4.1 概述
4.2 纯电动汽车传动系统参数设计
4.3 纯电动汽车的续驶里程
4.4 纯电动汽车电池管理系统
4.1概述
●纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动系统的车辆。
●纯电动汽车的特点是结构相对简单，生产工艺相对成熟。缺点是充电速度慢，续驶里程
短。因此适合于行驶路线相对固定，有条件进行较长时间充电的车辆。
1.纯电动汽车分类
●1).按用途分类
●（1）纯电动轿车；
●（2）电动货车；
●（3）电动客车。
●2)．按驱动形式分类
●（1）直流电机驱动的电动汽车；
●（2）交流电机驱动的电动汽车；
●（3）双电机驱动的电动汽车；
●（4）双绕组电机电动汽车；
（5）电动轮电动汽车。
2.纯电动汽车组成与原理
电动汽车主要由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。
汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制器驱动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。
电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程，必须尽可能地节省蓄电池的能量。
典型电动汽车组成框图
2.纯电动汽车组成与原理
●1)．电力驱动系统
电力驱动系统主要包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。
2.纯电动汽车组成与原理
●包括电动机驱动器、控制器及各种传感器，其中最关键的是电动机逆变器。
●电动机不同，控制器也有所不同。控制器将蓄电池直流电逆变成交流电后驱动交流驱动
电动机，电动机输出的转矩经传动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。
●有关电动机的相关内容已在第3章中介绍。
2.纯电动汽车组成与原理
●2)．电源系统
●包括电源、能量管理系统和充电机等。它的功用是向电动机提供驱动电能、监测电源使
用情况以及控制充电机向蓄电池充电。
●纯电动汽车的常用电源有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。
纯电动汽车主要是指电池管理系统，它的主要功用是对电动汽车用电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、温度监测等。
●3)．辅助系统
●主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、刮水器、收音机以及照明和
除霜装置等。
辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成。它的功用是向动力转向系统、空调器及其它辅助设备提供动力。
3.纯电动汽车驱动系统布置形式
（1）第一种与传统汽车驱动系统的布置方式一致，带有变速器和离合器。只是将发动机换成电动机，属于改造型电动汽车。
这种布置可以提高电动汽车的起动转矩，增加低速时电动汽车的后备功率。
3.纯电动汽车驱动系统布置形式
（2）第二种取消了离合器和变速器。优点是可以继续沿用当前发动机汽车中的动力传动装置，只需要一组电动机和逆变器。
（3）第三种布置方式将电动机装到驱动轴上，直接由电动机实现变速和差速转换。
驱动桥
幻灯片13
错误！未找到引用源。
幻灯片15
幻灯片16
幻灯片17
幻灯片18
4.纯电动汽车的特点
●（1）无污染，噪声低
●（2）能源效率高，多样化
●（3）结构简单，使用维修方便
●（4）动力电源使用成本高，续驶里程短
幻灯片19
5.纯电动汽车的关键技术
1)．电机及控制技术
电动汽车的驱动电机属于特种电机，是电动汽车的关键部件。
驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足够大的启动转矩，体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。
幻灯片20
5.纯电动汽车的关键技术
●变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控
制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。
●电动汽车再生制动控制系统可以节约能源、提高续驶里程，具有显著的经济价值和社会
效益。再生制动还可以减少刹车片的磨损，降低车辆故障率及使用成本。
幻灯片21
5.纯电动汽车的关键技术
●2)．电池及管理技术
●电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。
电动汽车用电池要求比能量高、比功率大、使用寿命长，但目前的电池能量密度低，电池组过重，续驶里程短，价格高，循环寿命有限。
幻灯片22
5.纯电动汽车的关键技术
●3)．整车控制技术
●新型纯电动轿车整车控制系统是两条总线的网络结构，高速CAN总线每个节点为各子
系统的ECU。低速总线按物理位置设置节点、基本原则是基于空间位置的区域自治。实现整车网络化控制，其意义不只是解决汽车电子化中出现的线路复杂和线束增加问题，网络化实现的通讯和资源共享能力成为新的电子与计算机技术在汽车上应用的一个基础，同时也为X-by-Wire技术提供有力的支撑。
幻灯片23
5.纯电动汽车的关键技术
●4)．整车轻量化技术
●
（1）通过对整车实际使用工况和使用要求的分析，对电池的电压、容量、驱动电动机功率、转速和转矩、整车性能等车辆参数的整体优化，合理选择电池和电动机参数。
