能源纯电动物流车计算设
计书
Final approval draft on November 22, 2020
一、 设计要求
二、 整车技术参数 三、 驱动结构设计 四、 驱动系统设计 五、 供电系统设计 六、 空调系统设计 七、 真空助力系统设计 八、 设计结果
一、 设计要求
1、整车性能技术指标
A 运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%，作业
类新能源专用车、货车不超过20%。
B 吨百公里电耗不超过10kWh ；M1、N1类采用工况法，其他暂采用40km/h 等速法，其
中作业类专用车检测时上装部分不工作。 （1）最高车速：90km/h ； （2）最大爬坡度：20%； （3）加速性能0-50 Km/h ：<15s ；
（4）60km/h 续驶里程≥200km （等速法）；
最新能源纯电动物流车-计算设计书
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（5）工况法续航里程≥180km；
二、整车技术参数
新能源厢式运输车选用长安传统载货汽车底盘（SC1031GDD43）为改装主体。
新能源厢式运输车是在长安底盘改装成纯电动可承载式底盘的基础上，加装载货物厢体而形成的一款新能源厢式运输车，该车配置5MT手动变数箱、永磁同步驱动电机及控制器、整车控制器、三元锂离子锂电池、高压配电和BMS管理系统、智能车载充电器、直流快充充电系统、冷却系统、真空助力制动系统、助力转向系统、车载冷暖空调以及远程监控系统等。驱动电机采用电机前置通过法兰固定于变速箱，变速箱固定于整车中部，控制器及车载充电器布置在车身前中部，动力锂离子电池、高压配电系统及电池管理系统布置在车体中前两侧部位，车载空调布置在车体前部，远程监控终端固定于驾驶室中控台内部，采用5MT手动变数箱/2档AT自动变速箱。
1.整车控制系统的工作原理图
2.相关设计的参数计算
2)电机峰值功率及额定功率的匹配
电机的功率大小直接关系到电动汽车的动力性的好坏。电机功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡度越好，但电机的体积和质量也会相应地增加，同时电机不能经常保持在高效率下工作，降低了电动汽车的能量利用率，降低了汽车的行驶里程。驱动电机的最大功率（P m ax
e）必须满足最高车速时的功率（P e）、最大爬坡度时的功率（P a）及根据加速时间的功率（P c）要
求，即：P m ax
e
]
,
,
max[
c
a
e
P
P
P
≥。其中，
??
?
?
?
?
+
=
15
.
21
3600
2
max
max
Au
C
mgf
u
P D
T
eη
3)??
?
?
?
?
+
+
=
15
.
21
sin
cos
3600
2
max
max
i
D
T
i
a
Au
C
mg
mgf
u
Pα
α
η
4)
?
?
?
?
?
?
?
+
+
=
a
a
D
a
a
a
a
T
a
c
t
Au
C
t
u
mgf
t
u
m
t
P
5.2
15
.
21
5.1
2
3600
13
2
δ
η
5)式中：
m ax
u——最高车速，km/h；90
6)
T
η——传动系机械效率；
7)m——电动汽车整备质量，kg；1600
8)f——滚动阻力系数；
9)
D
C——空气阻力系数；
10)A——迎风面积，m2；
11)
max
α——最大爬坡度，(?)；11
12)
i
u——爬坡车速，km/h；40
13)
a u ——汽车的加速末速度，km/h ；90
14) a t ——汽车加速时间，s 。(0~50km/h ≤;50~90km/h ≤15s) 15)
kw P e 10.724= kw P a 30.08=
电机的峰值功率与额定功率的关系为：额峰P P 2=(所选电机功率关系λ=2)
式中：峰P ——电机峰值功率，kw ； 额P ——电机额定功率，kw ； λ——电机过载系数。
根据max e P 选择驱动电机的峰值功率，这里选择=额P ，=峰P 。
传动系参数
内部结构 减速箱原理 差速器原理图
二、 电机最高转速和额定转速选择与匹配
