纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析_尹红彬
纯电动汽车驱动系统设计及仿真
纯电动汽车驱动系统设计及仿真学院专业年级班别学号学生姓名指导教师2015年 6 月摘要随着环境污染的加剧和资源的日益短缺，纯电动汽车（EV）凭借能源利用率高、环境污染小的特点得到广泛关注和快速发展，成为当前研制取代内燃机汽车的首选车型，其发展前景广阔。
作为纯电动汽车核心部件之一，驱动系统直接决定了纯电动汽车整车性能优劣,目前我国的纯电动汽车存在的主要问题是续航里程少和动力能源电池成本高，基于此种情况，对驱动系统进行合理设计，是提高电动汽车的动力性能和增加续航里程的有效手段，所以文章对纯电动汽车驱动系统进行设计研究。
本文首先分析了纯电动汽车的特点，包括无污染、噪声低、结构简单、能源效率高且多样化等。
然后分析了纯电动汽车驱动系统的整体结构和工作原理，并以某普通普及车型为基础，对驱动系统进行设计改善。
先确定相应动力参数目标，然后根据整车参数进行理论计算，参考相应手册和市场上的部件，选择合适的驱动系统结构装置，如电机、蓄电池的类型和相关参数。
最后利用车辆系统仿真软件ADVISOR（Advanced V ehicle Simulator）对纯电动汽车进行动力性能仿真实验。
首先建立了仿真模型，包括选择传动系统类型、设置参数、设计控制策略，然后选择仿真工况进行加速性能和爬坡性能的仿真，最后得到仿真性能结果图表,包括仿真参数图、参数仿真报告、能源消耗图、虚拟回放。
基于符合初始设计技术要求的参数，利用ADVISOR里的AUTOSIZE软件模块进行参数优化，然后对得到的优化参数值进行仿真，进一步分析纯电动汽车驱动系统仿真动力性能，确定最优参数。
关键词：纯电动汽车、驱动系统、结构参数、动力学、仿真AbstractWith the environment pollution increasing and and the growing shortage of resources, and because it’s high availability in energy and mild pollution , Battery Electric V ehicle (BEV) becomes the preferred designed model which might take the place of internal combustion engine cars, it has good development prospect. The drive system is one of the core part for the Electric V ehicle, it directly decides the vehicle performance of the whole car. At present, the biggest troubles for BEV in China are the limited driving mileage and high cost in power battery. Based on the situation, design and improve the drive system performance is a efficient method for promote the vehicle’s dynamic performance and longer range.This article research and design for the BEV’s drive system. Firstly, the article analyzes BEV’s characteristic, including no air pollution, noiseless, simple construction, highly efficient using and diversity in energy. Secondly, the article analyzes BEV’s fundamental construction and it’s working principle. Then redesign and make improvement based on a common car, be certain with the relative dynamic parameters and calculate theoretically, considering about the parts on the market, choose the suitable structure