纯电动汽车动力性能分析与计算

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。

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 ）。

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 。

XXEV 动力性计算1初定部分参数以下整车外廓（ mm）11995×2550×电机额定功率100kw3200( 长×宽×高 )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以下：V maxi g i 02400（2-1）1式中：n—电机转速（ rpm）；r—车轮转动半径（ m）；i g—变速器速比；取五档，等于1；i0—差速器速比。

因此，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获取，即T tq .i g .i0 . df ) arcsin( 2400 1 6.295 0 .9 0max arcsin( 0.015 )因此满载时最大爬坡度为tan(m ax )*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供应 , 因此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 m ax匀速行驶时，电机所需供应的功率( kw) 计算式为：2P n 1 (m.g. f C dmax).V max （2-1）3600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；m—汽车满载质量，取18000kg；2f—转动阻力系数，取；C d—空气阻力系数，取；A —电动汽车的迎风面积，取×2( 原车宽 * 车身高 ) ；V m ax—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，电机所需供应的功率 ( kw) ，即2P n 1 (m.g. f C Dmax).V max3600?1 (18000 0.6 8.16 702 ) 70 （ 3-2）3600kw＜100kw4.2 满足以 10km/h 的车速驶过 14% 坡度所需电机的峰值功率将 14%坡度转变为角度：tan 1(0.14)80。

纯电动汽车动力性能试验方法1 范围本文件规定了纯电动汽车动力性能的试验方法。

本文件适用于M类和N类纯电动汽车。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码GB/T 12428 客车装载质量计算方法GB/T 12534 汽车道路试验方法通则GB/T 12539 汽车爬陡坡试验方法GB/T 15089 机动车辆及挂车分类GB 18352.6 轻型汽车污染物排放限值及测量方法GB/T 19596-2017 电动汽车术语GB/T 27840 重型商用车辆燃料消耗量测量方法3 术语和定义GB/T 19596-2017和GB/T 3730.2-1996界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

电动汽车整车装备质量 complete electric vehicle kerb mass包括车载储能装置在内的整车装备质量[来源：GB/T 19596—2017,3.1.3.3.6]。

可充电储能系统 rechargeable electrical energy storage system REESS可充电的且可提供电能的能量储存系统[来源：GB 18384-2020，3.1]。

30分钟最高车速 maximum thirty-minutes speed纯电动汽车能够持续行驶30min以上的最高平均车速[来源：GB/T 19596—2017,3.1.3.1.7，有修改]。

最高车速 maximum speed按规定的试验方法，纯电动汽车能够保持的最高稳定平均速度。

加速能力（V1到V2） acceleration ability（V1 to V2）纯电动汽车从速度V1加速到速度V2所需的最短时间[来源：GB/T 19596—2017,3.1.3.1.8，有修改]。

电动车动力参数匹配计算表2动力性参数Tab.2Dynamics Parameters参数指标续驶里程/km 100-180最高车速/(1km h -⋅)50-700-0.7max v 1km h -⋅加速时间/s≤15201km h -⋅最大爬坡度20%-25%1整车额定功率计算电动汽车在行驶过程中，整车额定功率需求一般由在平直路面上最高车速行驶所需功率决定，具体计算公式为：t max max D ratedv .v A C mgf P ηρ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+≥2632136001(1)式中：rated P 为整车额定功率，W k ；m 为电动汽车满载质量，kg ；g 为质量加速度，9.82s /m ；f 为滚动阻力系数；ρ为空气密度，为1.2263m /kg ；D C 为空气阻力系数；max v 为最高车速，h /km ；t η为传动系统效率，取0.95。

带入相关参数后计算得：rated P ≥（4.1+2.5）W k 。

2整车最大功率计算整车最大功率需求一般出现在加速或上坡时，故依此选定。

2.1加速过程最大功率在加速过程中最大功率为：t aD maxa v .a v A C mgf ma P ηρδ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅++≥2632136001(2)式中：max a P 为加速时整车功率需求，W k ；δ为汽车旋转质量换算系数；a 为加速度，2s /m ；a v 为加速目标车速，h /km 。

带入相关参数后计算得：表1整车参数Tab.1Vehicle Parameters参数指标驱动形式集中电机驱动整备质量/kg xx满载质量/kg xx 轴距/mxx 质心到前轴距离/m -质心高度/m -主传动比xx 车轮滚动半径/m xx 迎风面积/2m xx 风阻系数xx 滚动阻力系数xx 汽车旋转质量换算系数xx 附件功率/Wk xx在0-0.7max v h /km 加速时功率需求分别为：max a P ≥（13.7+2.5）W k ；0-max v h /km 加速时功率需求分别为：max a P ≥（22.8+2.5）W k 。

3.5T纯电动汽车动力系统的匹配计算电动汽车（Electric Vehicle，简称EV）是当前解决能源短缺和环境污染问题可行的技术之一。

电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车。

文章基于3.5T轻卡进行改装，对整车动力学匹配计算，按照动力性能的要求，运用汽车理论、电动机等相关知识，对电动机的功率、扭矩及电池的容量规格等进行匹配计算。

标签：电动汽车；参数匹配；电机；电池以3.5T轻卡为基础，拆除发动机及发动机附属设备，进、排气系统，冷却系统，燃油供给系统，电机取代原燃油汽车的发动机，通过动力匹配计算来完善电动汽车电机等的选型。

1 动力系统各部件的额定运行条件动力系统各部件应能在下列环境条件下额定运行：（1）海拔高度：≤1200m；（2）环境温度范围：-20℃～50℃；（3）空气相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度为90%；（4）应能承受汽车所受的雨、雪、风沙的侵袭；（5）应能承受汽车正常运行时所产生的冲击与振动。

振动要求为：相应于车辆的铅垂向、横向和纵向具有频率f为10～50Hz的正弦振动，其振幅不大于A：当f为1～10Hz时：A=25/f，mm；当f为10～50Hz 时：A=250/f2，mm。

冲击要求为：相应于车辆的纵向能承受加速度不大于30m/s2的冲击。

2 整车改装成电动汽车后所能达到的相关参数（如表1）3 设计匹配计算过程3.1 根据最高车速和变速箱五档速比计算电机的最高转速电动机的功率应能够满足根据以上计算得到的功率。

本次设计选用的永磁同步电机为：额定功率30kW，最大功率60kW，可以满足功率要求。

同时，电机的最大转速4000rpm，最大转矩250Nm。

4 动力电池的选型4.1 若选择磷酸铁锂电池根据整车续驶里程要求，车辆满载维持平路60km/h行驶时，则驱动功率15kW，每100km耗电量W（kWh）为：100/60*15=25kWh，则每公里耗电量为0.25kWh。

选择磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池可用电量区间为80%，则续驶里程为60km时，磷酸铁锂电池总电量Q为：0.25*60/80%=18.75kWh。