幻灯片24
5.纯电动汽车的关键技术
●（2）通过结构优化和集成化、模块化优化设计，减轻动力总成、车载能源系统的重量。
●（3）积极采用轻质材料，如电池箱的结构框架、箱体封皮、轮毂等采用轻质合金材料。
●（4）利用CAD技术对车身承载结构件（如前后桥、新增的边梁、横梁等）进行有限元
分析研究，用计算和试验相结合的方式，实现结构最优化。
错误！未找到引用源。
I
w
f
I
R
g
i
i
t
a
i
U
er P P P P η}
max{∑∑∑=
，，
幻灯片31
2.传动系传动比设计
电动汽车传动比的选择应该满足汽车最高期望车速、最大爬坡度以及对加速时间的要求。
1)．传动系速比的上限
传动系速比的上限由电动机最高转速和最高行驶车速确定。
式中， 为主减速器的传动比； 变速器的传动比。
max
max 377.0u
R n i ≤∑
∑=g
i
i i 0
i
g
i 幻灯片32
2.传动系传动比设计
● 2)．传动系速比的下限
● 由电动机最高转速对应的最大输出转矩和最大行驶车速对应的行驶阻力确定传动系
速比下限为
● 式中， 为最高车速对应的行驶阻力； 为电动机最高转速对应的输出转矩。 ● 由电动机的最大输出转矩和最大爬坡度对应的行驶阻力确定传动系速比下限为
式中， 为最大爬坡度对应的行驶阻力（N ）； 为电动机最大输出转矩（N ·m ）。
max max u t u T
R F i η≥∑
m ax
u T
m ax
u F
max max T
R F i t i η≥∑
m ax
i F
m ax
T
幻灯片33
3.电池组容量设计
● 1)．由电动汽车所需的最大功率选择电池组数目
● 蓄电池的携带能量必须大于或等于电动汽车的最大能耗，要求电池组数目为
式中， 为电动机的工作效率； 为电动机控制器的工作效率； 为单个电池组所包含的电池的数目。
N
P P n ec e b e ηηmax max =
e
η
ec
η
N
幻灯片34
3.电池组容量设计
● 2)．由续驶里程选择电池组的数目 ● 在汽车充电前，蓄电池所携带的能量必须保证电动汽车能够行驶一定的里程。所以电
池组数目为
● 式中， 为续驶里程（km ）； 为电动汽车行驶1km 所消耗的能量（kW ）； 为单
个电池的电容（A ·h ）； 为单个电池的电压（V ）。 从二者中选择较大者确定电池组组数。
N
V C LW n s s 1000
W
L
s
C
s
V
幻灯片35 4.设计实例
1).电动机参数的选择
电动机类型选取交流感应电动机。
计算得到电动机的最大功率 =71.3348kW 。
参考ADVISOR 并查阅电工手册选择交流电机参数： 额定功率 =30kW ； 额定电压 =220V ；
最大电流 =180A ；过载系数 =2.4 ； 最高转速 =9000r/min 。
m ax
e P
er
P
er
U
I
e
max
λ
n
m ax
幻灯片36
4.设计实例
2). 传动系统传动比的选择
电动汽车行驶工况多种多样，最低稳定车速在3~6km/h范围内，最高车速可达100km/h，甚至更高。行驶过程遇到的阻力变化很大，变化范围在6倍以上，在电动机和驱动轮之间需要安装减速器和变速器。
为了满足电动汽车行驶阻力的变化范围，减轻电动机和动力电池的负荷，提高工作效率，又使传动系统的结构不过于复杂以至降低工作效率，采用Ⅲ档变速器。
幻灯片37
4.设计实例
（1）主减速器速比的选择
设传动系变速器第Ⅲ档为直接档即=1，电动机的最高稳定转速=9000r/min，得7.9170。初步确定主减速器速比为4.3245。
（2）变速器速比的选择
汽车传动系各档的传动比大体上按等比级数分配，可以充分利用蓄电池所提供的一次充放电的有限能量，提高动力性，增加续驶里程。
i
g
3
n
m ax
i
≤
i
幻灯片38 4.设计实例
综上可得， =2.0898；根据等比级数的分配方法
得， =1.4456
1
g i
q
i i i i g g g g ==
3
22
1
1
2g g i q i ==
幻灯片39 4.设计实例
3).蓄电池参数的选择
电池类型选择镍氢电池，其比电容达250A ·h ，比电压1.2V ，比能量达80Wh/kg ，比功率230W/kg 。
（1）由电动机功率确定电池组的数目 在实际应用中电池的最大功率应限制为
式中， 为单体电池电动势； 为等效内阻 。
由式求得单个电池的最大输出功率为 =1.3853kW ，进而得， =21.7035。
int
20
max
92R E P b =
E
R
int
P
m ax
b
n
幻灯片40
4.设计实例
●（2）由续驶里程确定电池组的数目
●由前面得，=15.9705。考虑到电池放电深度一般不超过80%，故取=19.9631。
●综上，取电池组数目n=22。
电动汽车传动系统主要参数都是从汽车行驶时所消耗的能量出发推导计算得到的，理论上，它的动力性、续驶里程都应该满足设计要求。
n
n
幻灯片41
5.性能仿真
基于ADVISOR建立电动汽车主要部件及整车仿真模型。
1)仿真模型
(1). 电动机仿真模型
(2)．蓄电池仿真模型
(3)．车身仿真模型
(4). 主减速器和变速器仿真模型
(5). 纯电动汽车整车仿真模型
幻灯片42
仿真模型组成示意图
幻灯片43
整车仿真模型
幻灯片44
5.性能仿真
2).仿真结果
汽车在实际行驶过程中不可能长时间在稳定车速下行驶，尤其是在市区行驶时，电动汽车在行驶中常常伴有频繁的加速、减速、怠速、停车等行驶工况。选用日本10-15工况来进行仿真，仿真结果如下图所示。 幻灯片45
ADVISOR 仿真结果 幻灯片46
错误！未找到引用源。k
m
I I /
m
I I /
k
s ()k 1
m e I WV
ηP
G qu P I M P
η
-??==????