devices.For instance, the type and relevant parameters of the motor and accumulator battery. Finally, use simulation software ADVISOR to do the test for BEV’s dynamic performance. To begin with, establish the simulated model, includes, picking the driveline type, set relevant parameters, establish control strategy. Then, choose the simulated BEV’s working condition and perform accelerated performance and climbing ability tests simulation. At last, the diagram result of the simulation which consist of simulation parameters diagram, simulation report, energy consuming graph and virtual replay result will come out. Based on the parameters which fit the requirement, the article use the ADVISOR’s part AUTOSIZE to optimize parameter, and simulated again, then ulteriorly analyze the EV drive system dynamic performance and getthe final best parameter.Key words：Pure Electric V ehicle，Drive system，Structure parameters,Dynamic performance，Simulation目录1绪论 (1)1.1 题目背景及目的 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 题目研究方法 (2)1.4 论文构成及研究内容 (3)2纯电动汽车的简单分析 (4)2.1 纯电动汽车的特点 (4)2.2 纯电动汽车在我国的发展现状 (5)2.3 驱动系统基本结构形式 (6)2.4 驱动系统工作原理 (7)3驱动系统参数设计 (9)3.1 电动机类型和性能参数的选择 (12)3.2 蓄电池类型、数量、容量的选择 (16)3.3 传动系统参数的选择 (19)4利用ADVISOR驱动系统性能仿真 (21)4.1 仿真软件ADVISOR简介 (21)4.2 定义车辆的仿真参数 (22)4.2.1 选择传动系统类型 (22)4.2.2 设置部件的仿真参数 (23)4.2.3 设计控制策略 (23)4.3 运行仿真 (23)4.3.1 选择仿真工况 (23)4.3.2 加速性能仿真和爬坡性能仿真 (24)4.4 仿真结果及分析 (25)4.4.1 仿真参数图 (25)4.4.2 参数仿真报告 (25)4.4.3 能源消耗图 (26)4.4.4 仿真结果总结 (27)4.5 本章小结 (27)5电动汽车驱动系统参数优化匹配 (28)5.1 参数优化和仿真结果分析 (28)5.2 本章小结 (31)6总结和展望 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论1.1题目背景及目的汽车给人们的生活带来了很多的便利，但同时也给人们带来了“能源消耗，环境污染”两个大问题。
纯电动汽车驱动系统设计及性能仿真
一 一
衄∞ 一 一
Ｐ 。一
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（ ２）
第三 ， 电动汽 车应具备 持续爬 坡 能力 ， 据最 大爬坡 度确定 电机 额定输 出功 率 根
（ ｇｆ￣ ｍｇｉ ａ ｒ ＋ ） ， （） ３
其 中 ｉ 电动 汽 车爬坡 速 度 ， 为 单位 为 ｋ ｈ 要使 电动 汽 车能 正常 行 驶 ， ｍ／ ． 电机 额定 功 率 Ｐ 必 须 同时 满 足 以上 ３ 条件 ， 个 又考 虑到机 械传递 效率 刁 则 ，
电池组 容量 选择 主要考 虑 电动 汽车行 驶 时的 最大 功 率 和行 驶 一定 距离 所 消耗 的能 量． 在选 定 蓄 电池 型号 的条件 下 ， 电池组 容量 取决于 蓄 电池 数 目． 此 ， 因 根据 电动汽 车 所需 最 大功 率 和续 驶 里程 确 定 蓄 电池
