是在上述汽车理论公式中的0.7系数，我一直不知道是什么意思，后来我个人认为是作者认为在汽车形势中，电池的70%能量用在了汽车行驶上，其他30%用在了电器空调上。 另外一种求续航里程的方法: 首先大家应该明白电动车的能量流程图
目录 前言 (1) 一、制动法规基本要求 (1) 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 (2) 2.1整车基本参数 (2) 2.2样车制动系统主要参数 (2) 三、前、后制动器制动力分配 (3) 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 (3) 3.2理想前后制动力分配曲线及 曲线 (4) 3.2.1理想前后制动力分配 (4) 3.2.2实际制动器制动力分配系数 (4) 五、利用附着系数与制动强度法规验算 (8) 六、制动距离的校核 (10) 七、真空助力器主要技术参数 (11) 八、真空助力器失效时整车制动性能 (11) 九、制动踏板力的校核 (13) 十、制动主缸行程校核 (15) 十一、驻车制动校核 (16) 1、极限倾角 (16) 2、制动器的操纵力校核 (17)
前言 BM3车型的行车制动系统采用液压真空助力结构。前制动器为通风盘式制动器，后制动器有盘式制动器和鼓式制动器两种，采用吊挂式制动踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线（X型）布置，安装ABS系统。 驻车制动系统为后盘中鼓式制动器和后鼓式制动器两种，采用手动机械拉线式操纵机构。 一、制动法规基本要求 1、GB21670《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 2、GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 3、GB13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》 4、GB7258《机动车运行安全技术条件》 序号项目设计要求 （商品定义） 国标要求 1 试验路面——干燥、平整的混凝土或具 有相同附着系数的其路面 2 载重满载满载 3 制动初速度100km/h 100km/h 4 制动时的稳定性——不许偏出2.5m通道 5 制动距离或制动减速 度空载≤42mm 满载≤44mm ≤70m或≥6.43 2 / m s 6 踏板力110~130（0.6g 减速度） ≤500N 7 驻车制动停驻角度——20%( 12 ) 8 驻车制动操纵手柄力180—210 ≤400N
94 ·January -CHINA 焦建刚 (本刊编委会委员) 现任济南鲁鹰丰田汽车销售服务有限公司总工程师，山东交通学院客座教授；曾任博世山东培训基地主任。对当代汽车故障诊断以及电子控制系统波形有较深入的研究，著有《现代汽车电子控制系统波形分析》一书。 纯电动汽车结构与原理介绍 ◆文/山东 焦建刚 图1 2015年世界新能源汽车销量排名 一、新能源汽车的定义及发展概况 2009年7月1日，我国正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，其明确指出：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车、氢燃料汽车等。 目前我国已建立起了电动汽车“三纵三横”(燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动车三种整车技术为“三纵”，多能源动力总成系统、驱动电动机、动力电池三种关键技术为“三横”)的研发布局。 截止到2015年底，全球纯电动汽车产量为52.3万辆，我国达到了产量33万辆、销量34万辆的成绩(图1)。2016年1-6月份，我国新能源汽车产量已经达到17.7万辆，全年产量预计将达到70万辆。 我国预计2020年初步建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的新能源汽车产业体系。自主新能源汽车年销量突破200万辆，累计产销量达到500万辆，市场份额达到70%以上；打造明星车型，进入全球销量排名前10，新能源客车实现规模化出口，整车平均故障间隔里程达到20 000km；动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平，在国内市场占有率达到80%。 至2025年，我国预计形成自主可控完整的产业链，与国际先进水平同步的新能源汽车年销量300万辆，自主新能源汽车市场份额达到80%以上；产品技术水平与国际同步，拥有2家在全球销量进入前10的一流整车企业，海外销售占总销量的10%；制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。 