如何合理确定微型纯电动车动力系统设计参数？VIP专享VIP免费

如何合理确定微型纯电动车动力系统设计参数？卢兰光1，欧阳明高11汽车安全与节能国家重点实验室，清华大学，北京100084E-mail:Lulg@tsinghua.edu.cn[摘要]目前由于没有电动车性能设计标准，市场上的电动车性能（最高车速、续持里程）各有不同。由于目前的动力电池性能（比能量、比功率、耐久性及成本）还不是很理想，如何确定纯电动车动力系统的设计指标才能满足出行需要，同时又兼顾成本、可靠性和耐久性？本文以奇瑞公司生产的微车QQ3（汽油机版）为原型，进行微型纯电动车的性能匹配（包括驱动电机、电池容量选型等等）与仿真研究。在研究过程中考虑了以下因素的影响：（1）行驶路况；（2）驱动电机最高效率区；（3）整车最大的载重能力；（4）日出行里程；（5）居民家庭的配电容量；（6）电池耐久性；（7）电池的初始投资成本等等。关键词：微型纯电动车；设计指标；续持里程；最高车速Howtodeterminetheelectriccardesignspecifications?LanguangLu1,MinggaoOuyang11StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,TsinghuaUniversity,Beijing100084,PRChinaE-mail:Lulg@tsinghua.edu.cnAbstract—Currently,astherearenoformalstandardforEVspecificationdesigning,therangeandthemaximumspeedofmanyelectriccarsaredifferent.Astheperformances(specificenergy,specificpower,durabilityandcost)ofcurrentbatteriesarenotperfect,howtodeterminetheEVdesignspecificationssothatitcantakecost,availability,reliabilityanddurabilityintoaccount?Inthispaper,basedontheinternalcombustionenginemicro-carQQ3,amicro-EVwasmatched(includedselectingthetractionmotorandthecapacityofthebattery)andsimulated,whilethefollowingfactorsaretakenintoaccount:(1)Drivingcycles;(2)Thehighefficiencyzoneofthetractionmotor;(3)Vehiclecarryweightcapacity;(4)Dailymileage;(5)Chargecapacityofthefamilyhouse;(6)Thedurabilityofbattery;(7)Batteryinitialinvestment.Keywords—MicroElectriccar,Designspecifications,Range,Maximumspeed目前，由于没有电动车性能设计标准作为参考，许多电动车的设计续持里程和最大车速都相差较大，例如日本Eliica电动车的设计最大续持里程和最高车速分别为320km和400km/h；比亚迪的E6电动车设计续持里程和最高车速分别为300km和160km/h；而SMARTfor-two电动车设计里程与最高车速只有115km和100km/h。由于当前的动力电池性能（比能量、比功率、耐久性和成本）还不是很理想。如何设计电动车的性能指标才能兼顾适用、成本、可靠性和耐久性？本文基于QQ3为原型，以满足I级城市需要为设计目标，进行了微型电动车的匹配与仿真研究。1.基本参数确定由于参数的确定是基于车辆的行驶工况来确定的，因此必须首先对驾驶循环和车辆行驶的道路设计规范进行充分的了解。乘用车城区和快速路况循环工况如图1、图2所示[1]，平均车速在20~60km/h，最高车速为118.43km/h。根据“城市道路设计规范”[2]规定的各类各级道路的计算行车速度如表1示。城市的道路被分为4类，除了快速路外，每类道路按照所占城市的规模、设计交通量、地形等分为3个级别（I、II、III级），大城市应采用各类道路中的I级标准，中小城市按II标准；小城市应采用III级标准。中国城市各级道路允许的最大坡度和最长斜坡长度分别为9%和600m，见表2和表3。中国其他的公路设计的最大坡度也≤9%，见表4。车库允许的最大坡度≤15%，见表5。考虑到电动车一般在城市中运行，因此电动车的基本设计指标如表6示。图1:乘用车城区道路循环工况图2:乘用车城市快速道路工况表1:各类各级道路计算行车速度道路类别快速路主干路次干路支路道路级别IIIIIIIIIIIIIIIIII计算行车速度(km/h)80,6060,5050,4040,3050,4040,3030,2040,3030,2020注:条件许可时，宜采用最大值表2:城市道路最大纵坡度计算行车速度(km/h)806050403020最大纵坡度推荐值(%)455.5678最大纵坡度限6789值(%)注:(1)海拔3000~4000m的高压城市道路的最大纵坡度推荐值按表列数值减小1%；(2)积雪寒冷地区最大纵坡度值不得超过6%。表3:城市道路纵坡限制...