数 目 ｒ ／ ．
其 中 ： Ｖ Ｃ ， 分别 为每块 蓄 电池 的容量 和 电压 ； 为单 位 路 程 （ ｍ） 消耗 能 量 ， 位 为 ｋ ； 为 续驶 里 Ｗ ｋ 所 单 Ｗ Ｌ 程 ， 位为 ｋ 单 ｍ． 根 据 （） （） ７ ，８ 式所列 条件 得到 ７ ， 则 电动汽 车需 要蓄 电池 数 目即为 ｎ Ｔ Ｘ ， ） ＂ ｎ， ／ ｚ ≥Ｉａ ｛ ｚ． Ｉ
作者简介： 树健（９８ ）男 ． 高 １ ８ 一 ， 山东 临 沂 人 ， 安 大 学 硕 士 研究 生 ， 要 从 事 汽 车 新 能 源 研究 ； 丁 跃 （ ９０一 ， ， 长 主 陈 １６ ）男 安 徽 安 庆 人 ， 安 大 学 教 授 ， 士 生 导 师 ， 要从 事新 能 源 车辆 、 制 技 术 和 太 阳 能 汽 车 等 研 究 ． 长 硕 主 控
车动力 性 能和续 驶里程 ．
《2024年电动汽车动力系统设计及仿真研究》范文
《电动汽车动力系统设计及仿真研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和能源可持续性的日益关注，电动汽车（EV）的研发和推广已成为汽车工业的重要发展方向。
电动汽车动力系统作为其核心组成部分，对于提升电动汽车性能、优化能源利用效率以及保障系统稳定性具有重要意义。
本文将详细探讨电动汽车动力系统的设计及其仿真研究。
二、电动汽车动力系统设计1. 电池系统设计电池是电动汽车的核心部件，其性能直接影响着电动汽车的续航里程和安全性。
电池系统设计主要包括电池类型选择、电池组布局和热管理设计等。
目前，主流的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
设计时需根据车辆需求选择合适的电池类型，同时考虑电池组的数量、容量和布局，以实现最优的能量密度和安全性。
此外，热管理设计也是电池系统设计的关键，需确保电池在各种工况下都能保持合适的温度，以延长电池寿命和提高安全性。
2. 电机系统设计电机系统是电动汽车的动力来源，其性能直接决定了车辆的加速性能、最高速度和爬坡能力等。
电机系统设计主要包括电机类型选择、控制器设计和传动系统设计等。
常见的电机类型包括直流电机、交流感应电机和永磁同步电机等。
设计时需根据车辆需求和性能要求选择合适的电机类型，同时考虑控制器的性能和传动系统的效率，以实现最优的动力性能和能源利用效率。
3. 电力电子系统设计电力电子系统是连接电池系统和电机系统的桥梁，其主要功能是实现电能的控制和转换。
电力电子系统设计主要包括功率电子器件选择、能量管理策略设计和充电系统设计等。
设计时需考虑功率电子器件的性能、可靠性、成本以及能量管理策略的优化，以提高系统的能源利用效率和整车性能。
此外，充电系统设计也是电力电子系统设计的关键，需考虑充电速度、充电方式和充电安全性等因素。
三、仿真研究为了验证电动汽车动力系统设计的合理性和可行性，需要进行仿真研究。
仿真研究主要包括建立仿真模型、设定仿真参数和进行仿真分析等步骤。
首先，需要根据动力系统的结构和特点建立相应的仿真模型，包括电池模型、电机模型、电力电子模型等。
纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究
尸＝
一＋
吃
（） １
式 中 ， 为整 车质 量 （ ）厂 滚动 阻力 系数 ； Ｍ ；为 Ｃ 为 迎 风 阻 力 系数 ； 为 迎 风 面积 （ ） Ｄ ｍ ； 最高 行驶 车速 （ｍ／） ｋ ｂ。 为
另 外 ， 电动 汽 车 的 蓄 电 池 所 输 出 的 电 能 和 电 量 应 该 能 够 维 持 电 动汽 车 在 一 定 工 况 下 行 驶 额 定
＋
击 ＋ 击
㈤ 的行 驶 阻力确 定 传动 系速 比下 限为
一 ｆ ≥
ｔ
式 中 ， 为 汽 车 旋 转 质 量 换 算 系 数 ； 为 车 Ｌ
率之 和 。电动汽 车 以最高 车速 行驶 消耗 的功 率为
３ ）以最 高 车 速稳 定 行 驶 的 能 力 。在 电 动 汽 车 上 ， 电动 机 发 出的 功 率 应 该 能 够 维 持 车 辆 以 最 高
车速 行驶 。 ４ 爬 坡 能 力 。 电动 汽 车 能 以 一 定 的速 度 行 驶 ）
务Ｉ
匐 似
纯 电动汽 车动 力驱 动系统参数优化设计及性能 仿真研 究
Ｐｕｒ ｅｃｔ ｉ ｅｈｉ ｅ ｄｒｖｅ ｓ ｔ ｅ ｅｌ ｒｃ ｖ ｃｌ ｉ ｙｓ ｅｍ ｐａｒ ａｍ ｅｔ ｓ ｏｐ ｉ ｉ ａｔ ｏｎ ｄｅｓ ｇｎ ａｎｄ ｅｒ ｔ ｍ ｚ ｉ ｉ ｐｅｒｏｒ ａｎｃｅ ｆ ｍ ｓｉ ｕｌ ｔ ｏｎ ｓ ｕｄｙ ｍ ａ ｉ ｔ
