来源 |汽车工艺师
随着国家新能源汽车政策的逐步落地，目前各大车企都注重纯电动汽车的设计与研发工作。前期重点任务是根据整车外部参数对动力系统进行参数匹配，完成对电动机的匹配选型。进而建立功耗与行驶里程数学模型，获得等速行驶里程或NEDC行驶里程仿真数据，并与实际续驶里程进行偏差对比，为后续整车参数优化及与电池系统搭配提供仿真支持。如果动力系统参数匹配不当，会对电动汽车的成本、动力性和续驶里程等产生不良影响。
动力系统计算过程
设计输入：某五座电动汽车整备质量为1 795kg，满载总质量 m 为2 150k g，轮胎滚动半径 r 为0.335m，迎风阻力系数 Cd 为0.31，滚动阻力系数 f 为0.011，迎风面积 S 为2.66平方米，传动效率 η 为0.941，最高车速 V max 为160km/h，最大爬坡度 i 为30%（坡度角θ 为16.7°），爬坡车速 Vi 为 70km/h, 0至100km/h （加速结束后速度 V a ）加速时间 tj ≤10s。传动系统传动比 λ 初步选择8.3。其中，电池系统质量 m bat 为415kg（质量能量密度为 σ 为166W·h/kg，电池能量 E 为69kW·h），整车其余部分质量 m other 为1 380kg。该车同时满足GB/T 28382《纯电动乘用车技术条件》中的要求。各参数及其定义见表1。
1. 确定电动机额定功率
电动机的额定功率应不小于最高车速时行驶阻力消耗的功率和。
2. 确定电动机峰值功率
1）电动机峰值功率应不小于电动汽车以爬坡车速爬上最大坡度时的功率。
2 ) 电动机峰值功率应不小于电动汽车从某一速度加速到另一速度所需最短时间的加速功率。
一般来讲，电动机的峰值功率与额定功率的比值，称为过载系数，数值在2～3之间。
综合考虑，初步选定的电动机额定功率 Pe 为60kW,峰值功率 P max 为150kW，过载系数为2.5。
3.确定电动机的最高转速和额定转速
1）整车最高行驶速度与电动机最高转速之间的关系为
2）电动机额定转速为
μ 为电动机扩大恒功率区系数。数值越大，额定转速越低，对应转矩越高，有利于提升车辆的加速和爬坡能力，但功率变换器尺寸也会增大，通常取值为2～3，这里取值2.4。
经计算， ne =4381.3r/min。
考虑到现有电动机的规格型号，最终确定电动机的峰值转速为11 000r/min，额定转速为4 500r/min。且4 500r/min对应的整车车速为68km/h，在日常驾驶速度区间内，较为合理。
4. 确定额定转矩和峰值转矩
1）电动机的额定转矩为
2）电动机的峰值转矩为
同时，峰值转矩应满足汽车启动转矩和最大爬坡角的要求，结合传动系统传动比来确定。
5. 确定传动系统传动比
1）传动系统的最小传动比由电动机最高转速和汽车最高车速确定。
2）传动系统的最大传动比由以下两种方法算出的最大值确定。
①由电动机最高转速对应的输出转矩和最高车速对应的行驶阻力确定。
上文初步选定的电动机最高转速对应的输出转矩 T nmax 为 70N·m。
代入公式计算得出，λ ≥6.3。
②由电动机峰值转矩和最大爬坡度对应的行驶阻力确定。
设计输入中初步选择的传动系统传动比 λ =8.3，满足以上要求。
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