動力總成參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)課件

動力總成參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)1h動力總成參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)1h目錄電動車的性能參數(shù)確定理論計(jì)算ADVISOR/CRUISE仿真電機(jī)的選型動力電池PACK技術(shù)2h目錄電動車的性能參數(shù)確定2h電動車性能參數(shù)確定1外形參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)總長(mm)11990總高(mm)3260總寬(mm)2540軸距(mm)6000車廂內(nèi)高(mm)2310前懸/后懸(mm)2640/3350接近角/離去角(O)7/7乘客人數(shù)N+13h電動車性能參數(shù)確定1外形參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)總長(mm)11990電動車性能參數(shù)確定2性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)底盤型號承載式車身廠定最大質(zhì)量(kg)18000最高車速(km/h)69最大爬坡度(%)20最大續(xù)駛里程(km)1500~30km/h加速時(shí)間(s)≤1030~50km/h加速時(shí)間(s)≤154h電動車性能參數(shù)確定2性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)底盤型號承載式車身廠定設(shè)計(jì)計(jì)算

對確定的車型的靜態(tài)參數(shù)，動力性及通過性的定量驗(yàn)證。先在理論上得到整車的性能參數(shù)5h設(shè)計(jì)計(jì)算 對確定的車型的靜態(tài)參數(shù)，動力性及通過性的定量驗(yàn)證。整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算

按下列公式分別計(jì)算出汽車的最大總質(zhì)量，前軸軸載質(zhì)量，后橋軸載質(zhì)量及質(zhì)心位置

6h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算 按下列公式分別計(jì)算出汽車的最大整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算M

──汽車最大總質(zhì)量M1

──前軸載荷質(zhì)量M2

──后橋載荷質(zhì)量Mi

──各總成質(zhì)量Xi

──各總成質(zhì)心X軸坐標(biāo)值hi

──各總成質(zhì)心離地高度M1i

──各總成相對應(yīng)前軸質(zhì)量

hg

──汽車的質(zhì)心高L

──汽車軸距A

──汽車質(zhì)心距前軸距離M2i

──各總成相對應(yīng)后橋質(zhì)量7h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算M──汽車最大總質(zhì)量7h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算

計(jì)算的結(jié)構(gòu)，前軸、后橋的載荷分配滿足《客車通用技術(shù)條件》中前軸軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的25％,驅(qū)動橋的軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的50％的要求。

如果計(jì)算不符合要求，則進(jìn)行優(yōu)化。8h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算 計(jì)算的結(jié)構(gòu)，前軸、后橋的載荷分動力性能計(jì)算---理論計(jì)算

9h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算

9h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算1根據(jù)最高車速確定最大轉(zhuǎn)速2根據(jù)爬坡性能確定最大扭矩3根據(jù)加速性能確定最大功率

10h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算1根據(jù)最高車速確定最大轉(zhuǎn)速10h動力性能計(jì)算---仿真

利用仿真分析軟件，建立典型公交線路四工況模型或六工況模型，并對待研制車型進(jìn)行整車匹配計(jì)算，舉例：此車型的動力總成部件包括電池、電機(jī)、主減速器、差速器以及車輪。其動力總成及連接方式如下圖所示。11h動力性能計(jì)算---仿真 利用仿真分析軟件，建立典型公交線路四動力性能計(jì)算---仿真1）整車模型搭建

在Cruise元件庫中選取所需要的元件，拖拽到建模區(qū)，然后根據(jù)不同的連接方式將各元件模型連接在一起，組成純電動客車的整車模型。12h動力性能計(jì)算---仿真1）整車模型搭建12h動力性能計(jì)算---仿真2）模塊間信號連接

信號主要分為物理信號和電信號。為保證車輛模型的正確，必須將各個部件的信號進(jìn)行連接，比如電機(jī)信號連接、駕駛室信號連接等等；3）模塊參數(shù)設(shè)置

各模塊功能的實(shí)現(xiàn)及其實(shí)際所提供的功率主要是由其本身的參數(shù)決定的。對于純電動客車來說，其動力性能的好壞取決于整車、電池和電機(jī)的參數(shù)設(shè)定，所以必須加載整車參數(shù)、電池參數(shù)、電機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)對續(xù)駛里程的相關(guān)參數(shù)也必須進(jìn)行設(shè)置13h動力性能計(jì)算---仿真2）模塊間信號連接13h動力性能計(jì)算---仿真4）加速性能分析

車輛從靜止起步，全油門加速，計(jì)算車速從0-50km/h的加速時(shí)間。

設(shè)置最高車速、滿載爬坡度分析、制動距離分析。14h動力性能計(jì)算---仿真4）加速性能分析14h動力性能計(jì)算

根據(jù)理論計(jì)算和仿真，基本可以確定待選用電機(jī)的基本參數(shù)，比如最大功率、最大扭矩、最大轉(zhuǎn)速、額定工作電壓范圍、工作電流范圍等等；