二、电动汽车的定义 纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源，以电动机为驱动系统的汽车(图2)。其动力系统主要由动力电池、驱动电动机组成，从电网取电或更换蓄电池获得电能。 电动汽车最早的历史可以追溯到19世纪后期，在1881年8-11月巴黎举行的国际电器展览会上，展出了法国人古斯塔夫·特鲁夫研制的电动三轮车，这是世界上第一辆电动车辆，它采用多次性铅酸充电电池和直流电动机，可以实际操作使用，这辆车的诞生具有划时代的意义。 在接下来的1882年，英国的威廉·爱德华·阿顿和约翰·培里也合作研制了一辆电动三轮车，车的速度是4.4km/h。三位先驱 33.11 11.53 1.69 DOI:10.13825/https://www.doczj.com/doc/ea948583.html,ki.motorchina.2017.01.041
XH-JS-04-013 电动汽车动力匹配计算设计规范 编制：年月日 审核：年月日 批准：年月日 XXXX有限公司发布
目录 一、概述 (1) 二、输入参数 (1) 2.1 基本参数列表 (1) 2.2 参数取值说明 (1) 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2) 3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3) 3.2 动力因数 (6) 3.3 爬坡度曲线 (6) 3.4 加速度曲线及加速时间 (7) 3.5 驱动电机功率的确定 (7) 3.6 主驱动电机选型 (8) 3.7 主减速器比的选择 (8) 参考文献 (9)
一、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。因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。 二、输入参数 2.1 基本参数列表 进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。 表1动力匹配计算输入参数表。 2.2 参数取值说明 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。XXXX车型迎风面积为A
一般取值5-8 m 2 。 2）动力传动系统机械效率 根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、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。 采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。 3）滚动阻力系数f 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： f ＝??? ???????? ??+??? ??+4 410100100a a u f u f f c 其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。 三、 XXXX 动力性能匹配计算基本方法 汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力－行驶阻力平衡方程为 j i w f t F F F F F +++= （1）
纯电动汽车动力性计算公式 XXEV 动力性计算 2最咼行驶车速的计算 最高车速的计算式如下: n r V max 0.377 - i g i o 0.377 2400 °.487 1 6.295
70km/h 43.5mph （2-1） 式中： n—电机转速（rpm）； r—车轮滚动半径（m ）； i g —变速器速比；取五档，等于1；i。一差速器速比。所以，能达到的理论最高车速为70km/h。 3最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 max arcsin（%山」0. d f） arcsin（2400 1 6.2950.9 0.015）8.20 m.g.r 18000 9.8 0.487
所以满载时最大爬坡度为tan(a-)*100%=14. 4%>14%,满足规定要求. 4电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw)计算式为: 36咖盹八唱游心(2-1) 式中： n—整车动力传动系统效率〃(包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率)，取0.86； m—汽车满载质量，取18000kg； g—重力加速度，取9.8m/s2； f—滚动阻力系数，取0.016； Cd—空气阻力系数，取0?6； A—电动汽车的迎风面积，取2?550x3?200=8?16m2(原车宽*车身高)；最高车速，取70km/ho 把以上相应的数据代入式(2?1)后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw),即 二总制诃和E6+吆需型)x7。 =39.5kw<\ OOkw (3-2) 4.2满足以10km/h的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：a = tan-,(0.14) = 8°o 车辆在14%坡度上以10km/h的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为:
第一章绪论 1.1课题的目的意义： 1.1.1 纯电动汽车的背景 当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。 纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。 1.1.2纯电动汽车的意义 近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。 能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、锂电池、镍镉电池、飞轮电池、燃料电池等，尽管这些新电源投入应用，但是短时间内还是无法解决纯电动汽车电源充电缓慢，电量存储低续航里程短的问题。 纯电动汽车整车控制策略的开发研究一直在紧锣密鼓的进行着，整车控制系统是纯电动汽车实现整车控制和管理的关键，是实现和提高整车控制功能和性能水平的一个重要技术保证。其核心技术主要体现在整车控制软件的架构设计、转矩控制策略以及对整车和各系统得能量管理上。尽管控制策略的开发研究一直没有间断，但是，系统开发较为复杂，进度较慢。 1.2近年来国内外研究现状： 1.2.1国内发展现状： 我国正式对电动汽车的研制始于1981年，当时全球对电动汽车的宣传和需求并不强烈，对电动汽车的研究也相当零散，投入很少。近年来，我国电动汽车的研究、开发进入了有组织。有领导的全面发展阶段，国家在电动汽车研制开发方面也采取了积极有效的宏观引导措施。
XXEV 动力性计算 1初定部分参数如下 整车外廓（mm）11995×2550× 3200(长×宽×高) 电机额定功率100kw 满载重量约 18000kg 电机峰值功率250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压540V 最高车（km/h）60 电机最高转速2400rpm 最大爬坡度14% 电机最大转矩2400Nm 2最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： V max = 0.377 ? n.r i g i = 0.377 ?2400 ? 0.487 1? 6.295 = 70km / h = 43.5mph 1） 式中： n—电机转速（rpm）； r—车轮滚动半径（m）； i g —变速器速比；取五档，等于1； i 0 —差速器速比。 （2- 所以，能达到的理论最高车速为70km/h。 3最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 =arcsin(T tq.i g.i0.d-f)=arcsin(2400?1?6.295?0.9-0.015)=8.20 max m.g.r18000 ? 9.8? 0.487
所以满载时最大爬坡度为 t a n ( max )*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速V max 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： 1 C .A .V 2 P n = (m .g . f 3600 + d max ).V 21.15 max （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效 率），取 0.86； m —汽车满载质量，取 18000kg ； g —重力加速度，取 9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取 0.016； C d —空气阻力系数，取 0.6； A —电动汽车的迎风面积，取 2.550× 3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； V max —最高车速，取 70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 1 C .A .V 2 P n = (m .g . f + D max ).V max 3600 ? = 1 3600 ? 0.86 21.15 (18000 ? 9.8? 0.016 + 0.6 ?8.16 ? 702 21.15 ) ? 70 （3-2） = 89.5kw ＜100kw 4.2 满足以 10km/h 的车速驶过 14%坡度所需电机的峰值功率 将 14%坡度转化为角度： = tan -1(0.14) = 80 。 车辆在 14%坡度上以 10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：
