汽车动力性计算

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：mphh km i i rn V g 5.43/70295.61487.02400377.0.377.00max ==⨯⨯⨯=⨯= （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 rg m i i T dg 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 2max ).15.21....(36001V 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kw1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15.21....(360012max2max＜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。

汽车动力性设计计算公式3.1 动力性计算公式3.1.1 变速器各档的速度特性：r nk eu ai 0.377 （km/h） (1)i igi 0其中：r为车轮滚动半径，m;kd由经验公式：r0.0254 b(1 ) (m)k2d----轮辋直径，inb----轮胎断面宽度，in---轮胎变形系数n 为发动机转速，r/min；i0 为后桥主减速速比；ei 为变速箱各档速比，i(i 1,2... p) ，p 为档位数，（以下同）。

gi3.1.2 各档牵引力汽车的牵引力：T (u ) i itq a gi 0F (u )错误！未指定书签。

tti ark（N ） (2)其中：T(u ) 为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N?m；t 为传tqa动效率。

汽车的空气阻力：2C A ud aF （N ） (3)w21. 15其中： 2C 为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m 。

d汽车的滚动阻力：F f G f （N ） (4)af G f（N ） (4)其中：G＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数a汽车的行驶阻力之和F：rF r F F （N ） (5)f w注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图实用标准文案3.2各档功率计算汽车的发动机功率：T (u ) ntq a eP (u ) （kw） (6)ei a9549其中：ei (u )P 为第i(i 1,2... p) 档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。

a汽车的阻力功率：P r ( FFfw3600)uat（kw） (7)3.3各档动力因子计算F (u ) Fti a wD (u ) (8)i a Ga各档额定车速按下式计算r nk e cua . 0.377 （km/h） (9)c ii ig i 0其中：n为发动机的最高转速；e cD i (u a ) 为第i(i 1,2... p) 档对应不同转速（或车速）下的动力因子。

对各档在[0，u. ]内寻找u a 使得D i (u a ) 达到最大，即为各档的最大动力因子D i . maxa c i注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线3.4最高车速计算当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高。

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2400Nm2 最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下：mphh km i i rn V g 5.43/70295.61487.02400377.0.377.00max ==⨯⨯⨯=⨯=（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 rg m i i T dg tq ηαkw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15.21..cos ...sin ..(360012002max ＜k V V A C f g m g m P slopeslope 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 ）。

(1)汽车动力性设计计算公式3.1动力性计算公式3.1.1变速器各档的速度特性:h 疋n eU a i=O.377 上-I gi ×∣O其中： r k 为车轮滚动半径，m;由经验公式：r k =0.0254 - b(1- ■ )(m)[2d----轮辋直径，in b----轮胎断面宽度，inn e 为发动机转速，r/min ； i °为后桥主减速速比；I gi 为变速箱各档速比，i(i =1,2...p)，P 为档位数，(以下同)3.1.2各档牵引力(N ) (2)其中：T tq (U a )为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩，N?m ； t 为传动效率。

汽车的空气阻力:其中：C d 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积，m 2汽车的滚动阻力:F f =G a f其中：G a = mg 为满载或空载汽车总重(N)， f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和F r :F r=F f F W ( N )……⑸注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图(km/h )汽车的牵引力： 错误！未指定书签F ti (U a )=T tq (U a ) i gi ∣OFWC d A U 221.153.1.3 各档功率计算 汽车的发动机功率:T tq (U a M n ePei (Ua"th( kW )......⑹其中：P ei (U a )为第i(i =1,2...p)档对应不同转速(或车速)下发动机的功率 汽车的阻力功率：3.1.4 各档动力因子计算D i (Uar F ti (：)-F W (8)Ga各档额定车速按下式计算r k n ecu ac ∙i =0.377—( km/h ) (9)ig i i其中：n ec 为发动机的最高转速；D i (U a )为第i(i =1,2...p)档对应不同转速(或车速)下的动力因子。

对各档在［0， U acj ］内寻找U a 使得D i (U a )达到最大，即为各档的最大动力因子 Dg x注：可画出各档动力因子随车速变化的曲线3.1.5 最咼车速计算当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高。

