电动汽车动力性能分析与计算
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
纯电动汽车的性能指标
Ft—汽车驱动力(N）； Ff—滚动阻力(N)； Fi—坡道阻力(N)； Fw—空气阻力(N)。
第三节 纯电动汽车的性能指标
根据汽车行驶方程可计算出最大坡度角α为:
在低速时，爬坡能力要大得多，基于式(4-4)的计算结
果将产生显著偏差，而应按式(4-6)计算如下:
第三节 纯电动汽车的性能指标
最短时间(单位为s)来评价。 M1 , N1类纯电动汽车，采用0一50km/h原地起步加速
时间和50一80km/h超车加速时间; M2 , M3类纯电动汽车，采用0一30km/h原地起步加速
时间和30一50 km/h超车加速时间。
第三节 纯电动汽车的性能指标
2.动力性指标
（3）爬坡能力
纯电动汽车的爬坡能力用坡道起步能力和爬坡车速来评价。 坡道起步能力是指纯电动汽车加载到最大设计总质量时在坡
好的硬路面上所能到达的最高车速。 1 km最高车速 通常简称为最高车速，是指纯电动汽车
能够往返各持续行驶lkm以上距离的最高平均车速。 30min最高车速 是指纯电动汽车能够持续行驶30min以
上的最高平均车速:
第三节 纯电动汽车的性能指标
2.动力性指标 （2）最大加速能力 纯电动汽车的加速能力用从速度v1加速到速度v2所需的
道上能够起动且1min内向上行驶至少10m的最大坡度。
爬坡车速是指加载到最大设计总质量后，纯电动汽车在给定
坡度(4%和12%)的坡道上能够持续行驶1 km以上的最高平均车 速。
第三节 纯电动汽车的性能指标
3.动力性指标的计算 （1）电动汽车最高车速的计算
电动机发出的功率全部消耗于车辆阻力。若电动机的
第三节 纯电动汽车的性能指标
4.续驶里程的影响因素分析
插电式混合动力汽车动力性及经济性综合分析
插电式混合动力汽车动力性及经济性综合分析作者：章圣律来源：《时代汽车》2020年第14期摘要：随着近年来我国政策对新能源汽车的补贴与支持，车企纷纷进入新能源汽车领域。
但是由于基础设施增速相对较慢，大部分消费者短时间无法解决充电这一现实问题，电池续航里程的技术问题也尚需解决，使得汽车厂商对纯电动汽车的量产计划及市场推广显得极为谨慎，市场反应也始终没有有效增长。
相较之下，插电式混合动力汽车有效地解决了纯电动汽车存在的续航里程问题，并且把传统动力系统与纯电动动力系统紧密结合在一起，不仅将双方的优势最大化也弥补了各自的劣势。
相比纯电动汽车，插电式混合动力汽车更适合当下的情况。
插电式混合动力汽车的推广和应用，对插电式混合动力汽车的动力及经济性分析与评价提出了更具体的要求。
本文基于熵值法确定权值的方法，提出了一种插电式混合动力汽车动力性和经济性的综合评价方法，并选取目标车型对方法的可行性做出验证。
关键词：插电式混合动力汽车动力性和经济性综合分析熵值法1 插电式混合动力汽车动力性及经济性评价指标1.1 动力性指标插电式混合动力汽车在动力性方面的评价指标，与传统汽车十分类似，在GB/T19752-2005中列出了评定汽车动力性的参数，主要是混合动力模式和纯电动模式下的最高车速、最大爬坡度、加速时间和起步能力。
1.1.1 最高车速混合动力模式和纯电动模式下，该类汽车的最高车速均有两种指标，分别是1km最高车速和30分钟最高车速，且都是试验条件下的平均值，主要用于评定插电式混合动力汽车的高速行驶性能状况。
1.1.2 最大爬坡度和爬坡车速混合动力模式下，汽车的爬坡性能指标有两项。
最大爬坡度及为混合动力模式设定试验下所能达到的最大坡度。
爬坡车速指汽车按国标定的程序在坡度为4%和12%的道路上保持混合动力模式行驶1km以上所达到的最高平均车速。
纯电动模式下。
汽车爬坡性能指标只有爬坡车速，且测定方法与混合动力模式下相同。
1.1.3 加速性能混合动力模式下，用车速从0km/h加速到100km/h或50km/h所需要的最短时间来评定车辆的加速性能。
纯电动汽车动力性能分析与计算
下 开 发 了纯 电动 汽 车 动 力 性 能 仿 真 软 件 系统 。 基 于 此 软 件 系 统选 取 三款 不 同 动 力 特 性 的 车 载 电 动 机 与 三 组 变速 箱 组 合 进 行 了仿 真 测 试 ， 车 载 电 动机 额定 转 矩 、 定 功 率 和 最 高 转 速 对 汽 车 最 高 车速 、 坡 性 能 以及 加 速 性 能 的 影 响 进 行 了归 纳 总 结 。 对 额 爬 首 次 以方 程 形 式建 立 了准 确 的 纯 电动 汽 车 动 力 性 能 计 算 模 型 。