ｌ
１３ 根据电动汽车加速性能确定 电动机功 率 ．
电 ３ Ｚ ＝ ｇ“＋ ｃ Ａ ３＋６ ｄ （） Ｐ ｆ Ｍ
。
訇 化
厶 一≥ ｆ
ｔ 一
（） ９
《2024年电动汽车动力系统设计及仿真研究》范文
《电动汽车动力系统设计及仿真研究》篇一一、引言随着环保意识的逐渐增强和能源危机的日益严峻，电动汽车因其低排放、低噪音和高能效等优点，已成为未来汽车工业发展的主要方向。
动力系统作为电动汽车的核心部分，其设计及仿真研究显得尤为重要。
本文旨在探讨电动汽车动力系统的设计及其仿真研究，为电动汽车的研发提供理论依据和技术支持。
二、电动汽车动力系统设计1. 电池系统设计电池系统是电动汽车的动力来源，其性能直接影响到整车的性能。
电池系统设计应考虑电池类型、容量、充放电性能、安全性及成本等因素。
目前，锂离子电池因其高能量密度、长寿命和环保性等优点，已成为电动汽车电池的主流选择。
在电池系统设计中，还需关注电池管理系统（BMS）的设计，以实现对电池状态的实时监控和保护。
2. 电机系统设计电机系统是电动汽车的动力输出部分，其性能直接影响到整车的动力性和能效。
电机系统设计应考虑电机的类型、功率、转矩、效率及可靠性等因素。
目前，永磁同步电机和交流感应电机因其高效率和低成本等优点，在电动汽车中得到了广泛应用。
3. 控制器系统设计控制器系统是电动汽车动力系统的核心控制部分，负责协调和控制电池、电机等各部分的工作。
控制器系统设计应考虑控制策略、算法、硬件和软件等方面。
通过优化控制策略和算法，实现能量的高效利用和整车性能的优化。
三、动力系统仿真研究动力系统仿真研究是电动汽车设计的重要环节，通过对动力系统的仿真分析，可以预测整车的性能和能效，为动力系统的设计和优化提供依据。
1. 仿真模型的建立根据电动汽车动力系统的结构和工作原理，建立各部分的仿真模型。
通过设定仿真参数和边界条件，实现对动力系统的仿真分析。
2. 仿真分析通过对仿真结果的分析，可以得出整车的性能参数、能效及各部分的工作状态。
通过对比不同设计方案和参数的仿真结果，为动力系统的优化提供依据。
四、结论本文对电动汽车动力系统的设计及仿真研究进行了探讨。
通过对电池系统、电机系统和控制器系统的设计，实现了对电动汽车动力系统的全面优化。
基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析
基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析摘要动力系统参数的选择与匹配对电动汽车的动力性和经济性会产生很大的影响。
文章在理论计算和系统分析的基础上，对电机、电池以及传动系传动比进行了参数匹配，分析了纯电动汽车动力系统参数的选择对电动汽车性能的影响。
GT-suite 仿真结果表明，所选动力总成部件与整车匹配后能够满足纯电动轿车动力性的要求。
为纯电动汽车动力系统参数选择与匹配提供了参考。
关键词电动汽车动力系统参数匹配动力性仿真中图分类号：U463. 23 文献标识码：A电动汽车是解决当前能源短缺和环境污染问题可行的技术之一。
电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车。
近些年来，电动汽车的研制热潮在全世界范围内兴起，尤其是在我国，逐步向小批量商业化生产的方向发展。
电动汽车技术的发展依赖于多学科技术的进步，尤其需要解决的问题是进一步提高动力性能，增加续驶里程，降低成本。
考虑开发经费和开发周期，建立计算机仿真模型对电动汽车的性能进行仿真分析是很有意义的。
1电动汽车动力系统参数要求电动汽车的动力性主要取决于动力及传动系统参数匹配，包括动力电池、驱动电机及传动系统控制器等部件。
根据设计要求，本电动汽车设计参数为：最高车速150km/h，最大爬坡度》30%，续驶里程》180km。
0100km/h的时间为： < 15s。
相关的车辆参数为：汽车整备质量: 1600kg ;迎风面积：2.19m2;长？卓？赘呤滴？631?? 790??470 m m ；轴距为：2650；滚动阻力为：0.0015；风阻系数：0.296 。
2电机参数匹配电机作为电动汽车主要动力源，电机的匹配对电动汽车性能起着关键作用。
电机匹配主要考虑参数为电机的额定功率、峰值功率，电机的最高转速、额定转速。
2.1电机额定功率、峰值功率的选择电机功率的高低直接决定了汽车动力性的好与坏。
电机额定功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡度就越好，但是带来的是电机体积与质量的增加，而且此时电机不能保持在较高效率下工作，降低车辆的能量利用效率，缩短了汽车的续驶里程。
