纯电动汽车动力性计算公式

1 初定部分参数如下 整车外廓（mm） 满载重量 主减速器速比 最高车（km/h） 最大爬坡度

11995×2550×3200(长×宽×高) 约18000kg 6.295:1 60 14% 电机峰值功率 电机额定电压 电机最高转速 电机最大转矩 250kw 0V 2400rpm 2400Nm 电机额定功率 100kw 2 最高行驶车速的计算

最高车速的计算式如下：

Vmax0.3770.377n.rigi024000.487 （2-1）

16.29570km/h43.5mph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；

i0—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

maxarcsin(Ttq.ig.i0.dm.g.rf)arcsin(240016.2950.90.015)8.20

180009.80.487所以满载时最大爬坡度为tan(

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Vmax匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw)计算式为：

C.A.Vmax1Pn(m.g.fd).Vmax （2-1）

360021.15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/s2； f—滚动阻力系数，取0.016；

Cd—空气阻力系数，取0.6；

2A—电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m2(原车宽*车身高)；

Vmax—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

21C.A.VmaxPn(m.g.fD).Vmax3600•21.1510.68.16702(180009.80.016)70 （3-2） 36000.8621.15.5kw＜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%坡度转化为角度：tan1(0.14)80。

车辆在14%坡度上以10km/h的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：

C.A.Vslope1Pmax(m.g.sinm.g.f.cosD).Vslope360021.1510.68.1610200(180009.8sin8180009.80.016cos8)1036000.8621.1588.5kw＜100kw

从以上动力性校核分析可知，所选100kw/0V交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。

25 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磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为：

EbatUbatRbat0.Ibat （4-1） Ebat—电池的电动势（V）； Ubat—电池的工作电压（V）；

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。

式中：

Rbat0—电池的等效内阻（Ω）；

Ibat—电池的工作电流（A）。

通常，Ebat、Rbat0均是电池工作电流Ibat以及电流电量状态值SOC（State Of

Charge）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC为其设定的最小允许工作状态值（SOClow），对应的电池电动势Ebat和电池等效内阻Rbat0来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式：

铅酸电池放电功率：

PbdUbat.Ibat(EbatRbat0.Ibat).Ibat

（4-2）

上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为：

2Ebat Pbdmax

4Rbat0（4-3）

以上仅是一个理论计算值。实际上，当电池以Ubat/(2Rbat0)的放电电流放电时，

由于产生大量的热将会对电池起到破坏的作用，严重缩短电池的使用寿命。出于此考虑，通常要求电池工作在电压处于2/3~1倍的范围内。另外从磷酸锂铁蓄电池的放电效率：

Ubat.IbatUbatEbat.IbatEbatbd（4-4）

来看也可保证蓄电池具有较高的工作效率。因此，在实际应用中，磷酸锂铁蓄电池的最大输出功率应为：

22Ebat Pbdmax

9Rbat0（4-5）

在进行单个电池的输出最大功率计算时，应选择蓄电池在SOC最差的情况下，即一般取SOC=0.1时，来计算其输出的最大功率，即

22Ebat2302 P 2kw （4-6）bdmax9Rbat090.1因此，满足电动机的最大输出功率需求所需的电池个数，可通过下式计算得到，即

nbatPPbdmax.mc10052.620.95，取

nbat53

（4-7） 式中：

mc—电机及控制器的工作效率；

Pbdmax—最小允许SOC值下电池组提供的功率。

设计的电池组个数为168个，满足条件。 5.2通过行驶能量来确定续驶里程

采用容量为3.33V/150Ah磷酸锂铁蓄电池，将两个电池并联，电压不变，电

流相加，所以容量变为3.33V/300Ah，当其SOC控制在0.1~1.0之间时平均开路电压约为Voc=3.69V，而电池端电压Umodel按2/3~1倍开路电压估计。这样按设计要求的电池组（设计取nbat168）的Uess可通过下式计算得到，即

23.69(1)3Uessnbat.Umodel16816811.83516.6V

2（4-8）

而两个蓄电池并联后实际放出的能量为C(1.00.1)Ca0.9300270Ah （4-9）

因此，电池实际放出的能量可由下式计算得到，即

Wess（4-10）

Wess—电池的实际能量(kwh)； Uess—电池的平均工作电压(V)； C—电池实际放出的容量（Ah）。

若纯电动汽车一次充电以Vel（40km/h）的车速均速行驶，则所需的功率可由下式计算：

21Cd.A.VelPel(m.g.f).Vel3600.21.15UessC516.6270139.48kwh10001000

10.68.16402(180009.80.016)4036000.8621.1541kw

（4-11）

则，行驶里程S所需的能量为：

WroadPeltPel(S/Vel) （4-12）

Pel—行驶里程S(km)所需的功率(kw)； Wroad—行驶里程S(km)所需的能量(kwh)。

Wess.mcnbatUmodelCmc/1000WroadPeltPel(S/Vel)（4-13）

式（4-13）通过变化可得如下关系式：

欲使电池组能够满足续驶里程的能量需求，即

SWess.mc.Vel139.48*0.9*40122.4kmpel41

（4-14）

由此，用168组并联蓄电池组，即336个蓄电池，每2个并联之后串联，在满载的时候，在平路以40km/h的时速行驶，续驶里程为122km。

TmaxC.A.Vmax(m.g.fd).r/ig.i0.T

21.152