汽车的动力性设计计算公式汽车的动力性设计是指通过合适的动力系统来提供足够的功率和扭矩，以满足汽车加速、行驶、超车等操作的要求。

其中最重要的参数是车辆的马力（Horsepower）和扭矩（Torque）。

下面将介绍一些与汽车动力性设计相关的计算公式。

1. 马力（Horsepower）计算公式：马力是衡量汽车动力的重要指标，它表示单位时间内所做功的大小。

马力与车速、时间、车辆重量等参数有关。

一般而言，马力越大，汽车的加速性能越好。

计算公式如下所示：Horsepower = (Torque x RPM) / 5252其中，Torque表示扭矩，RPM表示发动机转速（每分钟转数）。

2. 扭矩（Torque）计算公式：汽车的扭矩是指发动机输出的力矩。

对于一个给定的发动机，扭矩与输出功率呈正比例关系。

计算公式如下所示：Torque = (Horsepower x 5252) / RPM其中，Horsepower表示马力，RPM表示发动机转速。

3. 加速度（Acceleration）计算公式：加速度是衡量汽车动力性能的重要指标之一，它表示单位时间内速度增加或减少的量。

加速度与发动机输出的功率、车辆质量、轮胎抓地力等因素有关。

计算公式如下所示：Acceleration = Horsepower / (Vehicle weight x Rolling resistance)其中，Horsepower表示马力，Vehicle weight表示车辆重量，Rolling resistance表示轮胎的滚动阻力。

4. 风阻（Aerodynamic Drag）计算公式：风阻是汽车行驶时空气阻力对车辆运动的阻碍作用，是影响汽车速度上限和燃油经济性的重要因素之一、计算公式如下所示：Aerodynamic Drag = 0.5 x Air density x Drag coefficient x Frontal area x Vehicle speed^2其中，Air density表示空气密度，Drag coefficient表示阻力系数，Frontal area表示车辆正面投影面积，Vehicle speed表示车速。

序号：2-34 汽车理论课程设计说明书题目：汽车动力性计算班级：姓名：学号：序号：指导教师：目录1.题目要求 (1)2.计算步骤 (1)3.结论 (6)4.心得体会 (6)5.参考资料 (7)1.题目要求确定一轻型货车的动力性能（5挡）：1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线；2）绘制驱动力---行驶阻力平衡图；3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上（横坐标）； 4）绘制动力特性图；5）绘制加速度曲线和加速度倒数曲线；6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间（加速区间（初速度和末速度）按照国家标准GB/T 12543－2009规定选取，并且在说明书中具体说明选取；7）列表表示最高挡和次高挡在20整数倍车速的参数值； 8）对动力性进行总体评价。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的T tq -n 曲线的拟合公式为T tq = -19.313+295.27(1000n ) - 165.44(1000n )2 + 40.87(1000n )3 - 3.8445(1000n )4式中，T tq 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。

发动机的最低转速m in n =600r/min ，最高转速m ax n =4000r/min 总质量 m =3880kg 车轮半径 r =0.367m 滚动阻力系数 f =0.011 机械效率 ηT =0.85 空气阻力系数 迎风面积 A C D =2.77 2m 主减速器传动比 0i =5.62 飞轮转动惯量 f I =0.24kg.m 2 变速器传动比 g i （数据见下表）质心至前轴距离（满载） a=1.947m 质心高（满载） g h =0.9m2. 计算步骤1）根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制P e -n 和T tq -n 曲线：由所给发动机使用外特性曲线拟合公式，将两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：2500100120140160180n / (r/min)T t q / (N m )500100015002000300035004000P e / (k W )图1 发动机外特性中的功率与转矩曲线2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图：根据公式 0tq g Tt T i i F r=η在MATLAB 里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所示。

