電動汽車電機設計私人整理

2022-09-11 13:06:04 字數 2341 閱讀 6071

在引數校核的第一步要進行的是汽車總質量的估算:電機的質量為50kg,鉛酸蓄電池一共4個,共計734=292 kg,乘客8名,共計8×65=520kg,除了這些電動車上面其餘的質量預計為400 kg。

預計汽車總質量:;計

汽車的最高車速是已知的,

公式2)

由(2)式,即可得出,故取=5.8

其中:電動機最高轉速

:車輪半徑

:汽車減速比

下面要驗證取5.8是否滿足要求:

根據設計所要求的,汽車至少要能克服爬坡度為15%的坡道,即在坡度角為的坡道上也能正常行駛。下面根據公式來確定減速比的大小

公式3)

由(3)式

經計算汽車爬坡所要克服的阻力大小為:

公式4)

其中:滾動阻力

:坡道阻力

:坡度角

要使汽車能正常行駛,減速比需滿足一定要求,此時汽車的驅動力所要達到的要求為:

即2.9

其中:電動機最大轉矩

:機械效率

:車輪半徑

由以上計算可知,取5.8符合要求。

取5.8後汽車的最高速度發生了變化,要重新計算:由公式(2)可得,

最後要驗證的是汽車的續行駛里程:

2.電機引數設計

一般來說,電動汽車整車動力效能指標中最高車速對應的是持續工作區,即電動機的額定功率;而最大爬坡度和全力加速時間對應的是短時工作區(1~5min),即電動機的峰值功率。

2.1 以最高車速確定電機額定功率

根據雖高車速計算電機功率時,不考慮加速阻力和坡道阻力,電機功率應滿足:

(1) (2)

式中:——電機輸出功率,kw;——傳動系效率,取0.9;——最大車重,取1400kg;——滾動摩擦係數,取0.014;——風阻係數,取0.33;

——迎風面積,取2.50㎡;——最高車速,取100km/h。

根據(1)(2)式,可以計算出滿足最高車速時,電機輸出額定功率為21.023kw[3]。

2.2 根據要求車速的爬坡度計算

(3)根據公式(4),其中在車速=60km/h時爬坡度5%可得:

(n)(n)(kw)

根據公式(4),其中在車速=40km/h時爬坡度12%可得:

(n)(n)(kw)

根據(4)式,可以計算出滿足車速為60km/h時,爬坡度為5%,電機輸出額定功率為20.95kw,滿足車速為40km/h時,爬坡度為12%,電機輸出額定功率為23.307kw[3][5]。

2.3 根據最大爬坡度確定電機的額定功率

根據公式(4),其中在車速=20km/h時爬坡度28%(16度)可得:

(n)(n)(kw)

根據(4)式,可以計算出滿足車速為20km/h時,爬坡度為28%,電機輸出額定功率為24.634kw,在這裡假定額定功率為25kw。

2.4 根據額定功率來確定電機的最大功率

電機的最大功率可以由下式計算得出: (4)

式中:——電機最大功率,kw;

——電機過載係數,一般取2~3。

根據式(3),可計算得=50~75kw,所以初步假設電機的峰值功率為75kw 。由於選用的是輪轂電機,所以每個電機設定為:峰值功率20kw,額定功率為10kw[5]。

2.5 電機額定轉速和轉速的選擇

對電機本身而言,額定功率相同的電機額定轉速越高,體積越小,質量越輕,造價越低;而且電機功率恆定時,隨著電機額定轉速和最高轉速的增加,電機的最大轉矩會減小,從而避免造成轉矩過太的不利影響。因此.選擇高速電機是比較有利的。但當電機轉速超過一定程度後,其轉矩降低幅度明顯減小.因此,電機最高轉速過高時,將導致電機及減速裝置的製造成本增加。

電機轉速的選擇既要考慮負載的要求.又要考慮電機與傳動機構的經濟性等固素。綜合上述各種因素,由於選用輪轂電機,根據車用驅動電機的特點井參考其他電動車輛上採用的電機,選定電機的額定轉速為2000r/min,最高轉速為3000r/min。

(5)式中:——電機的最大轉矩,n·m;——電機的額定轉矩,n·m;——電機的額定轉速,r/min。

通過式(5),可算出電機的最大轉矩為: =143.25n·m,額定轉矩為: =47.75n·m[1]。

3.傳動系最大傳動比的設計

(1)的選擇首先應滿足車輛最高行駛速度要求, 由最高車速與電機最高轉速確定傳動比的上限。

根據公式: (6)得: 3.732

(2)由電機的最高轉速對應的最大輸出轉矩和最高車速對應的行駛阻力確定速比的下限值:

(7)由前面的計算可得: 681.16(n)最大輸出轉矩143.25(n·m)

(3)由電機最大輸出轉矩和最大爬坡度對應行駛阻力確定。

根據公式:

(8)203.997(n)

最大輸出轉矩143.25(n·m)由以上的計算我們選定乙個合適的減速比=3.4[1]。

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