动力总成的匹配Word文档格式.docx
《动力总成的匹配Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动力总成的匹配Word文档格式.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5.2转速6...
5.3电压6...
6超级电容的选择6...
6.1容量6...
6.2放电电流7...
6.3充电功率7...
6.4电容选型7...
7锂电池的选择7...
7.1容量7...
7.2放电电流7...
1整车参数及性能要求
编号
项目
数值（估算）
1
总质量m
18000kg
2
迎风面积A
7m2
3
风阻系数Cd
0.6
4
滚动阻力系数fR
0.01
5
滚动半径r
0.47
6
旋转质量换算系数6
1.1
7
主减速器速比i。
6.43
8
最咼车速Umax
80km/h
10
加速性能
0~50km/h加速时间小于30s
50~80km/h加速时间小于40s
11
爬坡性能
能以10km/h爬上20%的坡连续爬坡时间大于3min。
2计算公式
（1）
⑵
⑶
驱动力计算：
Ft二GfRcosGsinCDAU^m-d^a
2dt
车速和转速换算：
nm-S0
m0.377
驱动功率计算：
Pt二F_Ua
其中：
Ft——车辆的驱动力，N;
G——车辆的总重量，N;
:
坡度，%；
；
?
—空气密度，nI_s2r，；
Ua车速，m/s；
Pt――驱动功率，W；
nm驱动电机轴的转速，r/min。
以下计算中均未考虑效率因素，并且对部分计算过程做了一定简化
3驱动电机的选择
鉴于该混合动力的结构特点，驱动电机的选择要满足车辆动力性的需求，包括爬坡、加速和助力；
从整车能量角度来说，要求电机的工作效率尽可能的高；
从驱动系统尺寸角度来说，要求电机的功率密度和转矩密度尽可能高。
3.1功率
3.1.1最大功率
1根据最大爬坡性能来确定，以10km/h上20%的坡。
由公式
（1）和⑶可得,转速为320r/min时的电机的最大功率需求为105kW，计算过程如下：
P；
ax二Ftba：
（GfRGL：
）_Ua
车速为10km/h，车重180000kg，空气阻力系数为0.01,坡度为0.2;
由于车速较低，计算中忽略了空气阻力，由于匀速行驶，没有加速阻力。
2根据最大加速性能来确定，以0~50km/h加速时间小于30s。
在临界车速以下由电机提供动力，在临界车速以上主要由发动机提供动力，因此把加速性能指标调整为0~20km/h加速时间小于12s。
可得平均加速度a0为0.46m/s2，根据公式
（1）可得，转速为650r/min时的电机最大功率需求为60.6kW，计算过程如下：
PTx=FtLua:
（GfR'
maO*Ua
20
-（180000*0.011.1*18000*0.46）*60.6kW
3.6
车速为20km/h，车重180000kg，旋转质量换算系数取1.1，平均加速度区0.46m/s2o
3.1.2额定功率
由于动力系统的结构特点，纯电机驱动只出现在临界车速以下，该车临界车速选定为20km/h，因此车辆起步后车速很快会超过临界车速，纯电驱动的时间很短，额定功率的选择对车辆的经济性影响很小，无需匹配计算驱动电机的额定功率。
3.2扭矩
3.2.1最大扭矩
最大扭矩由车辆的爬坡性能决定，根据公式
（1）可得最大扭矩为3000Nm。
maxFtLr（GfR-gL〉）」r
Mmioio
（1800000.011800000.2）0.51
3000Nm
6.17
车重180000kg，坡度为0.2,车轮半径为0.51m，主减速器速比为6.17;
由于车速较低，计算中忽略了空气阻力，由于匀速行驶，没有加速阻力。
3.2.1额定扭矩
由于动力系统的结构特点，纯电机驱动只出现在临界车速以下，该车临界车速选定为20km/h，因此车辆起步后车速很快会超过临界车速，纯电驱动的时间
很短，额定扭矩的选择对车辆的经济性影响很小，无需匹配计算驱动电机的额定
扭矩。
3.3转速
3.3.1最高转速
车辆的最高车速决定了电机的最高转速，由公式
（2）可得电机的最高转速为
2600r/min，计算过程如下：
maxumaxi0806Y7
nm2600r/min
0.377r0.377汉0.51
最咼车速为
80km/h，主减速器速比为6.17，车轮半径为0.51m。
3.3.2基速
以临界车速作为驱动电机的基速，大概在650r/min，这样可以保证在临界车速以前，车辆有恒定的扭矩驱动，加速性能较好。
3.4电压
电机的功率确定后，电机的电压选择主要考虑高压安全、散热和成本等因素。
具体电机的电压如何选择无法定量给出，一般不超过400V
4发动机的选择
4.1最大功率