自卸车动力性计算数据一、整车数据满载总质量(kg)m =62500满载总重量(N)G =612500主减速比I0 =10.47STR空气阻力系数×迎风面积C D×A = 6.028车轮滚动半径(m)R =0.618传动系机械效率η =0.85滚动阻力系数 f =0.0076+变速器型号10JSD180档位123变速器传动比Ig14.86011.0208.070旋转质量换算系数δ13.1957.729 4.632发动机型号WD12.375发动机参数最大扭矩转速1500rpm外特性转速 Ne(r/min)800100012001401扭矩 Me(N·m)940134314701500使用外特性转速 Ne(r/min)800100012001401扭矩 Me(N·m)940.001323.811428.001435.61二、计算公式驱动力 Ft=Me×I0×Ig×η/R行驶速度 Va=0.377×R×Ne/I0×Ig滚动阻力系数 f=0.0076+0.000056×Va空气阻力 Fw=CD×A×Va2/21.15滚动阻力 Ff=f×G动力因数 D=(Ft-Fw)/G爬坡度 I=TAN(ASIN(D-f×SQRT(1-D2+f2))/(1+f2))加速度 J=9.8×(D-f)/δ1档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 1.200.00766720115246970.328 10001323.81 1.500.00768428328547070.463 12001428.00 1.800.00770130557947180.499 14011435.61 2.100.00771730720747280.502 15011434.39 2.250.00772630694747340.501 16001413.34 2.400.00773430244347390.494 18001314.86 2.700.00775128136847500.459 20001205.03 2.990.00776825786647600.421 22001078.20 3.290.00778423072547710.377 Vmax=3.29Dmax=0.5022档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 1.620.00769014917247110.244 10001323.81 2.020.00771321008147250.343 12001428.00 2.420.00773622661447400.370 14011435.61 2.830.00775822782147540.372 15011434.39 3.030.00777022762847620.372 16001413.34 3.230.00778122428847690.366 18001314.86 3.630.00780420865947830.341 20001205.03 4.040.00782619123047980.312 22001078.20 4.440.00784917110348130.279 Vmax=4.44Dmax=0.3723档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 2.210.00772410923947320.178 ********.81 2.760.00775415384347520.251 12001428.00 3.310.00778516595147720.271 14011435.61 3.860.00781616683547920.272 15011434.39 4.140.00783216669348020.272 16001413.34 4.410.00784716424748120.268 18001314.86 4.960.00787815280248320.249 20001205.03 5.510.00790914003948530.229 22001078.20 6.070.00794012530048740.205 Vmax=6.07Dmax=0.2724档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 2.960.0077668148947590.133 ********.81 3.700.00780711476347860.187 ********.00 4.440.00784812379548130.202 14011435.61 5.180.00789012445448400.203 15011434.39 5.550.00791112434948540.203 16001413.34 5.910.00793112252448680.200 18001314.86 6.650.00797311398648960.186 ********.037.390.00801410446549240.171 22001078.208.130.0080559347049530.153 Vmax=8.13Dmax=0.2035档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D(r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 3.990.0078246037347960.099 10001323.81 4.990.0078798502448330.139 ********.00 5.990.0079359171548710.150 ********.61 6.990.0079919220449090.151 ********.397.490.0080199212649280.150 ********.347.980.0080479077449470.148 18001314.868.980.0081038444849860.138 ********.039.980.0081597739450260.126 22001078.2010.980.0082156924950660.113 Vmax=10.98Dmax=0.1516档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 5.350.0078994507648470.074 10001323.81 6.680.0079746348248970.104 12001428.008.020.0080496847849480.112 14011435.619.360.0081246884350010.112 15011434.3910.030.0081626878450280.112 16001413.3410.690.0081996777550540.111 18001314.8612.030.0082746305251090.103 20001205.0313.360.0083485778551640.094 22001078.2014.700.0084235170452210.084 Vmax=14.70Dmax=0.1127档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.007.210.0080043343549170.055 10001323.819.010.0081054708749870.077 12001428.0010.810.0082055079350590.083 14011435.6112.620.0083075106351330.083 15011434.3913.520.0083575102051710.083 16001413.3414.410.0084075027152090.082 18001314.8616.220.0085084676852860.076 20001205.0318.020.0086094286253660.070 22001078.2019.820.0087103835154470.062 Vmax=19.82Dmax=0.0838档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.009.840.0081512450150200.040 10001323.8112.290.0082883450551200.05612001428.0014.750.0084263722152230.061 14011435.6117.220.0085653741953300.061 15011434.3918.450.0086333738753850.061 16001413.3419.670.0087023683954400.060 18001314.8622.130.0088393427255540.056 20001205.0324.590.0089773140956710.051 22001078.2027.050.0091152810357910.046 Vmax=27.05Dmax=0.0619档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.0013.190.0083381827451570.030 10001323.8116.480.0085232573652980.042 12001428.0019.780.0087082776154450.045 14011435.6123.090.0088932790955990.045 15011434.3924.740.0089862788656780.045 16001413.3426.370.0090772747657580.045 18001314.8629.670.0092622556259240.041 