纯电动汽车动力系统及驱动技术 一、电动汽车简介及现状 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，电动汽车可分为三种:蓄电池式纯电动车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。电动汽车历史悠久，世界上的第一辆电动汽车于1834年诞生，比1886年问世的世界上第一辆内燃机汽车还要早半个世纪。 大力发展新能源汽车从而实现世界交通及能源结构的转型已经成为当代汽车行业实现可持续发展的重要趋势。和传统燃油汽车相比，电动汽车尽管目前技术不太成熟，但凭借其能源效率高、环境污染小、能源多样化的优点已经成为汽车行业发展的必然选择，其发展也得到世界各国政府的重视与支持。 1.1 国内电动汽车发展现状 我国的电动汽车研究大约开始于上个世纪60年代，自“八五”以来，通过大量人力、物力和财力在纯电动汽车研究上的投入，正式把电动汽车的研究列入攻关计划，并在在北京、杭州等城市开展了不同形式的小规模示范运行。 2001年我国正式启动了“十五”国家高新技术研究发展计划(863)，电动汽车被列入其中并投资数亿，确立了以燃料电池汽车、混合动力汽车和纯电动汽车为“三纵”，以多能源动力总成、驱动电机和动力蓄电池共性关键技术为“三横”的“三纵三横”研发布局川，具体分工如下:承担电动大客车项目的有北方车辆厂和北京理工大学，承担纯电动轿车研发的是上海汽车、上海交通大学、天津汽车集团等。 自2009年以来，国家陆续出台《汽车产业调整振兴规划》、电动汽车“十城千辆”项目，这表明在低碳经济的政策背景下，国家对于纯电动汽车的扶持力度正在不断加大。 1.2 国外电动汽车发展现状 在电动汽车的发展进程中，各国和各地区都依据自己的国情和特点择了不同的技术路线，而处在技术领先位置的仍然是日本、美国和欧洲，他们在电动汽车的车速、续驶里程、加速性能、动力蓄电池、基础设施等方面都有较大的优势。纯电动汽车已经在欧洲各国中拥有大量的用户，特别是在当地政府部门。但是由于没有成功地解决电动汽车续驶里程问题，商业化进程缓慢。各大汽车厂商发展电动汽车的热情明显不如日本和美国，所以其注意力更多地转向了其它清洁能源车的开发。下表是国外几种电动汽车的技术指标。
? 计算满载在正常道路上行驶时所需要的扭矩： 初步确定传动效率为0.92，空气阻力系数为0.35、轮胎滚动阻力系数为0.015、迎风面 积2 1.66m 2 21.15 M C d A G f u r η=+ 2 0.920.35 2.28409.80.015800.247 21.15 M ??=??+ ? 95.7M N m = ? 计算在正常道路上行驶时所需要的功率： 3 m a x m a x 1()3600 76140 e a a G f C d A P u u η = + 3 17009.80.02 0.35 2.2( 8080) 5.70.92 3600 76140 e P K w ???= ?+ = ? 选择电动机 根据车辆的安装空间以及市场上的电动机的情况，选择电动机额定电压为72V ；根据车辆用 设车辆最大行驶里程为80KM ，电池放电深度为0.8： 0.8e S P U I V ?=? 82.3I A = 800.88082.3 W S V t k m ==? ?= 102.875W A h = 所以选择110Ah 电池 5.9车轮总成 5.9.1 车轮总成的结构：车轮：145/70R12轮胎 5.9.2车轮总成的性能要求 5.9.2.1车轮总成应有合理的负荷能力和速度能力 5.9.2.2轮胎应有良好的附着性能和缓冲性能 5.9.2.3同时考虑铝合金和钢车轮 5.9.2.4具有良好的均匀性和质量平衡性。车轮总成在轮毂边缘上总的动不平衡量不大于80g ，每一轮毂边缘单侧只用一块平衡块。 5.9.2.5车轮总成应有较小的滚动阻力和行驶噪声。 5.9.2.6车轮装饰盖与车轮搭配合理。 5.9.2.7无备胎 5.10 电气 5.10.1蓄电池
汽车电气系统的组成与特 点 Last revision on 21 December 2020
