电动汽车动力匹配设计规范DOC.docx
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电动汽车动力匹配设计规范DOC.docx
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电动汽车动力匹配设计规范DOC
xxxxxxxxxx有限公司企业标准
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
电动汽车动力匹配设计规范
XXXXXXXX有限公司发布
前言1范围2规范性引用文件
3术语和定义
4技术要求
评价指标计算方法基础数据收集和输入.•计算任务和匹配优化.•计算结果输入及数据分析
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
10
10
13
Q/XXXXXXXXXX-201X
1=1
我公司缺少关于动力匹配方面的设计规范,给整车动力性、经济性方面的计算造成障碍。
自本规范
下发之日起,本文件将指导后续工作中动力性、经济性的计算。
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。
本标准由XXXX提出。
本标准由XXXX负责起草。
本标准主要起草人:
XXX
本标准于XXXX年XX月首次发布。
电动汽车动力匹配设计规范
1范围
本规范规定了电动汽车动力匹配设计规范的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本规范适用于XXXX整车动力性能匹配与计算。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
术语和定义
GB/T19596中界定的术语和定义适用于本标准。
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
km。
续驶里程
电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下,以已定的行驶工况,能连续行程的最大距离,单位为
3.2
能量消耗率
从电网上得到的电能除以
电动汽车经过规定的试验循环后动力蓄电池重新冲带你至试验前的容量,行驶里程所得的值,单位为Wh/km。
3.3
最高车速
电动汽车能够往返各持续行程3km距离的最高平均车速。
3.3
30分钟最高车速
电动汽车能够持续行驶30min以上的最高平均车速。
3.4
加速能力V至W
电动汽车从速度V1加速到速度V2所需的最短时间。
3.5
爬坡车速
电动汽车在给定坡度的坡道上能够持续行驶1km以上的最高平均车速。
3.6
Q/XXXXXXXXXX-201X
电动汽车整备质量
包括车载储能装置在内的整车整备质量。
3.7
电动汽车试验质量
电动其策划整车整备质量与一试验所需附加质量的和。
3.8
额定功率
在额定条件下的输出功率。
3.9
峰值功率
在规定的持续时间内,电机允许的最大输出功率。
3.10
额定转速
额定功率下电机的最低转速。
3.11
最高工作转速
相应于电动车最高设计车速的电机转速。
3.12
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。
3.13
峰值转矩
电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。
3.14
本规范所引用的符号及意义
1所示。
表1本规范所引用的符号及意义
本规范所引用的符号及意义如表
代号
物理意义
单位
n
电动机额定功率下的转速
r/min
r
满载时车轮滚动半径
m
u
车速
km/h
m
整车质量
kg
g
重力加速度
m/s2
G
整车重力
N
A
迎风面积
2m
Ttq
电动机最大扭矩
N•m
Pe
电动机功率
kW
Ft
电动汽车驱动力
N
Fw
空气阻力
N
Fi
坡度阻力
N
Fj
加速阻力
N
Ff
滚动阻力
N
续表
(1)
代号
物理意义
单位
i
坡度
D
动力因数
i。
主减速器传动比
传动系机械效率
f
滚动阻力系数
Cd
空气阻力系数
9
道路附着系数
P
阻力功率
kW
4原理及依据
4.1评价指标
4.1.1整车动力性评价指标
汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所能达到的平均行驶速度。
从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发,汽车的动力性主要可由以下三个指标来评定。