纯电动车辆动力系统仿真分析研究
纯电动车辆动力系统仿真分析研究近年来，随着全球对环保的关注度不断提高，纯电动车辆越来越受到人们的青睐。
然而，纯电动车辆的动力系统相比于传统的燃油动力系统而言，存在很多技术上的挑战。
为了更好地研究和优化纯电动车辆的动力系统，人们开始运用仿真技术进行分析研究。
一、纯电动车辆的动力系统纯电动车辆的动力系统主要由三大部分组成：能量转换系统、能量贮存系统和能量控制系统。
其中，能量转换系统包含电机、变速箱等部件，负责将电能转换为机械能，从而驱动车辆前进。
能量贮存系统则主要包括电池和超级电容器，负责储存电能。
而能量控制系统则负责控制这些部件的工作，例如电机控制器、电池管理系统等。
二、纯电动车辆动力系统仿真分析的意义纯电动车辆的动力系统可谓是十分复杂的，需要从多个角度进行分析和优化。
此时，仿真技术就显得尤为重要。
首先，仿真技术能够帮助研究人员更加深入地了解纯电动车辆的动力系统工作原理和性能表现。
其次，仿真技术可以节省大量的时间和成本。
在实际车辆测试过程中，往往需要大量的时间和资源才能得出准确的测试结果。
而利用仿真技术，则可以在较短的时间内模拟出车辆在各种工况下的性能表现。
最后，仿真技术还能够为研究人员提供一定程度上的设计优化思路。
通过对仿真结果的分析，可以发现动力系统中存在的不足之处，从而进行更加科学的设计优化。
三、纯电动车辆动力系统仿真分析的具体实践具体来说，纯电动车辆动力系统仿真分析需要进行以下几个方面的工作：1. 建立车辆动力学模型。
通过建立适当的模型，可以较为真实地反映出车辆在各种工况下的运动学和动力学性能，包括加速度、刹车距离、转向等。
2. 建立电池模型。
电池是纯电动车辆最重要的能量贮存部件，其性能表现直接影响着车辆的续航里程和动力输出。
因此，建立准确的电池模型是非常关键的。
3. 建立电机模型。
电机是纯电动车辆的动力输出部件，其性能表现也极其重要。
通过建立电机模型，可以较为真实地反映出电机在各种工况下的输出特性和能耗情况。
纯电动汽车驱动控制策略仿真分析
方成 王萌 王宇 欧文军
（上汽通用汽车有限公司武汉分公司）
摘要：为了同步提升纯电动汽车动力性和操控性，将驾驶意图分为稳态意图和动态意图，汽车的操控性由稳态意图来保证，
动力性由动态意图来保证，在此基础上提出一种基于驾驶员意图识别的纯电动汽车动力性驱动控制策略。该策略采用典型
工作点分段插值法来识别驾驶员的稳态意图，并定义了驾驶员的动态意图，采用动态补偿转矩保持和动态补偿转矩归零等
算法计算动态补偿转矩。仿真结果表明，该策略既可以根据驾驶员稳态意图保证汽车的操控性，也可根据驾驶员动态意图提
高汽车的动力性，较好地实现了提升纯电动汽车动力性和操控性的目的。
关键词：纯电动汽车；驱动控制；策略
[3]
动态补偿转矩计算和输出转矩计算 4个部分 。
由式（1）可以得到电机在不同加速踏板开度和转
加速踏板行程 变化率
加速踏板行程
驾驶 车速
员动
态意
图识
别
动态
转矩动态补偿 补偿转矩（）
目前，针对纯电动汽车驱动控制策略的研究主要 为软踏板加速曲线，能较好地满足汽车的操控性要求；
集中在汽车的动力性方面，没有反映出驾驶员在控制 但曲线 1和 3的函数形式比较复杂，需要考虑的参数
[1]
加速踏板的过程中所代表的动态意图 。目前的纯电动 太多，计算量大；曲线 2为线性踏板加速策略，控制效
汽车驱动控制策略可分为硬踏板加速、软踏板加速及 果介于曲线 1和 3之间，函数形式简单，控制简便易
的额定转矩的乘积，如式（1）所示。
=（） 0
（1）
式中：0— ——电机在转速 下的稳态转矩，N·m；
— ——稳态转矩比例系数；
纯电动汽车驱动系统选型及仿真研究
纯电动汽车驱动系统选型及仿真研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，纯电动汽车作为一种环保、节能的交通工具，正逐渐受到人们的青睐。
然而，纯电动汽车驱动系统的选型及其性能优化是一个复杂而关键的问题。
本文旨在深入研究纯电动汽车驱动系统的选型原则、影响因素及优化方法，并通过仿真分析验证所选驱动系统的性能表现。
文章将概述纯电动汽车驱动系统的发展历程和现状，分析不同驱动系统的优缺点及适用范围。
在此基础上，提出驱动系统选型的基本原则，包括动力性、经济性、可靠性和环保性等方面的要求。
文章将详细分析影响驱动系统选型的关键因素，如电池性能、电机类型、控制系统等。
通过对这些因素的综合考虑，建立起一套完整的驱动系统选型评价体系，为实际选型提供科学依据。
文章将利用仿真软件对所选驱动系统进行性能仿真分析。
通过模拟不同工况下的车辆行驶状态，评估驱动系统的动力性、经济性等指标，为驱动系统的优化改进提供数据支持。