20001205.0332.970.0094462342760960.038 22001078.2036.260.0096312096162740.034 Vmax=36.26Dmax=0.04510档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.0017.800.0085971353653560.022 ********.8122.250.0088461906455590.031 12001428.0026.700.0090952056457740.033 14011435.6131.180.0093462067360010.033 15011434.3933.400.0094702065661190.033 16001413.3435.600.0095942035362380.033 18001314.8640.050.0098431893564860.030 20001205.0344.510.0100921735367460.027 ********.2048.960.0103421552770170.024 Vmax=48.96Dmax=0.033发动机外特性曲线轮距2200车高34250.000056×Va456789106.020 4.460 3.330 2.470 1.810 1.350 1.0003.043 2.144 1.660 1.386 1.230 1.150 1.105额定功率转速2200rpm1501160018002000220015101499141613181198150116001800200022001434.391413.341314.861205.031078.20I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)33.91%0.238 4.19878.75 1.840.051.19%0.338 2.960138.63 2.300.356.54%0.365 2.741179.45 2.770.556.95%0.367 2.726210.63 3.240.956.88%0.366 2.729225.47 3.48 1.055.76%0.361 2.770236.82 3.71 1.150.74%0.335 2.981247.85 4.18 1.345.47%0.307 3.258252.39 4.66 1.639.76%0.274 3.650248.41 5.14 1.9Imax=56.95%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 24.29%0.299 3.34478.75 2.490.0 35.64%0.425 2.352138.63 3.120.338.93%0.459 2.177179.45 3.750.639.17%0.462 2.166210.63 4.400.9 39.13%0.461 2.168225.47 4.72 1.1 38.45%0.454 2.201236.82 5.04 1.2 35.35%0.422 2.369247.85 5.68 1.4 32.00%0.386 2.591252.39 6.33 1.7 28.24%0.344 2.905248.41 6.99 2.0Imax=39.17%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 17.33%0.361 2.77078.75 3.410.0 25.12%0.515 1.942138.63 4.280.4 27.31%0.557 1.796179.45 5.160.6 27.46%0.560 1.787210.63 6.050.9 27.44%0.559 1.788225.47 6.49 1.1 26.99%0.551 1.816236.82 6.94 1.4 24.92%0.511 1.956247.857.84 1.7 22.65%0.467 2.141252.398.75 2.0 20.07%0.416 2.404248.419.66-2.4Imax=27.46%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 12.63%0.403 2.47978.75 4.600.018.27%0.578 1.729138.63 5.780.419.82%0.626 1.599179.45 6.980.8 19.93%0.629 1.590210.638.19 1.1 19.91%0.628 1.592225.478.80 1.3 19.59%0.619 1.617236.829.41 1.7 18.11%0.574 1.744247.8510.65 1.9 16.48%0.523 1.911252.3911.90 2.4 14.61%0.465 2.149248.4113.16 2.7Imax=19.93%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 9.11%0.415 2.41178.75 6.260.013.21%0.598 1.671138.637.880.614.33%0.648 1.543179.459.53 1.0 14.41%0.651 1.535210.6311.21 1.6 14.39%0.651 1.537225.4712.06 1.9 14.16%0.640 1.561236.8212.91 2.1 13.09%0.593 1.686247.8514.63 2.4 11.90%0.540 1.852252.3916.39 3.0 10.54%0.479 2.088248.4118.17 3.6Imax=14.41%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 6.58%0.388 2.57978.758.470.09.61%0.565 1.771138.6310.690.810.43%0.612 1.633179.4512.97 1.4 10.48%0.615 1.625210.6315.30 2.3 10.47%0.615 1.627225.4716.48 2.6 10.30%0.605 1.654236.8217.66 3.0 9.51%0.559 1.790247.8520.08 3.5 8.63%0.507 1.972252.3922.56 4.3 7.61%0.448 2.232248.4125.08 5.2Imax=10.48%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 4.66%0.329 3.03778.7511.580.06.89%0.486 2.057138.6314.68 1.37.49%0.528 1.894179.4517.87 2.3 7.52%0.530 1.885210.6321.17 3.7 7.51%0.529 1.889225.4722.85 4.2 7.38%0.520 1.922236.8224.54 4.6 6.79%0.479 2.088247.8528.01 5.4 6.13%0.433 2.309252.3931.59 6.8 5.38%0.380 2.632248.4135.288.1Imax=7.52%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)3.18%0.253 3.94778.7516.140.04.80%0.382 2.616138.6320.57 2.25.23%0.416 2.403179.4525.18 4.0 5.25%0.417 2.396210.6330.006.5 5.23%0.416 2.403225.4732.487.3 5.13%0.408 2.449236.8234.978.2 4.69%0.374 2.677247.8540.169.5 4.21%0.335 2.987252.3945.5712.0 3.65%0.290 3.446248.4151.1914.3Imax=5.25%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)2.14%0.182 5.48178.7522.220.03.34%0.284 3.517138.6328.544.1 3.65%0.310 3.221179.4535.207.2 3.65%0.310 3.222210.6342.2612.0 3.63%0.309 3.237225.4745.9113.5 3.55%0.302 3.310236.8249.6315.0 3.21%0.273 3.661247.8557.4417.3 2.83%0.241 4.148252.3965.6722.1 2.40%0.204 4.895248.4174.3526.5Imax=3.65%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)1.34%0.1148.78878.7531.160.02.21%0.188 5.324138.6340.438.7 2.42%0.206 4.861179.4550.3915.0 2.40%0.204 4.900210.6361.1425.4 2.37%0.202 4.945225.4766.7928.5 2.31%0.196 5.093236.8272.5831.6 2.03%0.173 5.775247.8584.9036.2 1.73%0.148 6.778252.3998.1247.0 1.39%0.1188.448248.41112.2757.4Imax=2.42%。