额 定 转 矩 ， 位 Ｎ ・ｎ； … 为 电 机 额 定 功 率 ， 单 ｌＰ 单
位 ｋ Ｗ。
结合 汽 车 牵 引 力 与 电动 机 输 出转 矩 之 间 关 系 以及汽 车 车速 与 电 动机 转 速 之 间关 系 可 以得 出 纯
电动汽 车牵 引力 和车速 之间关 系如公 式 （ ） ２ 所示 ：
和车速 之 间关 系进 行研 究 首 先需 要 确 定 汽 车 动 力 系统输 出转速 与最 大 可 输 出 转矩 之 间关 系 ， 因此 对 电动机 的动力 特性 进行 分析 十分 必要 。
式 （ ） ， 电机转 速 ， 位 ｒｍｎ Ｔ为 电机转 矩 ， １ 中 ｎ为 单 ／ ｉ；
单 位 Ｎ ・ ｎ 电机 基速 ， 位 ｒｍ ｎ Ｔ 为 电机 ｍ； 为 单 ／ ｉ；ｍ
＠ ２ １ ＳｉＴ ｅ． ｎｎ． ０ ０ ｅ． ｅｈＥ ｇｇ
纯 电动 汽 车动 力性 能 分析 与计 算
姚 海峰 王 亚 平 陈 以春 任 鑫
（ 京 理 Ｔ 大 学机 械 下程 学 院 ， 京 ２ ０９ 南 南 １０ ４）
摘
要
对 纯 电动 汽 车 车 载 电动 机 的 动力 特 性 进 行 了研 究 分 析 。 建 立 了纯 电动 汽 车 动 力 性 能计 算模 型 ， 在 ＭＡ Ｌ Ｂ 平 台 并 ＴＡ
(整理)AVL-Cruise整车性能计算分析流程与规范.
精品文档AVL-Cruise计算分析整车性能的流程与规范1 模型的构建要求1.1 整车动力性、经济性计算分析参数的获取收集和整理关于该车的整车配置组件参数数据。
主要包括发动机动力性、经济性参数；变速箱档位速比参数；后桥主减速比参数；轮胎参数；整车参数等。
具体参数项目见附录1。
1.2 各配置组件建模1.2.1 启动软件在桌面或程序中双击AVL-Cruise快捷图标，进入到AVL-Cruise用户界面，点击下图所示工具图标，进入模型创建窗口。
进入模型创建窗口1.2.2 建立整车参数模型进入模型创建窗口后，将鼠标选中Vehicle Model，鼠标左键点击整车图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示：双击整车图标后打开整车参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据：Author ：此处填写计算者,不能用中文，可以用汉语拼音和英文，该软件所有填写参数处均不能出现中文。
Comment ：此处填写分析的车型号。
Notice1、Notice2、Notice3：此处填写分析者认为需要注意的事项，比如特殊发动机型号等，没有可 以不填。
1.2.2.1 整车参数数据填写规则进入模型创建窗口后，将鼠标选中Engine Model ，鼠标左键点击发动机图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示：作者名称、注解说明，可以不填注解说明，可以不填油箱容积 内外温差：0试验台架支点高度：100内外压差：0 牵引点到前轴距离轴距空载、半载、满载下整车重心到前轴中心距离、重心高度、鞍点高度、前轮充气压力、后轮充气压力整备质量 整车总重迎风面积风阻系数前轮举升系数后轮举升系数双击发动机图标后打开发动机参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据：1.2.3.1 发动机参数输入规则按照图示箭头位置单击按钮，弹出外特性输入窗口：此处根据厂家提供的发动机数据输入转速与扭矩关系发动机转速与扭矩的关系从外特性数据表中可以直接得到；填写时注意对应关系即可。
新能源汽车驱动电机性能特点与应用研究
新能源汽车驱动电机性能特点与应用研究摘要：新能源汽车是由蓄电池、驱动电机和相关控制系统构成的新型驱动系统，通过将电能转换为机械能来控制汽车的驱动。
在汽车运行过程中，不会像传统燃料汽车那样产生大量废气污染，这对改善室内能源结构和生态环境具有积极意义。
永磁同步电机以其高效率、重量轻、体积小、可靠性高的特点，已成为当今新能源汽车领域应用的主要电机类型，以确保驱动电机在新能源汽车中的可靠应用，有关单位应研究汽车运行需要的性能参数，有效提高新能源汽车的性能。