幻灯片51
1.纯电动汽车续驶里程模型
2)．多工况行驶续驶里程的计算 多工况续驶里程为
式中， 为每个状态行驶距离（km ）； 为车辆能够完成的状态总数。
∑==k
i i
S S 1
i
S
k
幻灯片52
2.纯电动汽车续驶里程影响因素
1)．滚动阻力系数对续驶里程的影响
轮胎的滚动阻力系数越小，续驶里程越大。所以降低轮胎滚动阻力系数可明显增加电动汽车的续驶里程。
采用滚动阻力系数小的子午线轮胎，增大轮胎气压等是增加电动汽车续驶里程的重要途径。
幻灯片53
2.纯电动汽车续驶里程影响因素
2)．空气阻力系数对续驶里程的影响
通过对电动汽车进行流线型设计，底部做成光滑表面，同时取消散热器罩等措施，可以降低空气阻力系数。
3)．机械效率对续驶里程的影响
提高电动汽车动力传动系统的机械效率，能有效地增加电动汽车的续驶里程。电动汽车整车质量越小，行驶速度越低，机械效率对续驶里程的影响越大。
幻灯片54
2.纯电动汽车续驶里程影响因素
4)．整车质量对续驶里程的影响
整车质量越大，续驶里程越小；并且不同车速时，续驶里程也不相同。为了降低整车总重量，可通过采用轻质材料的方法实现。
5)．蓄电池参数对电动汽车续驶里程的影响
蓄电池参数包括很多，这里主要从蓄电池的放电深度、电池比能量、电池箱串联电池个数、电池箱并联电池组数、蓄电池的自行放电等几个方面分析。
错误！未找到引用源。
电池管理系统结构示意图
幻灯片61
2.电池管理系统的硬件实现
1). 电压采样的实现
电压采样是对电动汽车电池组的电压进行采样，每个电池组由10个单体电池构成。本系统中一共有14个电池组组成电动汽车的动力电池。原理如下图所示，每个电池为一个电池组。
幻灯片62
电压数据采集方案硬件框图
幻灯片63
2.电池管理系统的硬件实现
●2).电流采样的实现
采用电流传感器LT308（LEM），该电流传感器是基于霍尔原理的闭环（补偿）电流传感器，具有高的精度、良好的线性度和最佳的反应时间，同时也具有很好的抗干扰能力。其测量电路如下图所示。
幻灯片64
电流采样部分示意图
幻灯片65
2.电池管理系统的硬件实现
●3)．温度采样的实现
温度检测系统采用直接电源供电方式。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三态的。
幻灯片66
温度测量图
幻灯片67
2.电池管理系统的硬件实现
●4).抗干扰措施的设计
由于电池管理系统用在情况比较复杂的电动汽车上，所以干扰可以沿各种线路侵入单片机系统。其主要的渠道有三条：即空间干扰、供电系统干扰、过程通道干扰。
幻灯片68
2.电池管理系统的硬件实现
●5)．车载CAN通讯设计实现
电池管理系统是混合电动车车载电气系统的一部分。它与整车控制系统的通讯联系是通过CAN通讯来实现的。在电池管理系统中，CAN通讯的实现是由外围设置CAN的控制器和接收器组成的通讯模块，它的设计如下图所示。
幻灯片69
CAN通讯接口设计原理图
幻灯片70
3.电池管理系统的软件实现
●系统软件是基于ATMEGA8L的C语言实现的，主要有以下几部分：
●（1）系统初始化；
●（2）参数检测及滤波；
●（3）剩余容量估计；
●（4）通讯；
（5）数据诊断报警。
幻灯片71
3.电池管理系统的软件实现
●1)．系统内存配置
ATMEGA8L有两种类型的的存储器：程序存储器(主要包含可执行程序代码)和数据存储器(主要包含外部变量、静态变量、系统堆栈)。有C语一言生成的每一块程序或数据存放于存储器空间的一个连续的段中。
幻灯片72
3.电池管理系统的软件实现
●2).参数检测及滤波
电压、电流的检测都是通过AD中断采集的。即使由于转换发生在读取ADCH与ADCL之间而造成ADC无法访问数据寄存器，并因此丢失了转换数据，中断仍将触发。
幻灯片73
3.电池管理系统的软件实现
●3)．剩余容量估计
●剩余容量估计在系统软件中分三部分：开机参数初始化，数据采集及电流积分，根据估
计模型计算。
●4). CAN通讯
CAN通讯是电池管理系统与整车控制单元进行通讯的中介，电池管理系统把电池的SOC、温度及相关报警信息发送到CAN总线上，中央控制单元接收到数据后对数据进行处理，进行对整车的控制。
幻灯片74
3.电池管理系统的软件实现
●5). 数据诊断报警
在此电池管理系统中，对电池组相关的数据分析处理是关键，也是电池管理系统的核心所在，这中间涉及到温度的诊断、电压高低的诊断、电池组好坏的诊断等，并且要在危险情况下做出紧急处理和报警。
目录 一、汽车产品定位 (3) 二、汽车底盘布置形式 (4) 三、驱动电机的选择 (5) 四、蓄电池的选择 (8) 五、技术参数 (10) 六、成本分析 (11) 七、后记 (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：
《汽车运用工程》计算复习题 第二章 汽车动力性 1、某汽车总质量m=4500kg ，C D =0.75，A=4.5m 2 ，旋转质量换算系数 2 21g i δδδ+=(δ1=0.030,δ2=0.036),坡角α=4°，f=0.010,传动系机械效率ηT =0.85, 传 动系速比1.3=g i ,4.20=i ，轮胎半径m r 36.0=，加速度dt du =0.3m/s 2 ,u a =30km/h,求此时 克服道路阻力所需发动机输出功率。（g=10m/s 2 ） 提示：)3600761403600sin 3600cos (13 t u a a D a a t e d d mu Au C Gu Gfu p δααη+++= 2、某发动机前置轿车的轴距L=3m,质心高度hg=0.5m,汽车的总质量为m=1500kg,静止不动时前轴负荷为汽车总重的65％，后轴负荷为汽车总重的35％，如果汽车以du/dt=4m/s 2 的加速度加速,试计算汽车前后轴动载荷。 提示：静态法向反力： 2 10z l F G L = 1 20z l F G L = N 惯性力引起的法向反力：1z d h dv F m L dt =- 21z d z d F F =- 前轴的动载荷：F f =F z1d +F z10 后轴的动载荷：F r =F z2d +F z10 3、已知车速Va ＝25km/h ，道路坡度i ＝0.15，汽车总重Ga ＝40000N ，车轮动力半径 d r =0.36m ，传动效率t η＝0.8，滚动阻力系数f ＝0.015，空气阻力系数D C ＝0.7，汽车迎 风面积A ＝4m 2 汽油机0i i g ＝18。求发动机的输出扭矩Me 。 提示：2 cos sin 21.15e t g a D d M i i dv C Av mgf mg m r dt ηααδ=+++