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2400Nm2最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下：V max = 0.377 ⨯n.rigi= 0.377 ⨯2400 ⨯ 0.487 1⨯ 6.295= 70km / h = 43.5mph1）式中：n—电机转速（rpm）；r—车轮滚动半径（m）；ig—变速器速比；取五档，等于1；i 0 —差速器速比。

（2-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=arcsin(T tq.i g.i0.d-f)=arcsin(2400⨯1⨯6.295⨯0.9-0.015)=8.20 max m.g.r18000 ⨯ 9.8⨯ 0.487所以满载时最大爬坡度为 t a n (max)*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V max 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为：1C .A .V 2 P n = (m .g . f 3600 + d max ).V 21.15max（2-1）式中：η—整车动力传动系统效率（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； C d —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)；V max —最高车速，取 70km/h 。

序号：5-10 汽车理论课程设计说明书题目：汽车动力性计算班级：车辆0805姓名：张海涛学号：0812103927序号：5-10指导教师：苗立东目录1.题目要求 (1)2.计算步骤 (2)3.结论 (6)4.心得体会 (7)5.参考资料 (8)1. 题目要求确定一轻型货车的动力性能（5挡）： 1） 根据所给发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制P e 和T tq -e n 曲线；2） 绘制驱动力-行驶阻力平衡图；3） 绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图，画在一张图上。

4） 绘制动力特性图； 5） 绘制加速度倒数曲线；6）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和直接挡加速时间（计算速度区间按GB/T12543-1990规定选取）； 7） 列表表示最高档和次高档在20整数倍车速参数值; 8） 对动力性进行总体评价。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的T q -n 曲线的拟合公式为432q)1000n(8445.3)1000n (874.40)1000n 165.44(-)1000n 295.27(-19.313T -++=式中，T q 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。

发动机的最低转速min n =600r/min ，最高转速max n =4000r/min 总质量 m =3880kg 车轮半径 r =0.367m 传动系机械效率 T η=0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数⨯迎风面积 A C D =2.77 主减速器传动比 0i =5.66 飞轮的转动惯量 f I =0.2 两前轮转动惯量 1w I =1.7982.m kg 四后轮转动惯量 2w I =3.5982.m kg 轴距 L =3.2m 质心至前轴距离（满载） a =1.947m 质心高 g h =0.9m变速器传动比 g i （数据见下表1）表1 变速器传动比 g iⅠ挡 Ⅱ挡 Ⅲ挡 Ⅳ挡 Ⅴ挡 五挡变速器 5.56 2.769 1.644 1.00 0.7932. 计算步骤1）绘制P e 和T tq -e n 曲线：由所给发动机使用外特性曲线拟合公式432)1000n (8445.3)1000n (874.40)1000n 165.44(-)1000n 295.27(-19.313T -++=q9550n T P q e ⨯=两条曲线放在一个坐标系里，如图1所示：20004000100120140160180n/(r/min)T q /(N m )50010001500250030003500020406080P e /(k W )←Tq←Pe图1 发动机外特性中的功率和转矩曲线2）绘制驱动力-行驶阻力平衡图：根据公式0tq g Tt T i i F r=η 0377.0i i nr u g a ⨯⨯=15.212a D w f AuC mgf F F +=+=阻力在MATLAB 里获取驱动力-行驶阻力平衡图如图2所示。

汽车动力性设计计算公式3.1动力性计算公式3.1.1变速器各档的速度特性：377.0i i n r u gi ek ai ⨯⨯=（km/h ） (1)其中：k r 为车轮滚动半径，m;w F =汽车的滚动阻力：f G F a f ⨯=（N ） (4)其中：a G ＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数汽车的行驶阻力之和r F ：w f r F F F +=（N ） (5)注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图3.1.3各档功率计算汽车的发动机功率：9549)()(ea tq a ei n u T u P ⨯=（kw ） (6)其中：)(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。

汽车的阻力功率：t aw f r u F F P η3600)(+=（kw ） (7)3.1.43.1.5a a 最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速c a u 作为最高车速m ax .a u 。