本文的研究成果将为纯电动汽车驱动系统的选型及性能优化提供有力支持，为推动纯电动汽车的广泛应用和产业发展提供有益参考。
二、纯电动汽车驱动系统概述纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）作为新能源汽车的一种，其驱动系统是其核心组成部分，直接影响到车辆的性能、效率和安全性。
纯电动汽车的驱动系统主要由电机、控制器、电池和传动机构等组成，其中电机作为动力源，负责将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电机的选型是纯电动汽车驱动系统设计的关键。
目前，常用的电机类型主要包括直流电机、交流异步电机、交流同步电机和开关磁阻电机等。
其中，交流同步电机和开关磁阻电机因其高效率和宽调速范围等特点，在纯电动汽车领域得到了广泛应用。
同时，随着电机控制技术的发展，电机的控制策略也日趋成熟，如矢量控制、直接转矩控制等，为电机的优化运行提供了有力支持。
控制器作为驱动系统的“大脑”，负责接收车辆的各种信号，如加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号等，并根据这些信号控制电机的运行状态。
纯电动汽车驱动系统设计及仿真研究
纯电动汽车驱动系统设计及仿真研究李素华【摘要】纯电动汽车与燃油汽车相比,具有传动效率高、节能环保等优点.驱动系统是纯电动汽车的核心部件,决定了整车的动力性能和经济性能.对驱动系统进行整体设计,选取合理的系统控制策略并进行仿真具有重要意义.首先对驱动系统模型进行设计,建立了加速踏板、铅酸蓄电池、电机和传动系统的仿真模型.随后采用双闭环控制方法,利用MATLAB/Simulink对驱动系统模型进行仿真.研究表明:采用双闭环控制方法,汽车行驶速度曲线更加平滑,抗路面干扰能力更强.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P40-42,46)【关键词】电动汽车;驱动系统;控制方法;系统仿真【作者】李素华【作者单位】江汉大学机电与建筑工程学院,湖北武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TH16;U464纯电动汽车具有能耗低、效率高、污染少等优点[1]。
由于电动汽车仍处于研发调试阶段，因此并未得到大范围应用，电动汽车推广的瓶颈问题主要有[2-3]：研发高能蓄电池、提高驱动系统效率、建造快速充电站等。
因此，设计具有高动力性能且能耗较低的驱动系统具有重要意义。
驱动系统将高能蓄电池中的电能转换成汽车前进所需的机械能，同时在车辆快速制动时将机械能回收，纯电动汽车驱动系统基本框架，如图1所示。
目前，国外厂家已经具备了较为完善的驱动系统控制技术，其生产的电动汽车整车性能良好；国内相关科研院所也已掌握了驱动系统设计方法，并开始小范围生产，但国内整体研发水平与国外仍有较大差距，驱动系统研究水平有待提高[1，4-5]。
驱动系统是纯电动汽车的核心部件，决定了整车的动力性能和经济性能。
驱动系统包括：主控制器、铅酸蓄电池、电机和传动系统[6]。
驾驶员通过操作加速踏板，加速踏板将驾驶意图转换为电信号传输到主控制器，主控制器基于控制策略调整PWM信号并将其输送至IGBT，实现驱动电机调控。
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图 1 电动汽车驱动系统设计流程 Fig．1 Drive system design process of electric vehicle
（3）
ua
式 中 ：i— ——传 动 比 ；nmax — ——驱 动 电 机 最 高 转 速 ；
r— ——车轮半径。
为满足爬坡性能需求， 传动机构传动比下限
应满足
i≥ Fmax r
（4）
ηT Tmax
式中：Fmax— ——最 大爬坡阻力 ；Tmax— ——驱 动 电 机 最
高转速时对应的扭矩。
由式（3）、式（4）计算可得传动比 ，本设计，电
的要求，峰值功率为
Pmax =λPe
（2）
图 2 传动机构原理 Fig．2 Transmission mechanism schematic
2）传动比确定
在电机输出特性一定时，电动汽车传动比的选
择依赖于整车的动力性能指标，为满足电动汽车最
高车速行驶工况，传动机构传动比上限应满足
i≤ 0.377nmax r
Yin Hongbin1， Wang Yue 2， You Di2 （ 1． Shandong Tangjun Ouling Automobile Manufacture Co．，Ltd． ， Zibo City， Shandong Province 255100， China；