根据国家标准，公交客车要以不低于80km/h的车速连续行驶30min，可见发动机的最大功率要满足最高车速的要求，需要发动机的功率为68kw，此时发动机转速为2600r/min，计算过程如下：
max
=E2max：
（GfR-2）_Umax
802
0"
7"
於（詔80
=（180000*0.0168kW
23.6
车速为80km/h，空气密度为1.23Njs2_m*，车重180000kg，空气阻力系数为0.01;
由于平路匀速行驶，没有坡度阻力和加速阻力。
考虑到附件消耗功率20kW，还有10kW的充电余量，发动机的最大功率选为100kW。
注意：
实际上车辆很少以最高车速行驶，我们城市公交车的平均行驶速度为20~30km/h，如果以最高车速来计算发动机的最大功率，则功率有很大的浪费，而且电机可以实现助力，因此在实际选择发动机功率时要根据车辆的运行环境进行的调整。
4.2最高转速
根据车辆的最高车速决定了发动机的最高转速为2600r/min。
4.3最大扭矩
一般由车辆的加速能力决定发动机的最大扭矩，但是由于驱动电机的存在，而且该混合动力系统中驱动电机的扭矩很大，发动机+驱动电机肯定可以满足加速能力的需求，无需讨论发动的最大扭矩。
5发电机的选择
5.1功率
发电机的额定功率要保证车辆可以在临界车速以下长时间行驶，根据公式
（1）
可以计算得到发电机的额定输出功率要高于10kw，还要有一定的充电余量。
Pg二Ft[Ua:
GfR_Ua=1800000.0110kW
车速为20km/h，车重180000kg，空气阻力系数为0.01;
由于平路匀速行驶，没有坡度阻力和加速阻力；
车速较低，忽略了空气阻力。
如果考虑以一定的车速上坡，则需要增加发电机的功率，假设坡度为8%，
保持车速为10km/h，根据公式
（1）可得功率大概在40kw左右。
5.2转速
发电时，根据发动机的转速，可以选择合适传动比的传动系统，使得发电机工作在事先设定好的效率最高的转速下。
5.3电压
发电机的电压要在电池、电容和电机的工作电压范围内，并能给电容充满电。
6超级电容的选择
6.1容量
1超级电容满足起步加速的需求，根据0~20km/h加速时间小于12s，平均加速度a°
为0.46m/s2，加速过程需要的电能大于360kJ，计算过程如下：
t
E=Fuat=（GfR+6ma0）J0（0+a0t）dt=360kJ
车速为20km/h，车重180000kg，旋转质量换算系数取1.1，平均加速度区0.46m/s2，加速时间12s。
2电机和发动机满足加速需求，根据20~50km/h加速时间小于18s，平均加速度a°
为0.46m/s2，对发动机和电机的需求扭矩为890Nm，假设电机提供其中的190Nm，贝U加速过程电机消耗的能连大于400kJ。
3超级电容满足车辆加速助力的功率需求，根据50~80km/h加速时间小于40s，可以得到平均加速度为0.2m/s2，对发动机和电机的扭矩需求为476Nm，发动机就可以满足扭矩需求，无需电机助力。
6.2放电电流
超级电容满足起步加速的需求，根据0~20km/h加速时间小于12s,在加速末端20km/h时具有最大的功率输出，此时应该对应超级电容的截止电压，假设为400V平台，截止电压为240V，则可得此时的电流为250A;
假设电压为600V，则可得电流为160A。
如果发电机工作，可以提供额外45A的电流。
6.3充电功率
假设该车以20km/h的车速下6%1勺坡，贝刚动功率为50kW，假设电压为
400V，则充电电流为125A假设电压为600V，则可得电流为83A。
6.4电容选型
400V平台：
选用Maxwell的BMOD016P048,8串2并就可以满足要求，电容组为388V,电容41F,连续放电电流300A,设放电截止电压为240V,则该电容组包含的电能为1850kJ。
（如果用BM0D00838串2并，电流可能不够）。
600V平台：
选用Maxwell的BMOD008P048,12串2并就可以满足要求，电容组为580V,电容13.5F，连续放电电流230A,设放电截止电压为360V,则该电容组包含的电能为1300kJ。
7锂电池的选择
7.1容量
连续爬长坡时，需要锂电池、超级电容和发电机同时供电。
以10km/h的车
速爬20%的坡3min,需要的电能为5kWh。
假设锂电池提供其中80%的电能，假设SOC的使用范围为30%~80%,假设电池标称电压为240V，则需要的电池为35Ah;
假设电池的标称电压为360V,则需要的电池为23Ah。
7.2放电电流
爬坡的功率为105kW，假设锂电池提供80%的功率。
假设电池标称电压为240V,电流为330A;
假设电池标称电压为360V，电流为220A。
应该增加锂电池的Ah数，来提高放电能力。
修改说明
1.修改了超级电容电流就算部分
2.修改锂电池电流计算部分。
升级会员 