当前位置:文档之家› 纯电动汽车设计方案.doc

纯电动汽车设计方案.doc

纯电动汽车设计方案.doc
纯电动汽车设计方案.doc

目录

一、汽品定位???????????????? 3

二、汽底布置形式?????????????? 4

三、机的??????????????? 5

四、蓄池的????????????????8

五、技参数??????????????????10

六、成本分析??????????????????11

七、后????????????????????12

一、汽车产品定位

二、汽车底盘布置形式

采用电动机前置前驱形式,变速驱动桥将变速器、主减速器和差速器安装在同一个外壳 (常称为变速器壳 )之内。这样可以有效地简化结构,减小体积,提高传动效率。而且取消了传动轴,可使汽车自重减轻。

电池组安装在前后两排座椅下。

三、驱动电机的选择

电动汽车电机是将电源电能转换为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮的汽车驱动装置,该电机与其他电机相比具有体积小、重量轻、效率高且高效区范围广、调速性能好等特点。

电动汽车用电动机在需要满足汽车行走的功能同时,还应满足行车时的舒

适性、耐环境性、一次充电的续行里程等性能,该电机要求比普通工业用电动机更为严格的技术规范,还希望有如下功能:

体积小,重量轻。

减小有限的车载空间,特别是总质量的减小,在整个运行范围内高效率。

一次充电续行里程长,特别是行走方式频繁改变时,低负载运行时,也有较高

的效率。

低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。

综合上述原因考虑我们初步选定永磁无刷直流电机作为驱动电机。

无刷直流电机优点是:

① 电机外特性好,非常符合电动车辆的负载特性,尤其是电机具有可贵的低速

大转矩特性,能够提供大的起动转矩,满足车辆的加速要求。

② 速度范围宽,电机可以在低中高大速度范围内运行,而有刷电机由于受机械

换向的影响,电机只能在中低速下运行。

③ 电机效率高,尤其是在轻载车况下,电机仍能保持较高的效率,这对珍贵的

电池能量是很重要的。

④过载能力强,这种电机比Y 系列电动机可提高过载能力 2 倍以上,满足车辆

的突起堵转需要。

⑤再生制动效果好,因电机转子具有很高的永久磁场,在汽车下坡或制动时电

机可完全进入发电机状态,给电池充电,同时起到电制动作用,减轻机械刹

车负担。

⑥ 电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。

⑦ 电机无机械换向器,采用全封闭式结构,防止尘土进入电机内部,可靠性高。

⑧电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂,控制器比

有刷直流电机复杂。

永磁无刷直流电机的技术数据:

额最

电源额定额定额定定大最高最高最大外形尺寸参数工作制重量电压电压功率转速效功电压转速转矩直径 *长度

型号

率率

min Kg V V kW rpm V rpm N.m mm*mm

% kW

144 120 2.5 2500 92 4 144 3000 S1 Φ 165*265 25

ZYCD-3 384 2.5 2500 92 4 25

S1 Φ 200*220 27

120 2.5 3000 92 S1 Φ 165*260 27 ZYCD-6 120 100 5.5 3300 92 9 120 4000 45 S2-60 Φ 190*270 31 120 96 10 1600 92 15 120 2000 150 S2-40 Φ 219*415 75 ZYCD-10

216 10 3000 93 15 280 4000 80 S1 Φ 216*340 55 288

ZYCD-15 120 100 15 3000 92 36 120 3600 120 S2-60 Φ 245*454 84 288 216 18.5 3000 92 32 280 4000 S1 Φ 245*470 85

ZYCD-20 144 120 20 3000 92 35 144 3600 S1 Φ 294*500 120

150

400 20 2000 93 S1 Φ 294*504 123 800 20 4000 93 S1 Φ 294*504 125 240 180 30 3000 94 50 240 4000 S1 Φ 294*504 123

ZYCD-30 250

288 210 30 3000 94 50 280 4000 S1 Φ 294*517 125 ZYCD-45 288 210 40 3000 93 60 288 4000 300 S1 Φ 294*580 142 288 55 3000 93 75 400 S2-60 Φ 420*650 320 ZYCD-60

