xxev動力性計算
1 初定部分引數如下
2 最高行駛車速的計算
最高車速的計算式如下:
2-1)
式中:n—電機轉速(rpm);
r—車輪滾動半徑(m);
—變速器速比;取五檔,等於1;
—差速器速比。
所以,能達到的理論最高車速為70km/h。
3 最大爬坡度的計算
滿載時,最大爬坡度可由下式計算得到,即
所以滿載時最大爬坡度為tan()*100%=14.4%>14%,滿足規定要求。
4 電機功率的選型
純電動汽車的功率全部由電機來提供,所以電機功率的選擇須滿足汽車的最高車速、最大爬坡度等動力效能的要求。
4.1 以最高設計車速確定電機額定功率
當汽車以最高車速勻速行駛時,電機所需提供的功率(kw)計算式為:
2-1)
式中:η—整車動力傳動系統效率(包括主減速器和驅動電機及控制器的工作效率),取0.86;
m—汽車滿載質量,取18000kg;
g—重力加速度,取9.8m/s2;
f—滾動阻力係數,取0.016;
—空氣阻力係數,取0.6;
a—電動汽車的迎風面積,取2.550×3.200=8.16m2(原車寬*車身高);
—最高車速,取70km/h。
把以上相應的資料代入式(2-1)後,可求得該車以最高車速行駛時,電機所需提供的功率(kw),即
3-2)
4.2滿足以10km/h的車速駛過14%坡度所需電機的峰值功率
將14%坡度轉化為角度:。
車輛在14%坡度上以10km/h的車速行駛時所需的電機峰值功率計算式為:
從以上動力性校核分析可知,所選100kw/540v交流感應電機的功率符合所設計的動力性引數要求。
5 動力蓄電池組的校核
5.1按功率需求來校核電池的個數
電池數量的選擇需滿足汽車行駛的功率要求,並且還需保證汽車在電池放電達到一定深度的情況下還能為汽車提供加速或爬坡的功率要求。
磷酸鋰鐵蓄電池的電壓特性可表示為:
4-1)
式中: —電池的電動勢(v);
—電池的工作電壓(v);
—電池的等效內阻(ω);
—電池的工作電流(a)。
通常,、均是電池工作電流以及電流電量狀態值soc(state of charge)的函式,進行電池計算時,要考慮電池工作最差的工作狀態。假設soc為其設定的最小允許工作狀態值(soclow),對應的電池電動勢和電池等效內阻來計算電池放電的最大功率,即可得到如下計算表示式:
鉛酸電池放電功率:
4-2)
上式最大值,即鉛酸蓄電池在soc設定為最小允許工作狀態值時所能輸出的最大功率為:
4-3)
以上僅是乙個理論計算值。實際上,當電池以ubat/(2rbat0)的放電電流放電時,由於產生大量的熱將會對電池起到破壞的作用,嚴重縮短電池的使用壽命。出於此考慮,通常要求電池工作在電壓處於2/3~1倍的範圍內。
另外從磷酸鋰鐵蓄電池的放電效率:
4-4)
來看也可保證蓄電池具有較高的工作效率。因此,在實際應用中,磷酸鋰鐵蓄電池的最大輸出功率應限制為:
4-5)
在進行單個電池的輸出最大功率計算時,應選擇蓄電池在soc最差的情況下,即一般取soc=0.1時,來計算其輸出的最大功率,即
4-6)
因此,滿足電動機的最大輸出功率需求所需的電池個數,可通過下式計算得到,即
,取4-7)
式中: —電機及控制器的工作效率;
—最小允許soc值下電池組提供的功率。
設計的電池組個數為168個,滿足條件。
5.2通過行駛能量來確定續駛里程
採用容量為3.33v/150ah磷酸鋰鐵蓄電池,將兩個電池併聯,電壓不變,電流相加,所以容量變為3.33v/300ah,當其soc控制在0.
1~1.0之間時平均開路電壓約為voc=3.69v,而電池端電壓按2/3~1倍開路電壓估計。
這樣按設計要求的電池組(設計取)的可通過下式計算得到,即
4-8)
而兩個蓄電池併聯後實際放出的能量為4-9)
因此,電池實際放出的能量可由下式計算得到,即
4-10)
wess—電池的實際能量(kwh);
uess—電池的平均工作電壓(v);
c—電池實際放出的容量(ah)。
若純電動汽車一次充電以vel(40km/h)的車速均速行駛,則所需的功率可由下式計算:
4-11)
則,行駛里程s所需的能量為:
4-12)
pel—行駛里程s(km)所需的功率(kw);
wroad—行駛里程s(km)所需的能量(kwh)。
欲使電池組能夠滿足續駛里程的能量需求,即
4-13)
式(4-13)通過變化可得如下關係式:
4-14)
由此,用168組併聯蓄電池組,即336個蓄電池,每2個併聯之後串聯,在滿載的時候,在平路以40km/h的時速行駛,續駛里程為122km。
純電動汽車SOC估計方案
soc估計方案 soc估計原理是把靜態開路電壓查表法和動態安時積分法有機結合起來。soc值包括顯示soc值和參考soc值。顯示soc值是用於儀表上顯示,顯示soc值是連續變化的,車停前和啟動車後的值保持不變,當系統容量過低 過高時,對顯示soc進行修正 參考soc值為系統容量的實際值,參考soc值在...
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