纯电动汽车动力性计算公式

纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算
2最咼行驶车速的计算
最高车速的计算式如下:
n r V max 0.377 - i g i o
0.377 2400
°.487
1 6.295
70km/h 43.5mph
（2-1）
式中：
n—电机转速（rpm）；
r—车轮滚动半径（m ）；
i g —变速器速比；取五档，等于1；i。

一差速器速比。

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（%山」0. d f） arcsin（2400 1 6.2950.9
0.015）8.20
m.g.r 18000 9.8 0.487
所以满载时最大爬坡度为tan(a-)*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
当汽车以最高车速匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw)计算式为: 36咖盹八唱游心(2-1) 式中：
n—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；
A—电动汽车的迎风面积，取2・550x3・200=8・16m2(原车宽*车身高)；最高车速，取70km/ho
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
二总制诃和E6+吆需型)x7。

=39.5kw<\ OOkw
(3-2)
4.2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：a = tan-,(0.14) = 8°o
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:
1
% 360^陀罰m.g.f.COS
2
C AV
D slope、
21.15 ). slope
0 0 0.6 8.16 102
(18000 9.8 sin8018000 9.8 0.016 cos8° --------------------------- 3600 0.86 21.15
88.5kw <100kw
10
从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V交流感应电机的功率符合所
设计的动力性参数要求。

5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。

磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为：
E bat U bat R bat0 .I bat
式中：
E bat —电池的电动势（V）；
U bat —电池的工作电压（V ）；
R bat0 —电池的等效内阻（Q）；
I bat —电池的工作电流（A ）(4-1)
通常，E bat、R bat0均是电池工作电流I bat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（SOC low ），对应的电池电动势E bat和电池等效内阻R bat0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：
Rd U bat.1 bat （E bat Rat 0」bat ）」
（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：
bat
Rd max
E bat
4R bat 0
(4-3)
(4-8) 以上仅是一个理论计算值。

实际上，当电池以
U bat /（2R batO ）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:
（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限制为：
（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
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
（4-7）
式中：
me —电机及控制器的工作效率；
Rdmax
—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U model 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n bat 168 ）的U ess 可通过下式计算得到，即
3.69 （- 1）
U ess H bat-U model 代8
3 168 11.83 516.6V
2bd U bat 」bat E bat . 1 bat
H )d max 2E bat
9R bat0
Hid max 2E b ；t
9 R bat 0 2 302 9 0.1 2kw (4-6)
n bat P
P bd max ・
me 100 2 0.95 52.6 53 U bat
2
21.15
而两个蓄电池并联后实际放出的能量为
C (1.0 0.1) C a 0.9 300 270 Ah
(4-9) 因此，电池实际放出的能量可由下式计算得到，即
(4-10)
W es —电池的实际能量(kwh)；
U es —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 V el (40km/h )的车速均速行驶，则所需的功率可 由下式计算：
(4-11) 则，行驶里程S 所需的能量为:
P el —行驶里程S(km)所需的功率(kw)；
W road —行驶里程S(km)所需的能量(kwh)
欲使电池组能够满足续驶里程的能量需求，即
(4-13)
式(4-13)通过变化可得如下关系式：
S W ess . mc V el 139.48*0.9*40 P el
41 (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
T max (m .g.f C d ・A ・V max ).r/i g.i o .
U ess C
1000 516.6 270 ""1000 139.48kwh
P el (m.g.f 3600.
C d .AV e 2 21.15 )V el 365E
18000 9・8 °.°16 41kw 0.6 8.16 402 21.15 40
W road
P el t P el (S/V el ) (4-12)
W ess
mc n bat mod el mc /1000 ^V road P el t P el (S/V el )
122.4 km。