新能源汽车概念课程设计 课题：电动汽车设计 姓名：赵炜渝 班级：机制125 学号：1120110130 时间：2015.6
一、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。 二、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：
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。 车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：
《汽车运用工程》复习提纲 汽车理论考试只探到考试题型：名词解释6个，共18分，填空题22分，论述题5道，共40分，计算题3道。。没有选择题。。就这些了，老师说题目比较多，所以好好复 习吧。 补充填空题： 1、汽车燃料经济性是在保证汽车动力性的基础上，以尽可能少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。 2、燃油经济性的计算方法：Qs=100gGt/VaY（p60） 3、汽车燃料经济性的评价指标：为了评价汽车的燃料经济性，通常用一定工况下汽车行驶百公里的燃料消耗量（L/100km）或单位运输工作量所消耗的燃料量（L/100t·km）作为评价指标。 4、汽车的制动性主要的评价指标有：制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性。 5、汽车的稳态响应可分为：中性转向、不足转向、过度转向三类。 6、汽车的公害包括：汽车排气对大气的污染（排放公害）；噪声对环境的危害（噪声公害）；汽车电气设备对无线电通讯及电视广播等信号的电波干扰（电波公害）；制动蹄片、离合器摩擦片、轮胎的磨损物和车轮扬起的粉尘对环境的危害（粉尘公害）等 7、汽车排气中的有害成分包括：CO、HC、NOx 、SO2、铅化合物、炭烟、油雾等。 8、间隙失效主要有：顶起失效、触头失效或拖尾失效。 9、汽车通过性的几何参数有：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角、最小转弯直径和转弯通道圆。 10、接近角y1和离去角y2是指自车身前、后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。 纵向通过角y3是指在汽车空载、静止时，在汽车侧视图上通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。 11、汽车的走合期：新车或大修竣工的汽车在投入使用的初期称为汽车走合期，是汽车运行初期改善零件摩擦表面的几何形状和表面层物理机械性能的过程。 12、汽车在走合期的特点：①零件表面摩擦剧烈，磨损速度快。②润滑油变质快③行驶故障多。 13、汽车走合期采取的技术措施：减载、限速、正确驾驶、选择优质燃料和润滑油、加强维护。 14、发动机低温起动困难的原因有：曲轴旋转阻力矩大、燃料蒸发性差、蓄电池工作能力
电动汽车充电站设计规范 精品汇编资料 目次 2术语和符号........................................................... 2.1术语 2.2符号 3充电站规模及站址选择 ................................................. 3.1充电站规模......................................................... 3.2站址选择........................................................... 4总平面布置........................................................... 4.1一般规定........................................................... 4.2充电设施及建筑布置 ................................................. 4.3道路 5充电系统............................................................. 5.1非车载充电机 ....................................................... 5.2交流充电桩......................................................... 6供配电系统........................................................... 7电能质量............................................................. 8计量系统............................................................. 9监控及通信系统 ....................................................... 9.1系统构成........................................................... 9.2充电监控系统 ....................................................... 9.3供电监控系统 ....................................................... 9.4安防监控系统 ....................................................... 9.5通信系统........................................................... 10土建................................................................ 10.1建筑物............................................................