2． Shandong University of Technology， Zibo City， Shandong Province 255100， China） ［Abstract］ The drive motor parameters， transmission of power system were designed based on the drive power demand of electric vehicle at maximum speed． Climbing performance， initial acceleration performance， maximum velocity running performance of pure electric vehicle were analyzed based on the drive system model， which was established by AVL－CRUISE． The analysis results show that the electric vehicle power system is to meet the demand of pure electric vehicle． Design approach is reasonable． ［Key words］ pure electric vehicle； power system design； AVL－CRUISE simulation
4 结论
AVL-Cruise 软件仿真结果表明：本设计电动 汽车最高转速、爬坡能力、加速性能均符合设计要 求。 采用最高车速下的功率需求来计算驱动电机 额定功率需求， 利用驱动电机过载系数对加速工 况和爬坡工况下的驱动电机峰值功率进行估算， 然后采用 AVL-CRUISE 软件对最高车速、爬坡性 能和加速性能进行校核的设计方法是合理的。
丰田开发身体状况监测系统
最近丰田开发了一种利用方向盘应对驾驶员 身体状况突变的技术， 这种技术是利用汽车方向 盘测量驾驶员的心电和脉搏， 监测驾驶员身体状 况发生突变前的预兆性体征，进而避免交通事故。
丰田所做的调研显示， 驾驶过程中猝死的原 因中，人体循环系统突变的比例占到 80％以上。 而 应对人体循环突变的关键， 是掌握自律神经系统 的活动。 这种神经不受意识的控制，对我们身体的 各个内脏器官进行调控，其本身具有一定节奏。 对 其进行监测可更早感知身体有可能发生的突变。
由式（1）计算得驱动电机额定功率为 19.8 kW， 过载系数取 2，由式（2）可得驱动电机峰值功率为 39.6 kW。
本设计，驱动电机工作电压 320 V，额定功率 20 kW，峰值功率 40 kW，额定转速 3 000 r/min，最 高转速 8 000 r/min，峰值扭矩 127.5 N·m。 2.3 传动机构设计
图 3 电动汽车最高车速 Fig．3 Maxmium vilocity of electric vehicle
图 4 电动汽车满载爬坡特性曲线 Fig.4 Full load climbing performance of electric vehicle
图 5 电动汽车满载加速能力曲线 Fig.5 Full load acceleration performance of electric vehicle
表 1 电动汽车基本参数和动力性能要求 Tab.1 Basic parameters and power performance
requirements of electric vehicle
名称 整车尺寸 ／ mm 整备质量 ／ kg 整车质量 ／ kg
轴距 ／ mm 滚动阻力系数
风阻系数 车轮滚动半径 ／ mm 最高车速 ／ (km/h) 0~100km/h 加速时间 ／ s
从图 3 看出，电动汽车在城市循环工况下，最 高车速为 128 km/h，最高车速符合设计要求。 从图 4 看出，电动汽车满载工况下，在 50 km/h 的车速 范围内， 爬坡度大于 30%， 爬坡能力符合设计要 求。 从图 5 看出，电动汽车 0~100 km/h 的加速时 间为 14.7 s，小于 15 s，加速能力符合设计要求。
2.2 驱动电机参数设计
目前永磁电机的峰值效率可达 95%~97%，驱
动转速可达到 4 000~10 000 r/min， 具有效率高、
功率密度大、转速范围宽的优势，是电动汽车驱动
电机的理想选择。
驱动电机额定功率应能满足电动汽车最高车
速需求。 驱动电机额定功率为
≥ ≥3
Pe
≥
1 ηT
mgfua + CD Aua 3 600 76 140
[4] 王志福, 张承宁. 电动汽车电驱动理论与设计 [M]. 北京: 机 械工业出版社, 2012.