4.1.1.1最高车速
最高车速Una是指在水平良好的路面上车辆能达到的最高行驶速度。
它仅仅反映车辆本身具有的极限能力,并不反映车辆实际行驶中的平均速度。
4.1.1.2加速性能
车辆的加速能力常用原地起步连续换档加速时间与最高档或次高档加速时间来表示。
原地起步连续换档的加速时间是指用一档或二档起步,以最大加速度按最佳换档时间逐步换至最高
档,加速至某一预定的距离或车速所需要的时间。
该项指标反映了汽车在各种车速下的平均动力性。
最高档或次高档加速时间是指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时
间。
因为超车时车辆与被超车并行,容易发生安全事故,所以最高档或次高档加速能力强,行驶就更安
全。
4.1.1.3爬坡性能
车辆的爬坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度imax来表示的。
显然,最大爬坡度是指
一档时的最大爬坡度。
有些国家用车辆在一定坡道上能达到的车速来表明其爬坡能力。
该项指标所反映
的是车辆低速时的动力性。
现有的车辆动力性的评价指标只是反映了车辆本身具有的极限能力,在一定程度上反映了车辆动力
性的好坏,但由于未与复杂的实际使用工况统一考虑,因而往往与车辆实际使用效果相差很大。
4.1.2整车经济性评价指标
在保证动力性的条件下,汽车以尽量小的电量消耗量经济行驶的能力称为整车的经济性。
整车的经
济性通常用一定工况下汽车行驶百公里的电量消耗量或一定电量能行驶的里程来衡量。
一般情况下,耗
电经济性指标的单位为kWh/100km,即行驶100km所消耗的电量。
4.1.2.1等速电量消耗
等速行驶百公里电量消耗量是常用的一种评价指标,指车辆在一定载荷下,以最高档在水平良好路
面上等速行驶100km的电量消耗量。
测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里电量消耗量,
绘制成曲线,称为等速百公里电量消耗量曲线,用它来综合评价汽车的经济性。
4.1.2.2加速电量消耗
Q/XXXXXXXXXX-201X
500m的电量消耗量,换算成百公里电
加速电量消耗是指用最高档从某一车速开始全油门加速行驶耗量。
4.1.2.3工况法电量消耗
等速行驶工况没有全面的反映汽车的实际运行状况,是车辆行驶的一个理想状态,而车辆在实际使
用过程中总会或多或少加速、减速等工况,如在市区行驶时,会频繁的出现加速、减速、怠速停车等行驶工况。
因此各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况,模拟汽车实际运行工况,并以其百公里电量
消耗量来评定相应性工况的燃油经济性。
许多国家对循环工况都进行了大量的研究,如欧洲的ECE循环,
英国的NEDC循环,美国的UDDS循环,日本的JPN10DDS循环等。
我国采用NEDC工况模拟整车电量消耗量以及经济性。
4.2计算方法
(1-2)
4.2.1
(2)
车辆在平直路面上匀速行驶时的阻力功率为:
Pf+巳
J
故功率平衡方程可简化为:
(1-3)
pPf+巳1(G咒fXUmax+CD^A^max)
e—Ft(360076140
由公式(1-1)和公式(1-3)计算结果可分析,若公式(1-1)计算车速大于公式(1-3)计算车速,则说明整车在最高车速工况下无后备功率;若公式(1-1)计算车速小于公式(1-3)计算车速,则说明
整车在最高车速工况下有后备功率,故其实际最高车速取二者之中较小者。
4.2.1.2最大爬坡度计算
(1)地面附着性能允许的最大爬坡度
车辆行驶方程式:
车辆以最低档稳定速度爬坡时gy=0,即Fi=0
dtj
同时爬坡时行驶速度不大,可近似认为空气阻力
(1-4)
(1-5)
F^Ff+Fi+F「Fj
Fw=0
所以车辆行驶方程式简化为:
Ft=Ff
按车辆在坡道上的附着条件可知:
Gcosa•W=Gsina+Gcosa•f
即tg%xN-f
然后再根据tg^max=imax换算成最大爬坡度
i=W-f
"max■
轮胎与路面间的附着系数如表2所示。
表2附着系数Cp
路面
轮胎
类型
状态
高压轮胎
越野轮胎
沥青、混凝土路面
干燥
0.50〜0.70
0.70〜0.80
潮湿
0.35〜0.45
0.50〜0.60
污染
0.25〜0.45
0.25〜0.45
碎石路面
干燥
0.50〜0.60
0.60〜0.70
潮湿
0.30〜0.40
0.40〜0.55
土路
干燥
0.40〜0.50
0.50〜0.60
湿润
0.20〜0.40
0.35〜0.50
泥泞
0.15〜0.25
0.20〜0.30