384 350 60 2000 92 100 384 2500 1000 S2-60 Φ 420*670 300

384 288 75 2500 94 125 384 3400 1050 S2-90 Φ 460*800 410 ZYCD-75

384 288 75 2700 94 125 384 3600 1200 S2-90 Φ460*1000 500

综合电动汽车的动力要求通过上表对比我们选定型号ZYCD-30为驱动电机。

安装型式

安装结构型式代号

安装结构型式

机座号单轴伸双轴伸

机壳外圆安装A5 AA5 55-110 端盖凸缘安装A3 AA3 55-110 底脚安装A1 AA1 90-110

使用条件接线说明

1、海拔不超过 4000m;

2、环境温度: - 25℃~ +40℃;

3、相对湿度:≤ 95%(25℃时);

4、允许温升:不超过 75k(海拔为

1000m时)

四、蓄电池的选择

电动汽车发展的最大因素是动力蓄电池,应用在电动汽车上的电源系统应有以下要求:

(1)高的比能量和能量密度;

(2)高的比功率和功率密度;

(3)快速充电和深度放电的能力;

(4)使用寿命长;

(5)自放电率小,充电效率高;;

(6)安全性能良好,且成本低廉;

(7)免维修;

(8)对环境无危害,可回收性好。

以下是几种蓄电池特性的比较

单体电比能量比功率循环寿命参考价格

压(V)(W/h/kg) ((W/kg) (次)(US$/k Wh)

铅酸蓄 2 30-45 200-300 400-600 150

电池

镍 -镉 1.2 40-60 150-350600-1200 300

镍 -锌 1.6 60-65 150-300600-1200 200-350

锌空气 1.4 350 105 ——90-120

钠 -硫 2.0 100 200 800 250-450

锂离子 3.6~4.0 150 1500 800-1200 >200

超级电 1.8 10000 >3000 ≥ 100000 25000

(注:——表示缺少数据)

总之,(1)铅酸蓄电池技术最成熟,最安全,成本也低,是电动汽车的可选

动力电源,但比能量、比功率都比较低。( 2)超级电容电池和飞轮电池的成本很高,不实惠。( 3)燃料电池是今后发展的重点方向,但目前存在成本高的问

题。( 4)镍金属蓄电池要求有发展可靠的能量管理系统,系统比较复杂。( 5)锂离子蓄电池的单体电池电压大,体积小,比功率、比能量高,循环寿命长,相

比之下更能够满足电动汽车的要求。

所以我们选择锂离子电池来作为动力电源。

选用电池

中航锂电(洛阳)有限公司是中航工业空空导弹研究院全资子公司,是一家拥有先进管理、技术、制造能力的现代企业。公司是专业从事锂离子动力电池、电源管理系统的研发和生产,是国内领先的生产 100AH 以上大功率、高容量、高电压

锂离子动力电池制造专业公司,是承担国家 863 重大专项“大容量磷酸铁锂动力电池及动力模块技术开发”的单位。所以我们选用中航锂电(洛阳)有限公司生产的锂离子蓄电池。

中航锂电(洛阳)有限公司生产的单体电池规格型号有: SE60AHA 、

SE100AHA 、SE400AHA 、SE40AHA 、SE130AHA 、SE180AHA 、SH40AH ,它们的额定电压均为 3.2V ,则单体电池的总数为 240/3.2=75 个。其中 SE60AHA 应用于电瓶车, SE40AHA 、SH40AH 应用于电动摩托车, SE180AHA 应用于火车,SE400AHA 应用于公共汽车, SE100AHA 、SE130AHA 应用于电动汽车。由于 SE100AHA 的重量比 SE130AHA 小 1.4kg 左右,所以选用 SE100AHA ,为了能增大电池的容量,再并联 75 个单体电池,这样电池的总容量便达到 200AH 。

SE100AHA 单体电池的描述如下:

单体电池尺寸

电池放电曲线图电池性能指标

项目名称

额定容量( AH )

额定电压( V)

内阻( 1kHz AC,m Ω)

充电截止电压( cccv 模式, V)

放电截止电压( V)

标准充电电流( 0.3C ,A)

最大瞬间放电电流(持续时间 10s ,A)

循环寿命( 0.3C 充放, 80%DOD )工作温度范围充电

放电

储存温度范围

重量( Kg)