[5] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
作 者 简 介 尹 红 彬 （1986— ），男 ，硕 士 ，研 究 方 向 ：电 动 汽 车 驱 动 系统及控制技术研究。 E－mail：bin52199＠163．com
尹红彬 1，王越 2，尤迪 2
（1. 255100 山东省 淄博市 山东唐骏欧铃汽车制造有限公司； 2.255049 山东省 淄博市 山东理工大学）
［摘要］ 基于纯电动汽车最高车速下的驱动功率需求，对其驱动系统的驱动电机参数、传动机构进行了设计，利
用 AVL-CRUISE 软件建立了纯电动汽车驱动系统模型，对电动汽车爬坡性能、起步加速性能和最高车速运行性
第 52 卷 第 6 期 V第ol．5522卷第No6． 6期
农业装备与车辆工程 AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
Hale Waihona Puke 2014 年 6 月 June 2014
doi：10．3969 ／ j．issn．1673－3142．2014．06．013
纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析
能进行了仿真分析，仿真结果表明，驱动系统可以满足电动汽车动力性需求，设计方法合理。
［关键词］纯电动汽车；驱动系统设计；AVL-CRUISE 仿真
［中图分类号］ U469．72
［文献标志码］ A
［文章编号］ 1673-3142(2014)06-0051-03
Design and Simulation of Drive System for Pure Electric Vehicle
参考文献
[1] 周 飞 鲲. 纯 电 动 汽 车 动 力 系 统 参 数 匹 配 及 整 车 控 制 策 略 研 究[D]. 长春：吉林大学，2013.
[2] 姬芬竹, 高峰, 周荣. 纯电动汽车传动系参数 匹 配 的 研 究[J]. 汽 车 科 技 ，2005.11(6):22-24.
[3] 赵云飞. 纯电动汽车动力系统参数匹配与性能优化研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2011.
0 引言
能源与环境危机是当今世界的两大难题，电 动汽车的发展是交通领域解决这两大难题的重要 方式，《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》中 明确指出将电动汽车作为新能源汽车的重要发展 方向。
电动汽车驱动系统的设计水平直接影响到电 动汽车的动力性、经济性，其设计的关键是驱动电 机功率的准确计算、 驱动电机与传动系统的参数 匹配问题[1－2]。 传统方法中，要分别计算电动汽车最 高车速、爬坡性能、加速性能下的功率需求，然后 根据最高车速下的功率需求确定驱动电机额定功 率， 以爬坡和加速工况下的功率需求确定峰值功 率，这种方法计算比较复杂，给设计者带来很多的 不便[3－4]。 最高车速虽然仅是动力性的一个指标，但 是它实质上也反映了电动汽车的加速能力与爬坡 能力[5]。 本设计中，采用最高车速下的功率需求来 计算驱动电机额定功率需求， 利用驱动电机过载
（1）
式 中 ：Pe— ——驱 动 电 机 额 定 功 率 ；ηT— ——传 动 系 统
效 率 ； m— ——整 车 质 量 ；g— ——重 力 加 速 度 ；f— ——
滚 动 阻 力 系 数 ；ua— ——最 高 车 速 ；CD— ——风 阻 系 数；A— ——迎风面积。