汽车运用工程各类题型模拟题及详细答案之四 二、写出表达式、画图说明、计算（选择其中4道题，计２０分） １ 写出结构使用参数的汽车行驶方程式（注意符号及说明） 汽车行驶方程式的普遍形式为 即: 式中： －驱动力； －滚动阻力； －空气阻力； －坡道阻力； －加速阻力； －发动机输出转矩； －主 减速器传动比；－变速器档传动比； －传动系机械效 率；－汽车总质量； －重力加速度； －滚动阻力系数；－坡度角；－空气阻力 系数；－汽车迎风面积；－汽车车速；－旋转质量换算系数；－加速度。 [返回二] 2 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者 关系 j i w f t F F F F F +++=dt du m g m u A C f g m r i i T a D d t k tq ? ?+??+??+???=???δααηsin 15.21cos 2 0t F f F w F i F j F tq T 0 i k i k t ηm g f αD C A a u δdt du ? F ? F F xb =max μ xb C N 踏板力，f b F F >>
①当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力,若忽略其它阻力，地面 制动力 ，当 （ 为地面附着力）， ；②当 时 ， 且地面制动力 达到最大值 ,即 ；③当 时, , 随着 的增加不再增加。[返回二] 3 简述图解计算等速燃料消耗量的步骤 已知( ,,),1,2,……,,以及汽车的有关结构参数和道路条件( 和)，求作出 等速油耗曲线。根据给定的各个转速 和不同功率下的比油耗 值,采用拟合的方 法求得拟合公式 。 1) 由公式 计算找出 和 对应的点( ,),(,),......,(,)。 2) 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率 和 。 3) 求出发动机为克服此阻力消耗功率 。 4) 由 和对应的 ,从 计算 。 5) 计算出对应的百公里油耗 为 =μF 0 ＝xb F ? F F xb ≤? F μ F F xb =? F F xb =max μ F F xb =xb F max xb F ? F F xb =max ? μF F >?F F xb =xb F μ F ei n i P ei g =i n r f i ) (a S u f Q =e n e g ) ,(2e e n P f g =0 377 .0i i r n u k e a =a u e n 1n 1a u 2n 2a u m n am u r P w P 360015.2136003 ?= =a D a w w Au C u F P αcos 36003600r a a r r Gf u u F P == e P e n e P ) ,(2e e n P f g =e g S Q γ a e e S u g P Q 02.1=
电动汽车动力电池系统总体方案设计 1.1 额定电压及电压应用范围 对于高速电动车辆动力电池系统的额定电压等级，参照《GB/T31466-2015 电动车辆高压系统电压等级》可选择144V、288V、320V、346V、400V、576V等。对于微型低速电动车动力电池系统的电压等级，100V以下主要以48V、60V、72V和96V为主。 动力电池系统的额定电压及电压范围必须与整车所选用的 电机和电机控制器工作电压相匹配，因此为保证整车动力系统的可靠运行，需要根据电动整车电机的电压等级及工作电压范围要求，选择合适的单体电池规格（化学体系、额定电压、容量规格等）并确定单体电池的串联数量、系统额定电压及工作电压范围。通常允许使用的电压范围上限为系统额定电压的115%~120%，下限为系统额定电压的75%~80%。
1.2 动力电池系统容量 整车概念设计阶段，从整车车重和设定的典型工况出发，续驶里程、整车性能（最高车速、爬坡度、加速时间等）要求，可以计算出汽车行驶所需搭载的总能量需求。动力电池系统容量主要基于总能量和额定电压来进行计算。 1.3 功率和工作电流 整车在急加速情况下，动力电池系统需要提供短时脉冲放电功率，对应的工作电流为峰值放电电流；在紧急刹车情况下，需要提供短时能量回收功率，对应的回馈电流为峰值充电电流。
整车在平路持续加速或长坡道时，动力电池系统需要提供稳定的持续放电功率，此时要求能够长时间稳定输出一定额度的电流，即持续放电工作电流。 1.4 可用SOC范围 在动力电池系统产品设计上，由于SOC可用范围会直接影响总能量的设计，直接体现到单体电池的选型及数量要求，因此，也会对电池箱体的包络尺寸设计、内部布置及安装空间间隙以及对总体成本等方面产生最直接的影响。动力电池系统SOC应用范围的选择首先考虑整车对充放电功率和可用能量等方面的需求，同时结合单体电池在不同温度条件下的充放电能力（功率和能量）、存储性能（自放电率）、寿命、安全特性，以及电池管理系统的SOC估算精度等影响因素来确定。
汽车运用工程I（汽车理论）试题8 （参考答案） 交通学院交通类专业 一、概念解释（选其中8题，计20分） 1 附着力与附着系数 2 汽车动力性及评价指标 3 汽车操纵稳定性 4 汽车制动跑偏 5 汽车平顺性及评价指标 6 同步附着系数 7 地面制动力 8 汽车制动效能恒定性 9 汽车通过性几何参数 10 迟滞损失 11 列出你所知道的汽车使用性能 12 弹性轮胎的侧偏特性 13 汽车驱动力 14 侧偏力 15 功率平衡图 二、写出表达式或画图或计算，并简单予以说明（选择4道题，计20分） 1 写出带结构、使用参数的汽车功率平衡方程式（注意符号及说明）。 2 写出带结构、使用参数的汽车燃料消耗方程式（注意符号及说明）。 3 画出制动减速度与制动时间关系曲线，并说明制动过程四阶段。