电气 一、汽车电气系统的组成 现代汽车所装备的电气系统，按其用途可大致归纳并划分为下面四部分： 1．电源系统 电源系统包括蓄电池、发电机及其调节器。前两者是并联工作，发电机是主电源，蓄电池是辅助电源。发电机配有调节器的作用是在发电机转速升高时，自动调节发电机的输出电压使之保持稳定。 2．用电系统 汽车上用电系统大致可分为以下几类： (1)起动系：主要机件是启动机，其任务是起动发动机。 (2)点火系：它是汽油发动机的组成部分，包括电子点火系统或传统点火系统的全部组件。其任务是产生高压电火花，按发动机的工作顺序点燃气缸内的可燃混合气。 (3)照明系统：包括车内外各种照明灯以及保证夜间安全行车所必须的灯光，其中以前照明灯最为重要。军用车辆还增设了防空照明。 (4)信号系统：包括电喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种信号灯等，主要用来保证安全行车所必要的信号。 (5)电子控制系统：主要指由微机控制的装置，包括：电子控制点火装置、电子控制燃油喷射装置、电子控制防抱死制动装置、电子控制自动变速装置等，分别用来提高汽车的动力性、经济性、安全性、排气净化和操纵自动化等性能。
(6)辅助电器：包括电动刮水器、低温起动预热装置、空调器、收录机、点烟器、防盗装置、玻璃升降器、座椅调节器等。辅助电器有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全方面发展。 3．检测系统 包括各种检测仪表如电压表、电流表、水温表、油压表、燃油表、车速里程表、发动机转速表和各种报警灯，用来监测发动机和其它装置的工作情况。 4．配电系统 配电系统包括中央接线盒、电路开关、保险装置、插接件和导线等，以保证线路工作的可靠性和安全性。 二、汽车电气系统电系的特点 汽车电气系统具有以下四个特点： 1．低压 汽车电系的额定电压有12伏（V）、24V两种，汽油车普遍采用12V电系，而柴油车多采用24V电系。电器产品额定运行端电压，对发电装置12V电系为14V；对24V电系为28V。对用电设备电压在～倍额定电压范围内变动时应能正常工作。 2．直流 汽车电系采用直流是因为起动发动机的启动机，为直流串激式电动机，其工作时必须由蓄电池供电，而蓄电池消耗电能后又必须用直流电来充电。 3．单线制
现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成：驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心，其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。 电驱动系统的由以下几个部分组成： 1．电动汽车驱动电机 选用小型轻量的高效电机，对目前电池容量较小、续驶里程较短的电动汽车现状显得尤为重要。早期电动汽车驱动电机大部分采用他励直流电机(DCM)。直流电机驱动系统改变输入电压或电流就可以实现对其转矩的独立控制，进行平滑调速，具有良好的动态特性，并且有成本低、技术成熟等优点。但是，直流电机的绝对效率低，体积、质量大，碳刷和换向器维护量大，散热困难等缺陷，使其在现代电动汽车中应用越来越少。随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机技术的发展以及新材料的出现和现代控制理论的应用，机电一体化的交流驱动系统显示了它的优越性，如效率高、能量密度大、驱动力大、有效的再生制动、工作可靠和几乎无需维护等，使得交流驱动系统开始越来越多地应用于电动汽车中。目前在电动汽车中，主要采用永磁同步电机(PMSM)驱动系统、开关磁阻电机(SRM)驱动系统和异步感应电机(肼)驱动系统。 永磁同步电机(PMSM)是一种高性能的电机，具有体积小、重量轻、结构简单、效率高、控制灵活的优点，在电动汽车上得到了广泛的应用，是当前电动汽车用电动机的研发热点，是异步感应电机的最有力的竞争对手。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电机，如Honda公司的EV Plus、Nissan公司的Altra和Toyota公司的RAV4及Prius车型等。但是，永磁电机的磁钢价格较高，磁性能受温度振动等因素的影响，有高温退磁等问题。 开关磁阻电机(SRM)是由磁阻电机和开关电路控制器组成的机电一体化新型调速电机。开关磁阻电机工作时，依次使定子线圈中的电流导通或截止，电流变化形成的磁场吸引转子的凸出磁极从而产生转矩。开关磁阻电机结构简单，成本较低，可靠性高，起动性能和调速性能好，控制装置也比较简单。然而在实际应用中，开关磁阻电动机存在着转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，所以目前应用开关磁阻电机的驱动系统仍然很少，主要以Chloride 公司的“Lucas”电动汽车为代表。
一、 设计要求 二、 整车技术参数 三、 驱动结构设计 四、 驱动系统设计 五、 供电系统设计 六、 空调系统设计 七、 真空助力系统设计 八、 设计结果 一、 设计要求 1、整车性能技术指标 A 运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%， 作业类新能源专用车、货车不超过20%。 B 吨百公里电耗不超过10kWh ；M1、N1类采用工况法，其他暂采用40km/h 等速法， 其中作业类专用车检测时上装部分不工作。 （1）最高车速：90km/h ； （2）最大爬坡度：20%； 最新能源纯电动物流车-计算设计书 【最新资料，WORD 文档，可编辑修改】