驱动电机的额定转速（b n ）和最高转速（m ax n ）的选取应符合驱动电机的转矩转速特性要求，如图1所示。在启动即低转速时得到恒定的最大转矩（m ax T ），同时在高转速时得到恒定的较高功率（b ω）。
图1 驱动电机扭矩转矩特性
β=b
n n max
（电机扩大恒功率区系数）。增大β值，可使电机在恒转矩区
获得较大转矩，提高汽车的加速和爬坡性能。但是，如果β值过大，会导致电机工作电流和逆变器的功率损耗和尺寸增大，因此β值一般取2~3。
m ax T 的选择需要满足汽车起动转矩和m ax a 的要求，同时结合传动比max i 和max α来
确定。
式中：r ——汽车轮胎滚动半径，m ； max i ——传动系统最大传动比。
电机最高转速的确定，根据最高车速m ax u 及最小传动比min i 确定 电机最大扭矩的确定，可以根据最大爬坡度m ax α和最大传动比max i 决定。
三、 整车可行性方案介绍及产品一致性
电机及控制器特性参数及性能要求
1．电机特性参数及性能要求
GB/T 、GB/T 或GB/T 、GB/T （可靠性试验项目不做要求）
根据计算结果，选择深圳大地和永磁同步电机额定功率Pe=20KW;峰值功率Pa=40KW
额定扭矩
mmaz
T = ；峰值扭矩
mmaz
T =
表3 20kw 电动机参数
2．控制器性能参数
控制器: 输入电压200V —360VDC ；冷却要求：智能循环液冷。
、动力电池及能量管理系统参数确定
1、动力电池参数确定
本次计算车辆驱动所需电池能量是按电动汽车试验质量 Kg 计算。 本次计算车辆驱动所需电池能量是按电动汽车试验质量 Kg 计算。
A 运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%，作业类新能源专用车、货车不超过20%。
B 吨百公里电耗不超过10kWh ；M1、N1类采用工况法，其他暂采用40km/h 等速法，其中作业类专用车检测时上装部分不工作。
方案一
选用磷酸铁锂电池，经过估算包含电池在内整车准备质量约1600KG.则电池包质量小于400KG;因此电池容量配比换算，则电池容量约32KWH.电池循环寿命≥2000次。 国家实验场地：匹配32kwh 电量，以60km/h 匀速行驶可以满足152km 续驶里程的要求。 动力电池（组）性能参数
电池单体参数
方案二
选用三元锂离子电池，经过估算包含电池在内整车准备质量约1600KG.则电池包质量小于400KG;因此电池容量配比换算，则电池容量约40KWH.循环寿命约800次。
国家试验场：从图中看出匹配40kwh电量，以60km/h匀速行驶可以满足190km续驶里程的要求。
表4 动力电池（组）性能参数
电池管理系统（BMS）采用天津清源电动车辆有限责任公司自行研发的系统，共5块采集板
（1）通讯方式：CAN；
（2）工作温度范围：-20°C~+85℃；
（3）电磁兼容性：按GB/T18655-2002，GB/T17619-1998，GB/。
、车辆动力性分析
本次计算车辆动力性是按满载质量2650Kg计算。
1.加速性能
图3 汽车加速时间图
0-50Km/h加速时间为，满足设计指标要求。
2. 爬坡性能
图4 爬坡度曲线图
爬坡度可达30％，满足最大爬坡度要求。
3.汽车功率平衡
图5 驱动功率－行驶阻力功率平衡图
由以上匹配结果可知，最高车速93km/h，满足最高车速90km/h要求。
3、其他电气系统设计性能指标
整车控制器
（1）防护等级：按GB/ （2）抗振：按GB/
仪表及电动附件
（1）整车动力电池采用DC320V磷酸铁锂电池，辅助电池采用12V的铅酸电池；
（2）通过额定功率1000W的DC/DC转换器，动力电池可以给辅助电池充电；
（3）采用can仪表；仪表需要重新选型，供应商：武汉green
（4）换挡机构采用自动换挡手柄；型号：YONGLE（YL-703S ）
（5）采用信号电压等级为5V的电子油门踏板。
(6) 采用真空助力刹车系统，型号：H-825
(7) 采用电动压缩机，匹配现款车型自带的空调其他系统。
(8) 采用PTC加热块，安装与现款车型暖风机底部，达到空调制热效果。(功率：2KW)
(9) 转向助力可以采用长安底盘配套电子助力转向系统。
4 三元电池及高压配电系统原理图5整车布置
根据计算及实际空间布置