4 画出前轮驱动汽车加速上坡时的整车受力分析图。 5 有几种计算汽车最高车速的方法？并绘图说明。 6 列出各种可以绘制I 曲线的方程及方程组。 三、叙述题（选择其中4道题，计20分） 1 用表格的形式列出计算汽车动力因数的步骤，并说明在计算汽车动力性的用途。 2 叙述制作汽车驱动力图的步骤。 3 试用驱动力－行驶阻力平衡图分析汽车的最大加速度max )/(dt du 。 4 制动器制动力、地面制动力和地面附着力三者之间有什么联系和区别？ 5 车轮滑动率与纵向附着系数间有什么联系？ 6_ 列出其叙述汽车在不同路面上制动时最大减速度值及其平均值。 7 列出其叙述汽车在不同路面上制动时最大减速度值及其平均值。 8 有几种方式可以判断或者表示汽车的稳态转向特性？请简单叙述之。 9 道路阻力系数ψ以及它在不同条件下的表达式。 10 描述刚性车轮在侧向力作用下运动方向的变化特点。 四、分析题（选择其中4道题，计20分） 1 已知某汽车φ0＝0.4，请利用Ｉ、β、ｆ、γ线，分析φ＝0.5,φ＝0.3以及φ＝0.7时汽车的制动过程。 2 利用驱动－附着条件原理，分析不同驱动型式汽车的适用条件。 3 叙述变速器档位数对汽车动力性和燃油经济性的影响，并讨论当前各种汽车选用变速器档位数的趋势，采用何种变速器可以最终解决档位数和汽车动力性与经济性要求之间的矛盾。 4 在划有中心线的双向双车道的本行车道上，汽车以58km/h 的初速度实施紧急制动，仅汽车左轮留下制动拖痕，但汽车行驶方向轻微向右偏驶，请分析该现象（要求绘制受力分析图）。 5 某起交通事故现场勘察发现，地面没有制动拖痕。事后实施紧急制动，发现汽车制动系仍有制动力。请分析这种现象（提示：从驾驶员、道路及制动系技术状况三个方面分析）。
纯电动汽车整车控制器的设计 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传 统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电 动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科 技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提 供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文 从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能 量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控 制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车 辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车 控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内 各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核 心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对 整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车 通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行 驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统 发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传 输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实 时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节 点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟 踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系 统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成 了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计
纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）
四、计算题（每题10分，共30分） 1.已知车速V a ＝30km/h ，道路坡度i ＝0.1，汽车总重G a ＝38000N ，车轮动力半径r d ＝0.367m ，传动效率ηt ＝0.85，滚动阻力系数f'＝0.013，空气阻力系数C D ＝0.75，汽车迎风面积A ＝3.8m 2汽油机i 0i g ＝18。求发动机的输出扭矩M e 。 解： 分）（分） （因为：分）（310615.21)((20515.2102 20Nm r i i Av C f i G M dt dv dt dv g G v A C f G i G r i i M t g a D a e a a a a D a a t g e =?++==++ +=ηδη 2.某乘用车总重G a ＝1000kg ，汽车滚动阻力系数f'＝0.013，汽车迎风面积C D A ＝0.8m 2，车速V a ＝30km/h ，传动效率ηt ＝0.8，汽油密度ρ=0.714kg/L(7N/L)，发动机的比油耗g e ＝280g/kWh 。求汽车上坡（i=0.1）时的百公里油耗。 解： 分）（分） 5100/1615.21308.0)013.01.0(100007.08.036722805(15.21)(367222km L v A C f i G g Q a D a t e =? ? ? ????++??= ????? ? ++=ρη 3.汽车以48km/h 紧急制动时的拖印长度为12m 。求路面的附着系数（g 取9.8m/s 2 ）。 解： 分）分）＝5(75.0128.9236485(222 22 =????? ??== gs v g v S a a φφ 3 汽车在水平道路上，轮距m B 45.1=,重心高度m h g 97.0=,道路横向附着系数39.0=l ?，以弯道半径R ＝1000m 做等速圆周运动,求汽车既不发生侧翻的极限车速和也 不发生侧滑的极限车速。 解：不发生侧滑的极限车速： 不侧翻的极限车速： 1 某汽车总质量m =4600kg, C D =0.75,A =4m 2,旋转质量换算系数 g 21（其中1,03.02=δ） ，,f =0.025,传动系机械效率ηT =0.82,传动系总传动比 10 0==g i i i （其中) 15.3=g i ,假设发动机输出转矩为T e =20000N·m, 车轮半径m r 360.0=，道路附着系数为4.0=?,求汽车全速从20km/h 加速10s 时所能达到的车速。 