谭明作
【摘 要】全球环境污染、温室效应日益严重,汽车尾气排放首当其冲,到2020年,我国将开始全面实施\"史上最严排放\"的国六排放标准,并强制要求国产乘用车平均油耗降至5.0 L/100km.传统汽车排放标准法规快速更新,愈加苛刻,汽车尾气后处理成本显著增加.近年来,随着电池技术的快速进步和电池成本的显著降低,电动汽车已形成汽车行业的发展趋势.我国在全世界的电动汽车中占据将近50％的市场份额,发展电动汽车,已成为每个整车企业必修课题.本文通过某A00纯电动汽车驱动电机的匹配和标定研究,为纯电动汽车动力系统开发提供数据计算基础,具备参考价值.%Global environmental pollution and greenhouse effect become increasingly serious, and automobile exhaust emissions bear the brunt. By 2020, China will start to fully implement the \"most severe emission\" national emission standard, and force the average fuel consumption of domestic passenger vehicles to be reduced to 5.0 L/100 km. Traditional automobile emission standards and regulations have been updated rapidly and become more stringent, and the after-treatment cost of automobile exhaust has increased significant
ly. In recent years, with the rapid progress of battery technology and significant reduction of battery cost, electric vehicles have formed the development trend of automobile industry. China occupies nearly 50％ of the market share of electric vehicles in the world, and the development of electric vehicles has become a compulsory subject for every vehicle enterprise.This paper provides a basis of data calculation for the development of the power system of a pure electric vehicle through the research on the matching and calibration of the driving motor of a certain A00 pure electric vehicle, which has reference value.
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2018(000)012
【总页数】5页(P137-141)
【关键词】纯电动汽车;驱动电机;匹配;标定
【作 者】谭明作
【作者单位】柳州五菱柳机动力有限公司, 广西 柳州 545005
【正文语种】中 文
【中图分类】U469.72
0 引言
能源危机和环境污染，这是当今世界面临的两大难题。地球石油的蕴藏量是有限的，石油资源将在未来一段时间内耗竭，现在世界能源消费是以石油为主导，为避免能源危机，必须要求能源消费结构发生改变。改革开放以来，我国经济得到快速发展，同时环境问题也日益突出。我国汽车市场已经成长为世界第一大汽车市场，国家一直重视汽车的尾气排放问题，汽车排放法规即将更新至国六标准。同时，在解决汽车能源结构问题上，国家也在大力鼓励PHEV、HEV、EV以及BSG/ISG弱混等新能源汽车的发展，并出台政策支持。动力电池成本持续减低，根据行业预测信息，到2020年，每千瓦时的电池成本有可能降低到80美元，新能源汽车产业发展前景乐观。随着政策的产生和执行，将带动汽车配套产业在新能源技术方面加速布局。
1 纯电动汽车整车电气系统
除了传统燃油车的控制单位，电动汽车还需要增加整车控制器（VCU：Vehicle Control Unit）。VCU通过采集油门踏板、刹车踏板、档位等信号，用以判定驾驶员的驾驶意图；再通过监控车辆状态，如车速、水温等信息，经过判断处理，然后向电机控制器（MCU：Motor Control Unit）和动力电池管理系统（BMS：Battery Management System）发出控制指令，同时，VCU还对仪表、安全气囊、空调压缩机等车载电力系统进行控制。
驱动电机、动力电池和整车控制器构成了纯电动汽车的典型结构。纯电动汽车整车电气系统框架如图1所示。
图1 纯电动汽车整车电气系统框图
纯电动汽车整车控制系统的功能定义，主要包括节能管理、舒适控制以及安全保障等。驱动电机转矩控制是整车控制系统功能的一个重要组成部分。纯电动汽车的动力性能主要取决于驱动电机、动力电池、传动系统及电控系统之间匹配[1]。国产电动汽车
在对纯电动汽车动力系统进行匹配设计时，可根据动力系统指标选择合理的驱动电机参数，
以满足整车的动力需求。动力系统评价指标包括：最高车速、爬坡性能和加速性能。
2 驱动电机参数的选择和匹配
纯电动汽车的驱动系统包括动力电池、驱动电机和电机控制器。驱动电机是纯电动汽车的机械输出单元。驱动电机的参数匹配，如：峰值/额定功率、最高/额定转速及峰值/额定扭矩等，需要根据整车的动力性要求来进行设计，在兼顾性能的同时需要考虑成本因素[2]。
2.1 纯电动汽车运动力学
根据车辆运动过程的受力分析，可以分为驱动力、滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力。汽车行驶过程受力示意图如图2所示。
图2 汽车行车过程受力示意图
根据图2，可得出汽车匀速行驶过程中的力学平衡关系。如式（1）所示。
式中：Ft为驱动力，N；Ff为滚动阻力，N；Fw为空气阻力，N；Fi为坡道阻力，N；Fj为加速阻力，N.
纯电动汽车的减速器速比、传动系统效率、轮胎半径、空气阻力系数、迎风面积、整车装备质量等指标参数确定后，可得出车辆的驱动力，如式（2）所示。
式中：Ttq为驱动电机转矩，N·m；ig为变速器各档位传动比；i0为减速器速比；ηT为动力传动系统机械效率，%；rd为车轮滚动半径，m.
滚动阻力计算，如式（3）：
式中：m为整车装备质量，kg；g为重力加速度，取9.8m/s2；f为滚动阻力系数；α为道路坡度，rad.
空气阻力计算，如式（4）：
式中：CD为车辆空气阻力系数；A为车辆迎风面积，m2；va为车辆行驶速度，km/h.
坡道阻力计算，如式（5）：
式中：δ为旋转质量换算系数为汽车行驶加速度，m/s2.
在进行动力性初步匹配计算时，由于不知道汽车轮胎等旋转部件准确的转动惯量数值，对于旋转质量换算系数δ，通常按经验公式进行匹配计算确定，经验公式如式（7）所示：
式中，δ1和 δ2取值范围：0.03~0.05；在进行计算时，通常取值 δ1= δ2=0.04.
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