電池的基本使用參數(shù)：母線電壓、母線電流、使用電芯及PACK方式等等。15h動力性能計(jì)算 根據(jù)理論計(jì)算和仿真，基本可以確定待選用電機(jī)的基整車穩(wěn)定性計(jì)算1）汽車縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算

汽車的縱向行駛穩(wěn)定性即保證汽車上坡時(shí)不致縱向翻車，其條件為：

b-質(zhì)心距后橋的距離；

hg-汽車質(zhì)心高

ψ-道路附著系數(shù)16h整車穩(wěn)定性計(jì)算1）汽車縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算16h整車穩(wěn)定性計(jì)算2)汽車橫向穩(wěn)定性計(jì)算

靜態(tài)側(cè)翻角計(jì)算：

B——前輪距

靜態(tài)側(cè)翻角β，《客車通用技術(shù)條件》中規(guī)定應(yīng)大于35°

計(jì)算進(jìn)行比較，然后優(yōu)化17h整車穩(wěn)定性計(jì)算2)汽車橫向穩(wěn)定性計(jì)算17h整車穩(wěn)定性計(jì)算3）最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin計(jì)算 Dmin＝2[(L/tgθ。+B'/2+B/2)2+(L+h)2]1/2

18h整車穩(wěn)定性計(jì)算3）最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin計(jì)算18h通過性計(jì)算1）縱向通過半徑R12）橫向通過半徑R23）輪胎負(fù)荷率19h通過性計(jì)算1）縱向通過半徑R119h電機(jī)選型

由于對于純電動汽車，整車驅(qū)動功率全部來自主電機(jī)，所以上面的總功率需求即為主電機(jī)的功率。且電機(jī)的連續(xù)功率取決于在工況循環(huán)中電機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)的分布區(qū)間，保證在連續(xù)功率值附近的區(qū)間電機(jī)有較高的效率。一般按過載系數(shù)2倍進(jìn)行匹配。

電機(jī)主工作點(diǎn)分布主要集中在基速附近，使電機(jī)的效率較高?？紤]實(shí)際循環(huán)工況的分布來確定。一般選擇電機(jī)的基速比為3。保證在基速附近的工作點(diǎn)較多，工作于高效區(qū)的機(jī)會多，使的整個系統(tǒng)的效率會得到改善。20h電機(jī)選型 由于對于純電動汽車，整車驅(qū)動功率全部來自主電機(jī)，所電池PACK跟某一個電池廠家合作，該電池廠會向整車廠提出基本需求輸入，如電壓平臺范圍、裝電池量；電池廠根據(jù)需求輸入信息，出幾個方案，里面包括2.1）串并數(shù)、標(biāo)稱容量、標(biāo)稱電壓、電壓范圍、標(biāo)稱能量2.2）排布方案：幾箱電池、箱內(nèi)電池布置情況2.3）箱體尺寸3)相互溝通基本參數(shù)后，電池廠會出一個電池詳細(xì)設(shè)計(jì)方案21h電池PACK跟某一個電池廠家合作，該電池廠會向整車廠提出基本動力總成參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)22h動力總成參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)1h目錄電動車的性能參數(shù)確定理論計(jì)算ADVISOR/CRUISE仿真電機(jī)的選型動力電池PACK技術(shù)23h目錄電動車的性能參數(shù)確定2h電動車性能參數(shù)確定1外形參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)總長(mm)11990總高(mm)3260總寬(mm)2540軸距(mm)6000車廂內(nèi)高(mm)2310前懸/后懸(mm)2640/3350接近角/離去角(O)7/7乘客人數(shù)N+124h電動車性能參數(shù)確定1外形參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)總長(mm)11990電動車性能參數(shù)確定2性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)底盤型號承載式車身廠定最大質(zhì)量(kg)18000最高車速(km/h)69最大爬坡度(%)20最大續(xù)駛里程(km)1500~30km/h加速時(shí)間(s)≤1030~50km/h加速時(shí)間(s)≤1525h電動車性能參數(shù)確定2性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)底盤型號承載式車身廠定設(shè)計(jì)計(jì)算

對確定的車型的靜態(tài)參數(shù)，動力性及通過性的定量驗(yàn)證。先在理論上得到整車的性能參數(shù)26h設(shè)計(jì)計(jì)算 對確定的車型的靜態(tài)參數(shù)，動力性及通過性的定量驗(yàn)證。整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算

按下列公式分別計(jì)算出汽車的最大總質(zhì)量，前軸軸載質(zhì)量，后橋軸載質(zhì)量及質(zhì)心位置

27h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算 按下列公式分別計(jì)算出汽車的最大整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算M

──汽車最大總質(zhì)量M1

──前軸載荷質(zhì)量M2

──后橋載荷質(zhì)量Mi

──各總成質(zhì)量Xi

──各總成質(zhì)心X軸坐標(biāo)值hi

──各總成質(zhì)心離地高度M1i

──各總成相對應(yīng)前軸質(zhì)量

hg

──汽車的質(zhì)心高L

──汽車軸距A

──汽車質(zhì)心距前軸距離M2i

──各總成相對應(yīng)后橋質(zhì)量28h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算M──汽車最大總質(zhì)量7h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算