(1-8)
I档时最大爬坡度按下式计算:
Djnax=fCOSOmax+SinCtmax
(1-9)
Jmax=arcsinD^玄厂f;7;qD誘x+f
然后根据imax
由公式(
=tgamax,求出最大爬坡度。
1-5、和公式(1-9、计算结果可分析,若公式(1-5、计算最大爬坡度大于公式(1-9、计算最大爬坡度,则说明整车最大爬坡度受限于整车动力性能;若公式(1-5)计算最大爬坡度小于公式
(1-9、计算最大爬坡度,则说明整车最大爬坡度受限于整车附着性能,故其实际最大爬坡度取二者之中较小者。
4.2.2计算机辅助计算(cruise)
Cruise软件是奥地利AVL公司开发的用于研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能与制动性能的高级仿真分析软件,是快速、便捷、高效的车辆动力学仿真工具。
该软件真实再现了车辆的传动系模型,可用于车辆开发过程中的动力传动系的匹配、车辆性能预测等等。
利用Cruise软件进行模拟计算包括四
个步骤:
建立车辆模型、输入各总成模型数据、定制所需计算任务和查看计算结果。
Transmission,作为主减速器)、差速器模块(Differential)、驾驶室模块(Cockpit)以及车轮(Wheel)和制动器模块(Brake)。
将这些模块从车辆建模组件库中按图1所示拖入建模窗口。
Q/XXXXXXXXXX-201X
图1XXX车辆模型构建
该步骤相对
当各子系统模型选定之后,应根据汽车配置方案和部件连接关系建立模型的物理连接,
简单,只需用connect连接功能建立物理连接,如图2所示。
传动系各部件之间有直接的物理连接关系,车轮和制动器之间也有物理连接关系,但驾驶室与动力传动系和制动系之间没有物理连接,在仿真过程
中,它们之间是通过信号连接来传递信息的。
III
VttiE:
AbtLtn
图2XXXX车辆模型物理连接
图3XXXX车辆模型信号连接
表3XXXX车辆模型信号连接信息
component…requires
inputinformation…from
component…delivering
outputinformation
Break
BreakPressure
Cockpit
BreakPressure
Clutch
DesiredClutchRelease
Cockpit
DesiredClutchRelease
Cockpit
Speed
ElectricMachine
Speed
Cockpit
OperationControl0
ElectricMachine
OperationControl
Cockpit
GearIndicator
ElectricMachine
OperatingMode
ElectricMachine
LoadSignal
Cockpit
LoadSignal
ElectricMachine
AmbientTemperature
Cockpit
AmbientTemperature
Monitor
LoadSignal-Cockpit
Cockpit
LoadSignal
Monitor
Velocity
Cockpit
LoadSignal
Monitor
Torque
ElectricMachine
Torque
需要注意:
inputinformation…from中显示为蓝色的项目为必须连接的项目,
)模块中的负荷信号(AmbientTemperature)虽然显示为黑色,但也必须进
行连接。
4.2.2.2输入各总成模型的数据
出数据。
手动输入数据:
双击建模窗口中的每一个组件,
都会弹出一个窗口,
根据需要输入每个组件的相关
4。
数据即可。
从已有模型中调入数据:
例如从已有整车模型中调入发动机数据如图
Q/XXXXXXXXXX-201X
n^Vrui»l^jic^_Prj=^2aiL3B13\^dcu-201^j0LJl
“ven.dVtutiywf^FTsedWMtou-MLSOflU^^wtou-aiSJM.^L
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:
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#Engine
cIlM*.
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CarnponentVarialion
Kinematic匚hanBrewEer
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