额定车速按下式计算0377.0i i n r u h g ce k c a =（km/h ） (10)其中：c e n 为发动机的最高转速h g i 为最高档传动比3.1.5.2 附着条件校验根据驱动形式计算驱动轮的法向反力n F驱动形式4*4全驱：a n G F =4*2前驱：)(a L L G F a n -=4*23.1.6i ac u .]4*2g4*2后驱：)arctan(2.g m i h L a ϕϕα-=，计算2.m i α 其中：b ——满载或空载质心到后轴的距离ϕ——道路附着系数L ——轴距取1.m i α、2.m i α之小者作为一档或直接档的最大爬坡度3.1.7最大起步坡度t k gq eq q r i i T Fd η⨯⨯⨯=0max （N ） (12)其中：m ax eq T 为发动机的最大输出扭矩q g i 为起步档位的传动比，这里分别取一档传动比和二档传动比0i 为主减速器的传动比t η3.1.82,1(i i =✧ 1i δ=✧ 1i δ=其中：m ——满载或空载质量)...2,1(p i i =档加速度)()(f D g m F u F a i iq r a ti i -=-=δδ......(16) 其中：i a 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下的加速度注：可画出加速度倒数随车速变化的曲线✧确定最佳换档点：设从第i 档换到1+i 档（1...2,1-=p i ）的最佳换档点对应的车速为i ab u ✧ 计算加速时间⎰=21)(16.31u u a a i du u a T (s)......(17) ✧ 计算加速距离 dt u S t t a i ⎰=2(s) (18)⎰=aeas u u ap du t 11......(19) u P p =m m =η0m 为整车整备质量3.2经济性计算公式3.2.1直接档（或超速档）等速百公里油耗计算✧ 按下式计算行驶阻尼功率r P ：)36001076140(136a a a D tr u f G u A C P +⨯=η（kw ） (22)✧ 按下式计算对应的发动机转速e n ：a k d g e u r i i n 377.00=（r/min ） (23)其中：d g i ——直接档（或超速档）传动比✧ 根据万有特性，通过插值求出对应于上面计算结果r P 、e n 的有效燃油消耗率e g （g/kw ·h ）e e g P Q .1100=（L/100km ）......(24) 其中：γ3.2.2n s =v v n e =S n t =n n s k g s r i n 377.0=其中：h g i 为最高档传动比✧ 终点燃油消耗率n e g以末速度n e v 对应的发动机转速n e n 和)(n e en v P 插值得到n gen n e k gh e v r i i n 377.00⨯= (28) (29)如果500<n t S ，则1+=n n 再次计算，否则停止，并以n t Q 作为500Q 。

