动力总成的匹配Word文档格式.docx

1、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m18000kg2迎风面积A7m23风阻系数Cd0.64滚动阻力系数fR0.015滚动半径r0.476旋转质量换算系数61.17主减速器速比i。6.438最咼车速Umax80 km/h10加速性能050km/h加速时间小于30s5080km/h加速时间小于40s11爬坡性能能以10km/h爬上20%的坡 连续爬坡时间大于3 min。2计算公式（1）驱动力计算：

2、 Ft 二GfRcos G sin CDA U m-da2 dt车速和转速换算： nm -S0m 0.3 77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.

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 Ft ba ： （GfR GL： ）_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 050km/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020km/h加速时间小于12s。可得平均加速度a0为0.46m/

4、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* Ua20-（180000*0.01 1.1*18000*0.46）* 60.6kW3.6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 / s2 o3.1.2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.

5、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。max FtLr （GfR - gL）rM m io i o（180000 0.01 180000 0.2） 0.513000 Nm6.17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

6、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：max u maxi 0 80 6Y7nm 2600r/min0.377r 0.377 汉 0.51最咼车速为80km/h，主减速器速比为6.17，车轮半径为0.51 m。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 400V4发动机的选

7、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= E 2max ： （GfR - 2 ）_Umax80 207於（詔 80= （180000*0.01 68kW2 3.6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 100 kW。注意：实际上车辆很少以

8、最高车速行驶，我们城市公交车的平均行驶速度为 2030km/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

9、出功率要高于 10kw，还要有一定的充电余量。Pg 二 FtUa : GfR_Ua =180000 0.01 10kW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.

10、1容量1超级电容满足起步加速的需求，根据 020km/h加速时间小于12s，平均 加速度a为0.46 m/s2，加速过程需要的电能大于 360kJ，计算过程如下：tE =Fu at =（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 2050km/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 890 Nm，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

11、车辆加速助力的功率需求，根据 5080km/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 476 Nm， 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 020km/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

12、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23 Ah。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。