（3）加速性能0-50 Km/h：<15s； （4）60km/h续驶里程≥200km（等速法）； （5）工况法续航里程≥180km； 二、整车技术参数 新能源厢式运输车选用长安传统载货汽车底盘（SC1031GDD43）为改装主体。 新能源厢式运输车是在长安底盘改装成纯电动可承载式底盘的基础上，加装载货物厢体而形成的一款新能源厢式运输车，该车配置5MT手动变数箱、永磁同步驱动电机及控制器、整车控制器、三元锂离子锂电池、高压配电和BMS管理系统、智能车载充电器、直流快充充电系统、冷却系统、真空助力制动系统、助力转向系统、车载冷暖空调以及远程监控系统等。驱动电机采用电机前置通过法兰固定于变速箱，变速箱固定于整车中部，控制器及车载充电器布置在车身前中部，动力锂离子电池、高压配电系统及电池管理系统布置在车体中前两侧部位，车载空调布置在车体前部，远程监控终端固定于驾驶室中控台内部，采用5MT手动变数箱/2档AT自动变速箱。 1.整车控制系统的工作原理图 2.相关设计的参数计算 1)整车技术参数及常数值标定
最近因为工作原因开始研究纯电动汽车续航里程计算问题，后来在网上查找了一些这方面的资料，但是也没找到太准确的计算方法，根据最近一段时间的学习，对于续航里程计算我在这做一个自我认识的总结，希望对大家有用。 首先我需要提到一个《汽车理论》第四版，清华大学余志生主编的课本第67页有一个关于电动车续航里程计算的公式，具体如下： 在这个公式中，蓄电池总能量就是我们提到的电池时的12V 100Ah这两个参数的乘积，但是这样得出来的结果单位是W.h，不需要公式里再乘以10的3次方了。另外电机及控制器效率是指电能在通过电机控制器到达电机时有能量损耗，电机自身产生机械能时也有损耗，两次传输效率乘积就是电机及控制器效率，这个参数依据不同的电机及电机控制器型号是不一样的，这个地方说取0.9只是个例子，不代表通用值。 电池平均放电效率是由电池厂家提供的一个电池放电曲线图得出的，如下图： 电池在不能的放电倍率（放电倍率是指100Ah容量的电池以100A的电流放电就称为以1CA的电流放电）下，能放出的总电能是不同的，放电速度越快，放出的总电能越少。这个地方我需要说明下，平时我们所提到的电池容量，如100Ah，
是指电池的额定容量，在一定的放电条件下进行放电，这100Ah的电量是完全可以被放出来的，而且还可以超额放电，最多能放出120%的额定容量的电量。要说明的是，我这些都是针对铅酸电池而言，其他电池暂时不清楚。依据上图，该型号的电池在每一个放电倍率时，都能从图中读出它以该放电倍率放电所能持续的时间，放电倍率乘以放电时间就是放电效率。对放电曲线图里的所有倍率下的放电效率求平均值，就得出了平均放电效率。 这个参数大家应该都知道，这是传动效率。 但是在上述汽车理论公式中的0.7系数，我一直不知道是什么意思，后来我个人认为是作者认为在汽车形势中，电池的70%能量用在了汽车行驶上，其他30%用在了电器空调上。 另外一种求续航里程的方法： 首先大家应该明白电动车的能量流程图 电能在经过高压配电盒时，我们不考虑能量损失，随后就分为两路进行工作，通往电机的一路我们上面已经说过了一部分，从这个图可以看出，汽车理论上的0.7系数是分给电机的，另外0.3是给DC的。 DC都是有最大功率的，在计算时按照DC最大功率的1/2计算，认为DC一直以最大功率的1/2工作。 对于电动车其他动力参数的计算我不再做说明，我们可以通过ECXEL表格进行计算得出电机各转速下的车速，当然这里要有电机厂家提供的电机特性曲线图，这里就不细说了。 在计算续航里程时，我没有直接默认汽车理论上的70%用在汽车行驶上，而是依据一个理论：电器运行时间T1应该大于等于车辆行驶时间T2，因为汽车行驶需要一些低压控制单元工作，所以这是很简单的道理。这样我们把动力电池分为100份，在车辆某一行驶速度时，车辆行驶所需电能我们从1%开始分配，知道分配给他99%，反之电器原件得到的电能由99%降低到1%，分别计算他们在该车速不同电能分配系数下的工作时间，最后找出临界点，就是车辆行驶的最长时间，乘以该车速，就是在该车速下车辆的行驶里程。 打个比方，车辆20km/h时，我分配给车辆行驶的电能为60%，最后算出车辆用这些电能可以行驶1h，电器分配到的为40%可以工作1.01h，这证明我们分配是合理的，车辆最长行驶时间为1h，行驶里程用20乘以1就可以得出是20km。 以上方法因为时间原因写的有些简单，其他需要大家自己去想了，本人也比较懒，所以只能这样了，如果大家有什么不能意见可以留言，大家一起讨论。当然这里面还有许多地方需要商榷，但是我目前能深入的就这么多，希望大家谅解。