壳体材料SE100AHA

100

3.2

≤0.9

3.6

2.5

80

800

2000 0℃~ 55℃-25 ℃~ 55℃-25 ℃~ 45℃3.1 ±0.1

塑料

五、技术参数

长 *宽*高: 3460*1618*1465

轴距: 2340

电动机前置前驱

主减速器传动比 i0 =2.13

轮胎规格: 165/60 R14 ( 165 为轮胎的名义断面宽度 /mm 、60 为轮胎的高宽比/%、R 表示为子午线轮胎、 14 为安装轮辋的外径 /inch 其中 1inch =25.4mm )轮胎的半径:

r=H+1/2xd=165*60%+25.4x14/2=165*60%+355.6/2=276.8mm=0.2768m

质量:车载五人为装载质量(包括驾驶员),以每个人的体重为75kg 、货物的质量为55kg ,则装载质量为75x5+55=430kg ,整车装备质量为870kg ,则总质量为 430kg+870kg=1300kg 。

最大爬坡度:Ft=T tq xi g1 xi0xηt/r=uxmxgxcosa+mxgxsina

有 210x2.75x2.13x0.876/0.2768=0.013x13000xcosa+13000xsina

求得 a=16.7 o

即最大爬坡度为 i=30%

变速器传动比(自行设计) i0 =2.13i g1=2.75i g2=2i g3 =1.5i g4 =1i 倒=-2.45

汽车的最大速度:V max =0.377xrxn/ ( i g4 xi())

=0.377x0.2768x3000/1x2.13=147km/h

百公里加速时间:

1 档:减速比 =i0*i g1 =2.13*2.75=5.8577

扭矩 =210*5.8577=1230.12N*m

驱动力 =扭矩 /r=1230.12/0.2768=4444N

车重 m=1300kg

F=ma a=F/m=4444/1300=3.42m/s 2

3000 转时 1 档最大速度

V max =0.377*r*n/i g1/i0 =0.377*0.2768*3000/2.75/2.13=53.4km/h=14.846m/s V=at t1=V/a=14.846/3.42=4.34s

2档:减速比 =i0*i g2 =2.13*2=4.26

扭矩 =210*4.26=894.6N.m

驱动力 =扭矩 /r=894.6/0.2768=3232N

车重 m=1300kg

F=ma a=F/m=3232/1300=2.486m/s 2

3000 转时 2 档最大速度

V max =0.377*r*n/i g2/i0 =0.377*0.2768*3000/2/2.13=73.488km/h=20.4m/s t2=V/a=(20.4-14.846)/2.486=2.234s

3档:减速比 =i0*i g3 =2.13*1.5=3.195

扭矩 =210*3.195=670.95N.m

驱动力 =扭矩 /r=670.95/0.2768=2424N

车重 m=1300kg

F=ma a=F/m=2424/1300=1.8645m/s 2

3000 转时 3 档最大速度

V max =0.377*r*n/i g1/i0 =0.377*0.2768*3000/1.5/2.13=98km/h=27.22m/s t3=V/a=(27.22-20.4)/1.8645=3.6575s

4档:减速比 =i0*i g4 =2.13*1=2.13

扭矩 =210*2.13=447.3N.m

驱动力 =扭矩 /r=894.6/0.2768=1616N

车重 m=1300kg

F=ma a=F/m=1616/1300=1.243m/s^

t4=V/a=(27.77-27.22)/1.243=0.448s

t 总 =t1+t2+t3+t 4=4.34+2.234+3.657+0.448=10.68s

百公里耗电量(以 60km/h 匀速行驶)

匀速行驶时坡度阻力与加速阻力都为0

Ff=Gf=13000*0.013=169N

Fw=C D A*U 2/21.15=0.782*60*60/21.15=133N

Ft=Ff+Fw=302N

百公里耗电量 W=Fs/ ηt=302*10 5(/ 3.6*10 6)=8.39/(0.94*0.95*0.875 )=10.7kw

续驶里程(60km/h 匀速)

电池耗电量 =200Ah*240V=48kw.h

续驶时间 =48/10.7=4.486h

续驶里程 S=Vt=4.486*60=269km

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档