%% 汽车动力性计算（自己编的动力性计算程序，供大家计算动力性时参考，具体参数大家根据所给程序对应输入，并对坐标轴数值按需要进行修改）clc; clear;close all;%%根据所给发动机数据拟合外特性曲线（发动机数据按照你所得到的数据进行输入）n_test=[500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200];T_test=[975 1108 1298 1496 1546 1620 1670 1785 1974 1974 1970 1889 1829 1748 1669 1700 1524 1105];figure(1)plot(n_test,T_test,'g');hold ongrid on%p=polyfit(n_test,T_test,7);p=polyfit(n_test,T_test,2);n=[450:1:2200];Ttq=polyval(p,n);plot(n,Ttq,'k');xlabel('发动机转速n(r/min)');ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)');title('发动机转矩曲线');legend('测试曲线','拟合曲线');%%所给车型动力总成相关参数ig=[3.07 2.16 1.48 1.0 0.82];i0=4.0; eta=0.78; r=0.57; M=25000; g=9.8; c=1.5; f0=0.01; f1=0.0002; f4=0.0005; CD=1; A=8;Iw=3.6;If=0.04;%% 发动机外特性曲线图figure(2)hold ongrid onfor i=length(n);Pe=Ttq.*n/9550;end[AX,H1,H2]=plotyy(n,Ttq,n,Pe);xlabel('发动机转速n(r/min)');ylabel('发动机转矩Ttq(N*m)');ylabel(AX(2),'发动机功率Pe(Kw)');title('发动机外特性曲线');%% 各挡位速度曲线%计算各挡位车速for i=1:length(ig);ua(i,:)=0.377*r*n/ig(i)/i0;end%计算各档位最高车速uamax=ua(:,length(ua(1,:)));figure(3)hold onfor i=1:length(ig);plot(n,ua(i,:),'k');endhold ongrid onxlabel('转速n(r/min)');ylabel('各挡位车速(km/h)');title('各挡位车速-转速表');legend('1挡车速','2挡车速','3挡车速','4挡车速','5挡车速'); %% 驱动力和行驶阻力平衡图%计算滚动阻力系数for i=1:length(ig);f(i,:)=f0+f1*(ua(i,:)/100)+f4*(ua(i,:)/100).^4;end%计算滚动阻力for i=1:length(ig);Ff(i,:)=c*M*g*f(i,:);end%计算空气阻力for i=1:length(ig);Fw(i,:)=CD*A*(ua(i,:).^2)/21.15; end%计算行驶阻力for i=1:length(ig);F(i,:)=Ff(i,:)+Fw(i,:);end%计算汽车驱动力for i=1:length(ig);Ft(i,:)=Ttq*ig(i)*i0*eta/r;endfigure(4)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), Ft(i,:),'k');plot(ua(i,:), F(i,:),'r');plot(ua(i,:), Ff(i,:),'b');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('驱动力、行驶阻力(N)');legend('驱动力Ft','行驶阻力Ff+Fw','滚动阻力Ff'); title('驱动力-行驶阻力平衡图');%% 汽车功率平衡图%计算各档位功率for i=1:length(ig);P(i,:)=Ft(i,:).*ua(i,:)/(3600*eta);end%计算风阻阻力功率for i=1:length(ig);Pw(i,:)=CD*A*ua(i,:).^3/(76140*eta);end%计算滚动阻力功率for i=1:length(ig);Pf(i,:)=M*g*f(i,:).*ua(i,:)/(3600*eta);end%计算总阻力功率for i=1:length(ig);Pz(i,:)=Pw(i,:)+Pf(i,:);endfigure(5)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), P(i,:),'k');plot(ua(i,:), Pz(i,:),'r');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('发动机功率、阻力功率(kW)');legend('发动机功率P','阻力功率Pz','Location','NorthWest'); title('功率平衡图');%% 动力特性图（动力因数图）for i=1:length(ig);D(i,:)= (Ft(i,:)- Fw(i,:))/M/g;endfigure(6)hold onfor i=1:length(ig);plot(ua(i,:), D(i,:),'k');plot(ua(i,:), f(i,:),'r');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('动力因数D');legend('动力因数D','滚动阻力系数f');title('动力特性图');%% 爬坡度曲线图for i=1:length(ig);I(i,:)= (tan(asin((Ft(i,:)-(Ff(i,:)+Fw(i,:)))/(M*g))))*100; endfigure(7)hold onfor i=1:length(ig);if i==1plot(ua(i,:),I(i,:),'r');elseplot(ua(i,:),I(i,:),'k');endendhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('最大爬坡度（%）');legend('Ⅰ挡','高速档');title('爬坡度曲线图');%% 加速度曲线图deta=1+1/M*4*Iw/r^2+1/M*If*ig.^2*i0^2*eta/r^2; for i=1:length(ig);a(i,:)=(Ft(i,:)-Ff(i,:)-Fw(i,:))./deta(i)/M;if i==5for j=1:length(n)if a(i,j)<0a(i,j)=0;elseendendendendfigure(8)hold onfor i=1:length(ig);if i==1plot(ua(i,:),a(i,:),'r'); elseplot(ua(i,:),a(i,:),'k');endendhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('加速度a（m/s^2）');legend('Ⅰ档','高速档');title('加速度曲线图');axis([0 120 0 1.5])%% 加速度倒数曲线for i=1:length(ig);for j=1:length(n)b(i,j)=1./a(i,j);endendfigure(9)hold onfor i=1:length(ig)plot(ua(i,:),b(i,:),'k');endhold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('各档加速度倒数1/a');legend('各档加速度倒数1/a曲线','Location','NorthWest'); title('各档加速度倒数曲线图');axis([0 120 0 10])ad1=b(1,:);ad2=ua(1,:);for i=1:(length(ig)-1);for j=1:length(n)if ua(i+1,j)>=ua(i,length(n)) flag(i)=j;break;endendad1=[ad1 b(i+1,j:length(n))]; ad2=[ad2 ua(i+1,j:length(n))];endfigure(10)hold onplot(ad2,ad1,'k');hold ongrid onxlabel('车速(km/h)');ylabel('加速度倒数1/a');legend('加速度倒数1/a曲线','Location','NorthWest');title('加速度倒数曲线图');axis([0 120 0 10])%% 加速时间曲线k=length(n);for i=1:length(ig);t(i,1)=0;for j=2:kt(i,j)=abs(ua(i,j)-ua(i,j-1))*(b(i,j)+b(i,j-1))/2;endendfor i=1:length(ig);for j=1:kat(i,j)=sum(t(i,1:j))/3.6;endendtotalat=at(1,:);for i=1:(length(ig)-1);for j=flag(i):ktotalat=[totalat totalat(length(totalat))+t(i+1,j)/3.6];endendfigure(11)hold onplot(totalat,ad2,'k');hold ongrid onxlabel('时间（s）');ylabel('车速(km/h)');legend('加速时间','Location','NorthWest'); title('加速时间曲线图');axis([0 100 0 120])Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。