关键词：新能源汽车；驱动电机；性能特点；应用1新能源汽车驱动电机概述永磁同步电机的研究应用是当前新能源汽车驱动电机领域的重要发展方向，此类电机的应用能够有效减少电机对汽车内部空间的占用，实现整车重量的进一步降低，能够从成本和功率密度方面获取更多效益。
为满足新能源汽车在不同工况下的运行需求，驱动电机的调试范围需要进一步提升，相关生产单位应结合电机冷却热平衡技术、转子动力相关理论、电机控制理论、电机结构相关内容进行研究。
在发展过程中，永磁同步电机在高频响技术的支持下实现了动态响应性能及刚度的有效改善，同时也有效遏制了能引发较强噪声的共振问题。
高密度转子、定子绕组相关技术为永磁同步电机性能参数的突破提供了有力支持，现阶段涌现出的众多科研成果成为推动永磁同步电机在新能源汽车领域广泛应用的重要基础。
2新能源汽车驱动电机性能分析2.1交流感应电动机的结构交流异步电机的结构主要包括定子、转子、转子轴、前后端盖、轴承、位置传感器、低压电缆线束和高压电源线束。
定子主要由定子芯、定子绕组和机器底座组成，定子芯由硅钢板堆叠而成，定子绕组由聚酯薄膜圆形铜线或圆形铝线缠绕而成，根据设计师的要求缠绕成相应的匝数，然后进入定子芯槽。
转子主要由转子芯、转子轴、转子绕组组成，对于线圈型交流异步电机，转子绕组由嵌入转子槽内的缠绕铜线组成；对于鼠笼式交流异步电机，其转子称为鼠笼转子，主要通过高温铝铸造通过转子芯，然后转子芯槽内部，两侧由铝铸造，因此称为铝环。
新能源电动汽车的车辆性能分析与评估
技术进步
电池技术的突破、电机控制系统的优 化以及充电设施的普及，为新能源电 动汽车的发展提供了技术支持。
车辆性能分析与评估的必要性
01
02
03
提高安全性
对车辆性能进行全面分析 ，有助于发现潜在的安全 隐患，提高道路交通安全 。
优化设计
通过性能评估，可以对车 辆的设计进行优化，提高 车辆的能效和舒适性。
新能源电动汽车的车辆 性能分析与评估
目 录
• 引言 • 车辆动力性能分析 • 车辆经济性能分析 • 车辆安全性能分析 • 车辆舒适性能分析 • 新能源电动汽车的性能评估与比较
引言
01
新能源电动汽车的发展背景
能源危机
政策推动
随着传统能源的日益枯竭，全球范围 内都在寻求可再生、清洁的替代能源 。
各国政府对新能源汽车产业的扶持政 策，促进了新能源电动汽车的市场推 广和应用。
车辆经济性能分析
03
百公里电耗
百公里电耗是衡量新能源电动汽车经济性能的重要指标之一，它反映了车辆行驶百 公里所需的电量。
较低的百公里电耗意味着车辆在行驶过程中更加节能，能够降低用户的能源成本。
不同品牌和型号的新能源电动汽车在百公里电耗方面存在差异，消费者可以根据这 一指标来评估不同车型的经济性能。
续航里程
01
续航里程指的是新能源电动汽车在充满电后能够行驶的距离。
02
续航里程是影响消费者购买决策的重要因素之一，因为它直接
关系到日常使用便利性和出行范围。
一般来说，续航里程越长，车辆的味着更高的电池成本和车辆重量。
能耗经济性评价
能耗经济性评价是对新能源电动汽车在行驶过程中所消耗的能源的综合评 估。
促进产业发展
电动汽车考试试题
10 10
1 1
-10
2.5
02 10
10 10
2 2
3 10
10 10
3 203 3.5
*解析法求解PID参数
（ ）、已知Gc ( s ) K P K D s 1
KI 、被控对象G ( s )。确定给定性能指 s 标下的PID参数。给定的性能指标 ess、 %、t s、等。 为 (2)、方法；给定稳态误差 ss，则若系统G ( s )原来是n型的，加入PID e 后，系统变成 1型。而误差常数 n 1 n K K I的值。 1 lim s n K I G ( s )。可求出 0 2 ess s 1
况下有； P jc K D (K KI )G ( jc ) 1e j (c ) j c
tg
1e j (c ) jK I X K P j c K D R jX、可求得K P R、K D 。 G ( j c ) c c
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电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。
电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。
电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。
