纯电动载货车动力性和经济型参数设计

2020-04-10王勇

汽车实用技术 2020年5期

王勇

摘要：依据汽车动力性、经济性指标对载货车的动力电机和动力电池进行参数匹配。并利用 CRUISE 软件搭建整车模型，对该车进行了最高车速、加速时间、最大爬坡度及经济性仿真分析。

关键词：载货车;动力性;经济性;参数匹配;仿真分析

中图分类号：U461.2 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2020）05-01-03

Abstract： According to the dynamic and economic indexes， the parameters of the power motor and the power battery of the truck are matched.The vehicle model is built by CRUISE software， and the maximum speed， acceleration time， maximum climbing slope and economy simulation analysis are carried out.

Keywords： Truck; Dynamic performance; Economic performance; Parameter matching;Simulation analysis

前言

目前，纯电动商用车主要运用在市内配送、港口运输以及特定作业环境下的市场，和常规能源商用车相比，纯电动最直接的特点就是驱动动力不一致，纯电动汽车用电动机替代传统的发动机，以高能量动力电池组替代燃油箱，同时增加控制器系统以控制车辆按照驾驶员的意图进行行驶。因此合理的匹配电动机、动力电池参数以及优化控制逻辑是提高车辆动力性和经济性的主要手段之一。

本文以纯电动厢式运输车为研究对象，按照车辆动力性和经济性指标要求，对电动机和动力电池等关键部件进行参数匹配，并利用CRUISE软件对整车进行性能仿真优化控制逻辑。

1 整车方案

目前纯电动商用车动力总成形式和布置不同可分为三种结构：

图1为电动机直驱方案结构相对比较简单，为满足车辆动力性能电动机需要较大的扭矩，此结构主要应用在对动力性要求不高的轻型车辆;图2为电机+变速器方案，通过变速箱不同档位的调节可以满足车辆在不同工况下的动力性要求，此结构主要应用在中、重车型;图3为轮毂电机方案，传动链效率高，但非簧载质量大，对车辆平顺性影响较大同时该方案结构复杂导致成本比较高。考虑到将要开发车型的市场定位以及开发成本，本项目采用电动机直驱方案。

纯电动轻型载货车主要由车身系统、底盘系统、动力系统及电气附件等构成，其动力系统主要由动力电池及管理系统、驱动电机及控制系统等组成，电气附件主要包括电动空调压缩机、PTC加热器、电动转向油泵等。纯电动轻型载货车主要总成部件如图下所示。

2 动力总成系统主要参数匹配

2.1 整车指标

2.2 驱动电机的参数确定

2.2.1 驱动电机功率确定

驱动电机的最高功率通常需要满足最高车速、最大爬坡度以及加速时间的要求。

式中：va为爬坡速度，取15km/h，δ为汽车旋转质量换算系数，取1.08;vm为加速末的速度（m/s）;tm为汽车的加速时间（s）;x取0.5;dt为迭代步长，通常取0.1;ηt为传动系统机械效率，取0.95。

由上述计算结果可知，电机额定功率应不小于30kW，电机峰值功率应不小于65kW。

2.2.2 驱动电机转速确定

式中，n 为电机额定转速;ig为变速器最高挡位速比;io为驱动桥速比4.875;r为轮胎滚动半径327mm（6.00R15/ 10PR）。

电机最高转速>3600rpm。

2.3 动力电池参数确定