中国电业期刊网纯电动汽动力总成系统选型匹配计算方法研究

导语:本文旨在探讨一种新颖的纯电动汽车(PEV)动力总成系统(PWS)的选型匹配计算方法,以确保整车性能符合设计目标。该研究基于一个具体的PEV案例,通过对驱动电机、动力电池组及控制系统等关键部件进行精确匹配,实现了高效能耗和优良续航里程。

动力总成系统选型与匹配

1.1 驱动电机选择

确定最高转速与基速:

计算公式如下:

nmax = (2 × π × r / (60 × ηt)) + g / (r × ηt)

n0 = βnmax

设定参数为2500 r/min 和 780 r/min。

功率需求分析:

按照公式计算峰值功率需求:

Pm1 = (vmax^3) / ((r + g/ηt)^2)

Pm2 = αmax * v_p^3 / ((r + g/ηt)^2)

Pm3 = ∫(p(t)dt) from 0 to t_a, where p(t) is the power required during acceleration.

结合现有平台资源,取峰值功率为160 kW,并设定额定功率为100 kW。

1.2 动力电池组选择

最大输出功率计算:

Pb_max = P_m_max * η_m * η_me + Pas * η_e

where: Pb_max is the maximum output power of the battery pack, and Pas is the average power consumption of accessories.

取得最大输出功率239.97 kW。

续驶里程设计目标反向计算容量:

E_total = D * eta_T * eta_e * eta_b / (eta_Teta_ep40*t_a)

模型建立及仿真分析:

2.1 建立仿真模型:

利用Cruise软件建立了PEV的完整传输路线模型,并输入各部件参数,如图所示。

2.2 性能仿真分析:

2.21 整车加速性能分析:

根据Cruise任务中的全负荷加速性能任务,得出纯电动汽车在加速度过程中最高车速可达73 km/h,与设计目标一致;从静止加速到50 km/h需14.12s,小于18s的设计要求。

2.22 爬坡能力分析:

图4显示了不同车速下的爬坡能力,其中20 km/h时达到19.34%,满足性能要求。

② 效益经济性评价指标:

a). 等速工况评估: 在40km/h等稳态行驶下,百公里能耗54.61kWh/100km,续驶里程超越160公里之需;

b). CCBC工况评估: 对CCBC循环进行多次模拟后,其平均百公里能耗73.83 kwh/100km,比设定的81 kwh/100km更低,而续航里程123公里亦超过预期;

结论与展望:本文提出了一种针对特定PEV应用场景的有效选型匹配策略。通过实证验证,本策略能够保证整车能源利用效率,同时满足用户续航和充放電时间需求,为未来PEV市场提供参考。随着技术进步和成本降低,这类智能化、绿色节能的解决方案将更加普及,不仅推进交通方式变革,也将促使能源结构调整,从而对全球环境产生积极影响。

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