解：①计算t F 结果， N r i i T F g tq t 5.4555582.0360.010 200000=??= = 。 N mg 4.1805040.0.81.94600=??=? ②由于? >F F t ,所以， 2/924.381.94.0s m g a =?==? h km s m s s m s m at v v /28.161/8.4410/924.3/56.5201==?+=+= 1 某汽车总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数 g i 211δδδ++=（其中 034 .01=δ, 0.032=δ）,012.0=f ,传动系机械效率ηT =0.85,传动系总速比0 i i i g =（其中 12 .4,15.30==i i g ）,车轮滚动半径r =0.365m,发动机转矩m N 24000?=tq T ,道路附着系数 45.0=?,求汽车全速从25km/h 加速至40km/h 所经过的路程。 ①t F 计算过程： N r i i T F g tq t 8.85725345.0365.012 .415.3240000???= = N mg 7.2030645.0.81.94600=??=? ②由于?>mg F t ,因此22 6.3256.3402-=?S g , m S 52.8= 2 某汽车的总质量m=4600kg, C D =0.75,A=4m 2,, 03.01＝δ,03.02=δ,f=0.025,传动系机械效率ηT =0.85,传动系总传动比90==g i i i ,假想发动机输出转矩m N T tq ?=35000, 车轮半径m r 360.0=，道路附着系数为5.0=? ,求汽车全速从20km/h 加速至40km/h 所经过的路程。 解：由于?>mg F t ,因此2 2 6.3206 .3402- =S g ?,m S 45.9= 3 已知某汽车的总质量m=4600kg, C D =0.75,A=4m 2 ,旋转质量换算系数 035.01＝δ, 03 .02=δ,坡度角α=5°,f=0.017,传动系机械效率 84 .0=T η,传动系总传动比 9 0==g i i i , 假想发动机外特性转矩为T e =4000N·m , 车轮半径m r 367 .0=，加速度dV/dt=0.3m/s 2 ,u a =30km/h,此时克服各种阻力功率需要的发动机输出功率是多少？ kw dt du m u Au C Gu Gfu P a a D a a t e 18.6136001) 30.0304600065.176********.05sin 3081.946005cos 3081.9017.04600(84 .01 ) 3600761403600sin 3600cos (133 =???+??++??+???= +++=δαα 4 已知汽车的B =1.8m,h g =1.15m ,横坡度角为10°,R =22m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,不发生侧翻的最大车速是多少(假设横向附着系数足够大)? 解： 10cos 10sin 210cos 2 g g h r mv h mg b mg ?+?>? ，h km s m v /53.40/26.11=< 5 某发动机前置轿车的轴距L =2.6m ，质心高度h g =0.60m ，汽车的总质量为m =1200kg ，静止不动时前轴负荷为汽车总重的60％，后轴负荷为汽车总重的40％，计算汽车以2 /1s m dt du =的加速度加速时汽车前后轴动载荷。
带增程器的纯电动汽车动力系统设计 时间:2010-10-28 13:24来源:同济大学 引入Range-Extender（增程器）概念，阐述纯电动汽车前期开发过程中动力系统参数的设计过程，旨在为纯电动汽车动力系统参数开发提供参考。 0 前言 众所周知，我国在传统内燃机汽车方面一直落后于发达国家，有很多关键技术依赖于发达国家的汽车企业，常常被别人牵着鼻子走，这也造成了我国汽车行业长期处在一种低水准、高成本的模式下运作，非常不利于我国汽车行业的正常发展。 目前全球汽车行业正处于转型阶段，由于石油资源的短缺和环境的日益恶化，使得人们不得不考虑从传统内燃机汽车向新能源电动汽车转型，这也给我国汽车行业带来了发展契机，大力发展新能源电动汽车，掌握其关键技术，就能让我国汽车企业在未来的全球竞争中占得先机，在汽车行业占据领先地位。 1 电动汽车及Range - Extender 简介 电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势。目前电动汽车技术的研发已成为各国政府和汽车行业的热点。电动汽车指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。它包括燃料电池电动汽车（FCEV）、混合动力电动汽车（HEV）和纯电动汽车（BEV）3种类型。其中纯电动汽车（Battery Electric Vehicle）发展时间最长，曾被全球汽车企业广泛看好，从20世纪70 年代至今，可以说比其他类型电动汽车的发展时间都长，经验也丰富，开发成本也较低。 但由于目前蓄电池储能有限，纯电动汽车存在一次充电后续驶里程短的问题。考虑采用在纯电动汽车上加装一个增程器（Range-Extender）的方法来增加纯电动汽车的续驶里程。
电动汽车用整车控制器总体设计方案
目次 1 文档用途 (1) 2 阅读对象 (1) 3 整车控制系统设计 (1) 3.1 整车动力系统架构 (1) 3.2 整车控制系统结构 (2) 3.3 整车控制系统控制策略 (3) 4 整车控制器设计 (4) 5 整车控制器的硬件设计方案 (5) 5.1 整车控制器的硬件需求分析 (5) 5.2 整车控制器的硬件设计要求 (6) 6 整车控制器的软件设计方案 (7) 6.1 软件设计需要遵循的原则 (7) 6.2 软件程序基本要求说明 (7) 6.3 程序中需要标定的参数 (7) 7 整车控制器性能要求 (8)