整车动力性、经济性计算说明书3 计算公式3.1 动力性计算公式3.1.1 变速器各档的速度特性： 0377.0i i n r u gi ek ai ⨯⨯= （ km/h ） ......(1) 其中：k r 为车轮滚动半径，m;由经验公式：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)1(20254.0λb d r k (m)d----轮辋直径，inb----轮胎断面宽度，inλ---轮胎变形系数e n 为发动机转速，r/min ；0i 为后桥主减速速比；gi i 为变速箱各档速比，)...2,1(p i i =，p 为档位数，（以下同）。

3.1.2 各档牵引力 汽车的牵引力： t kgi a tq a ti r i i u T u F η⨯⨯⨯=)()( （ N ） (2)其中：)(a tq u T 为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N •m ；t η为传动效率。

（这点我理解了，不同车速对应的输出转矩是不一样的，）汽车的空气阻力：15.212ad w u A C F ⨯⨯= （ N ） (3)其中：d C 为空气阻力系数，A 为汽车迎风面积，m 2。

汽车的滚动阻力：f G F a f ⨯= （ N ） ......(4) 其中：a G ＝mg 为满载或空载汽车总重(N)，f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和r F ：w f r F F F += （ N ） (5)注：可画出驱动力与行驶阻尼平衡图3.1.3 各档功率计算 汽车的发动机功率： 9549)()(ea tq a ei n u T u P ⨯=（kw ） (6)其中： )(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。

汽车的阻力功率：taw f r u F F P η3600)(+=（kw ） (7)3.1.4 各档动力因子计算awa ti a i G F u F u D -=)()( (8)各档额定车速按下式计算.377.0i i n r u i g c e k i c a = （km/h ） (9)其中：c e n 为发动机的最高转速；)(a i u D 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速（或车速）下的动力因子。

汽车动力性计算汽车的动力性是指其加速性能和行驶速度的表现。

它直接反映了汽车的动力输出和驱动系统的效率。

动力性的计算可以通过以下几个方面进行：引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力、汽车动力重量比等。

首先，引擎的功率对汽车的动力性有很大的影响。

引擎排量大、燃料燃烧效率高的汽车能够输出更大的功率，从而提高汽车的动力性能。

引擎功率通常以千瓦（kW）或马力（HP）来表示。

其次，扭矩也是衡量汽车动力性的重要指标之一、扭矩代表引擎输出的力矩大小，能够影响汽车的加速性能。

通常以牛顿米（Nm）来表示。

同时，车辆的重量也会对动力性产生影响。

较重的汽车在加速时需要克服更大的惯性力，因此其加速性能通常较差。

重量较轻的车辆则更容易实现快速加速。

传动系统效率也是影响汽车动力性能的重要因素。

不同的传动系统，如手动变速器、自动变速器、CVT等，其效率各有差异。

传动系统的效率越高，越能将引擎的动力传递到车轮，从而提高汽车的动力性。

空气阻力是汽车行驶时产生的阻碍力之一，对动力性的影响也很大。

空气阻力随着汽车速度的增加而增大，因此高速行驶时汽车的动力性能会受到较大影响。

轮胎滚动阻力是轮胎与道路接触时产生的阻力，同样会影响汽车的动力性。

滚动阻力越小，汽车在行驶过程中消耗的动力越小，动力性能也就越好。

最后，汽车的动力重量比也是衡量其动力性的重要指标。

动力重量比代表单位质量的汽车所能提供的动力大小。

动力重量比越大，汽车的动力性能越好。

综上所述，汽车的动力性能是一个综合性能指标，涉及引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力和动力重量比等多个方面。

通过对这些因素的分析和计算，可以准确评估汽车的动力性能。

汽车制造商在设计汽车时，通常会根据这些指标进行优化，以提供更好的动力性能。

１汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因数－加速时间和加速距离）
已知：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度。

例如，已知数据如下表。

变速器速比
发动机外特性T q=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a2(n/c)3+a3(n/c)4
1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；
2)求汽车的最高车速、最大爬坡度；
3)绘制加速度倒数曲线
4)用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线
5)图解手工绘制II档起步，加速至70km/h的车速－时间曲线。