計(jì)算的結(jié)構(gòu)，前軸、后橋的載荷分配滿足《客車通用技術(shù)條件》中前軸軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的25％,驅(qū)動橋的軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的50％的要求。

如果計(jì)算不符合要求，則進(jìn)行優(yōu)化。29h整車重量、軸荷分配及重心計(jì)算 計(jì)算的結(jié)構(gòu)，前軸、后橋的載荷分動力性能計(jì)算---理論計(jì)算

30h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算

9h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算1根據(jù)最高車速確定最大轉(zhuǎn)速2根據(jù)爬坡性能確定最大扭矩3根據(jù)加速性能確定最大功率

31h動力性能計(jì)算---理論計(jì)算1根據(jù)最高車速確定最大轉(zhuǎn)速10h動力性能計(jì)算---仿真

利用仿真分析軟件，建立典型公交線路四工況模型或六工況模型，并對待研制車型進(jìn)行整車匹配計(jì)算，舉例：此車型的動力總成部件包括電池、電機(jī)、主減速器、差速器以及車輪。其動力總成及連接方式如下圖所示。32h動力性能計(jì)算---仿真 利用仿真分析軟件，建立典型公交線路四動力性能計(jì)算---仿真1）整車模型搭建

在Cruise元件庫中選取所需要的元件，拖拽到建模區(qū)，然后根據(jù)不同的連接方式將各元件模型連接在一起，組成純電動客車的整車模型。33h動力性能計(jì)算---仿真1）整車模型搭建12h動力性能計(jì)算---仿真2）模塊間信號連接

信號主要分為物理信號和電信號。為保證車輛模型的正確，必須將各個部件的信號進(jìn)行連接，比如電機(jī)信號連接、駕駛室信號連接等等；3）模塊參數(shù)設(shè)置

各模塊功能的實(shí)現(xiàn)及其實(shí)際所提供的功率主要是由其本身的參數(shù)決定的。對于純電動客車來說，其動力性能的好壞取決于整車、電池和電機(jī)的參數(shù)設(shè)定，所以必須加載整車參數(shù)、電池參數(shù)、電機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)對續(xù)駛里程的相關(guān)參數(shù)也必須進(jìn)行設(shè)置34h動力性能計(jì)算---仿真2）模塊間信號連接13h動力性能計(jì)算---仿真4）加速性能分析

車輛從靜止起步，全油門加速，計(jì)算車速從0-50km/h的加速時(shí)間。

設(shè)置最高車速、滿載爬坡度分析、制動距離分析。35h動力性能計(jì)算---仿真4）加速性能分析14h動力性能計(jì)算

根據(jù)理論計(jì)算和仿真，基本可以確定待選用電機(jī)的基本參數(shù)，比如最大功率、最大扭矩、最大轉(zhuǎn)速、額定工作電壓范圍、工作電流范圍等等；

電池的基本使用參數(shù)：母線電壓、母線電流、使用電芯及PACK方式等等。36h動力性能計(jì)算 根據(jù)理論計(jì)算和仿真，基本可以確定待選用電機(jī)的基整車穩(wěn)定性計(jì)算1）汽車縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算

汽車的縱向行駛穩(wěn)定性即保證汽車上坡時(shí)不致縱向翻車，其條件為：

b-質(zhì)心距后橋的距離；

hg-汽車質(zhì)心高

ψ-道路附著系數(shù)37h整車穩(wěn)定性計(jì)算1）汽車縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算16h整車穩(wěn)定性計(jì)算2)汽車橫向穩(wěn)定性計(jì)算

靜態(tài)側(cè)翻角計(jì)算：

B——前輪距

靜態(tài)側(cè)翻角β，《客車通用技術(shù)條件》中規(guī)定應(yīng)大于35°

計(jì)算進(jìn)行比較，然后優(yōu)化38h整車穩(wěn)定性計(jì)算2)汽車橫向穩(wěn)定性計(jì)算17h整車穩(wěn)定性計(jì)算3）最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin計(jì)算 Dmin＝2[(L/tgθ。+B'/2+B/2)2+(L+h)2]1/2

39h整車穩(wěn)定性計(jì)算3）最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin計(jì)算18h通過性計(jì)算1）縱向通過半徑R12）橫向通過半徑R23）輪胎負(fù)荷率40h通過性計(jì)算1）縱向通過半徑R119h電機(jī)選型

由于對于純電動汽車，整車驅(qū)動功率全部來自主電機(jī)，所以上面的總功率需求即為主電機(jī)的功率。且電機(jī)的連續(xù)功率取決于在工況循環(huán)中電機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)的分布區(qū)間，保證在連續(xù)功率值附近的區(qū)間電機(jī)有較高的效率。一般按過載系數(shù)2倍進(jìn)行匹配。

電機(jī)主工作點(diǎn)分布主要集中在基速附近，使電機(jī)的效率較高?？紤]實(shí)際循環(huán)工況的分布來確定。一般選擇電機(jī)的基