整车控制系统总体设计方案 1 文档用途 此文档经评审通过后将作为整车控制系统及整车控制器开发的指导性文件。 2 阅读对象 软件设计工程师 硬件设计工程师 产品测试工程师 其他相关技术人员 3 整车控制系统设计 3.1 整车动力系统架构 如图1所示，XX6120EV纯电动客车采用永磁同步电机后置后驱架构，电机○3通过二挡机械变速箱○4和后桥○5驱动车轮。车辆的能量存储系统为化学电池（磷酸铁锂电池组○8），电池组匹配电池管理系 统（Battery Management System，简称BMS）用以监测电池状态、故障报警和估算荷电状态（State of Charge，简称SOC）等，电池组提供直流电能给电机控制器○2通过直-交变换和变频控制驱动电机运转。 整车控制器○1（Vehicle Control Unit，简称VCU）通过CAN（Control Area Network）和其它控制器联接，用以交换数据和发送指令。该车采用外置充电机传导式充电，通过车载充电插头利用直流导线联接充电 机○9，充电机接入电网。 ○1整车控制器○2电机控制器○3交流永磁同步电机○4变速箱○5驱动桥 ○6车轮○7电池管理系统○8磷酸铁锂动力电池组○9外置充电机○10电网连接插座 图1 整车动力系统架构简图
电动机&电池匹配 ? 整车参数： 整车自重（带电池）：700KG （TBD ） 额定载荷： 300KG （4个人） 车辆滚动半径： 0.247mm ? 计算变速器速比和车速： 无变速箱，无差速器，根据产品定义设计最高车速：80KM/H ，计算电动机最高转速需求： 0.377 0.3770.24780/859/a rn u n km h i n r m ==?== 取满载时最高车速为40KM/H 0.2470.377 40/1 a r u km h == 则430/n r m = ? 计算满载在正常道路上行驶时所需要的扭矩： 初步确定传动效率为0.92，空气阻力系数为0.35、轮胎滚动阻力系数为0.015、迎风面 积2 1.66m 2 21.15M CdA Gf u r η=+ 20.920.35 2.2 8409.80.015800.24721.15M ??=??+? 95.7M Nm = ? 计算在正常道路上行驶时所需要的功率： 3max max 1 ( )360076140e a a Gf CdA P u u η=+ 3 17009.80.020.35 2.2(8080) 5.70.92360076140 e P Kw ???= ?+= ? 选择电动机 根据车辆的安装空间以及市场上的电动机的情况，选择电动机额定电压为72V ；根据车辆用 设车辆最大行驶里程为80KM ，电池放电深度为0.8： 0.8e S P UI V ?=? 82.3I A = 800.88082.3 W S Vt km ==??= 102.875W Ah = 所以选择110Ah 电池
5.9车轮总成 5.9.1 车轮总成的结构：车轮：145/70R12轮胎 5.9.2车轮总成的性能要求 5.9.2.1车轮总成应有合理的负荷能力和速度能力 5.9.2.2轮胎应有良好的附着性能和缓冲性能 5.9.2.3同时考虑铝合金和钢车轮 5.9.2.4具有良好的均匀性和质量平衡性。车轮总成在轮毂边缘上总的动不平衡量不大于80g，每一轮毂边缘单侧只用一块平衡块。 5.9.2.5车轮总成应有较小的滚动阻力和行驶噪声。 5.9.2.6车轮装饰盖与车轮搭配合理。 5.9.2.7无备胎 5.10 电气 5.10.1蓄电池 5.10.1.1免维护式，容量：210A·h 5.10.1.2要求安装位置接近性好、固定可靠 5.10.3.1 组合仪表包括指针式车速表、里程表、指针式电动机转速表、电压表、水温表等。 5.10.3.2组合仪表设有：点亮报警灯、充电指示灯、制动报警灯、转向指示灯、远光指示灯、前雾灯指示灯、防盗报警灯等。 5.10.3.3仪表台灯光应柔和、明亮、可调。 5.10.4喇叭 5.10.4.1单无触点电喇叭。 5.10.5车灯 5.10.5.1整车车外设定前照灯、前/后位置灯、前后转向灯、制动灯、倒车灯、前雾灯、后雾灯（选装）、牌照灯、回复反射器。
汽车运用工程大作业
（一）汽车动力性计算 （1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 r i i T g η0tq T Ft = ；4 43 32 21)/()/()/()/(c n a c n a c n a c n a a T tq ++++=；r u i i a g 377.0n 0= ；其他参 数已知；又以上条件可求出Ft ，并画出a u t F -图形。 15 .212 a D w f Au C f G F F +=+；参数均已知，可求出a w f u F F -+） （图形。 数据表格见：《附表一》 （2）求最高车速max a u 令Ft=Ff+Fw,得到方程058.62968.17316.4042.01065.12 34 4 -=+-?+?-?a a a a u u u u 使用MATLAB 求解 >> p=[0.000165,-0.042,4.16,-173.68,629.58] p = 0.0002 -0.0420 4.1600 -173.6800 629.5800 >> px=poly2str(p,'x') px =
0.000165 x^4 - 0.042 x^3 + 4.16 x^2 - 173.68 x + 629.58 >> format rat% >> r=roots(p) r = 17290/159 8296/117 +11840/193i 8296/117 -11840/193i 2782/697 max a u =108.7km/h. 这与从驱动力—行驶阻力平衡图观察结果一致。 最大爬坡度max i 的求解见（4）。 （3）绘制加速度倒数曲线 )(1w f t F F F m du dt a +-==δ，其中 2 2 2 022 67.4844.401g T g f w i r i i I r I m +=+ +=∑ ηδ 12.61=g i ， 43242.192.5817.96208.650556.201735.18631a a a a u u u u a -+-+-=； 11.32=g i ， 432048.093.364.12185.167954.120118.5111a a a a u u u u a -+-+-=； 69.13=g i ， 4320023.034.062.1905.49663.81645.1791a a a a u u u u a -+-+-=； 00.14=g i ， 432000165.0042.016.468.17358.62911.891a a a a u u u u a -+-+-=； 由以上条件绘出 a u -a 1 图形如下： 数据表格见：《附表二》