电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。
对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。
1、电动汽车的动力性分析
1.1 电动汽车的驱动力
电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。
有：
电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。
机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦
损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。
1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡
电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式：
以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得：
或
由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。
将(4)变换可得：
式中PM为电动机的输出功率。
用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。
利用功率平衡可定性分析电动汽车设计中的有关动力性问题，另外，根据功率平衡能看出电动汽车行驶时电动机的输出功率，所以经济性分析中也常用到它。
1.3 电动汽车动力性能计算
与内燃机汽车相似，电动汽车的动力性指标有三种，即最高车速、最大加速能力和最大爬坡度。
汽车的最高车速是指汽车在无风的条件下，在水平良好硬路面上所能到达的最高速度。
电动汽车的最高车速计算：
满足(7)式的最大值即为反映车辆动力性的指标Vamax。
汽车的加速能力用汽车原地起步的加速能力和超车加速能力表示，通常采用汽车加速过程中所经过的加速时间和加速距离作为评价汽车加速性的指标。
电动汽车的加速时间计算为：
汽车的爬坡能力是指汽车在良好道路上以最低行驶车速上坡行驶的最大坡度。
电动汽车爬坡度的计算：
2、电动汽车主电路的负载电流分析
电动汽车在行驶过程中，所需的阻力功率随时都在变化，电动机的输出功率也将随阻力功率的变化而变化。
电动汽车主电路中传递的电功率也是在不断变化，但与所需的阻力功率始终保持平衡。
通常，电动汽车在运行过程中，主电路中的电流变化较大，主电路电流的大小不仅影响系统的散热与正常工作，而且直接影响蓄电池的放电性能与使用寿命，同时影响一次充电后的续驶里程。
当采用交流感应电动机时，电动汽车的主电路是指给电动汽车行驶提供所需能量的电路，即动力
蓄电池组到控制器和逆变器之间的直流电路，以及逆变器与交流感应电动机之间的交流电路，如图2所示。
为了简化起见，我们在分析主电路的负载电流时总是假定蓄电池的端电压以及逆变器的输出电压保持不变。
电动汽车在平路上等速行驶时所需的功率换算至电机输出轴为：
假定电动汽车主电路的电压保持不变，根据图2即可计算电动汽车等速行驶工况的主电路负载电流。
电动汽车主电路中的直流电路的负载电流为（假设逆变器的效率为ηMI，电动机的效率为ηM）：
电动汽车主电路中交流电路的负载电流为：
同样，可以计算电动汽车在加速行驶时的主电路的负载电流或在坡道上等速爬坡时主电路的负载电流。
3、结论
通过以上分析可以看出，电动汽车的动力性与其行驶过程中的能量消耗密切相关，因此，应当通过提高动力蓄电池的性能、降低滚动阻力和空气阻力的能耗等措施来提高电动汽车的动力性能。
另外，由于行驶时电动汽车主电路电流的大小直接影响蓄电池的放电性能与使用寿命，同时影响一次充电后的续驶里程，因此在设计电动汽车时，应综合考虑电池的质量、驱动电动机的电压和额定电流、加速性能、续驶里程及安全性能等因素，通过系统优化来改进电动汽车的性能和降低成本。
作者单位：任国军（山东理工大学，交通与车辆工程学院，淄博,255049）
杨久青（东营技术学院，东营，257097）
参考文献：
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