纯电动汽车规划论文

1驱动体系参数匹配

驱动体系是纯电动汽车的优秀，其根本特性参数的选配有必要满意整车动力功能要求。经过核算，合理挑选动力体系各部件的参数，并将其进行有用匹配，才干规划出高功能的纯电动汽车。

1.1电机最大功率核算

为满意纯电动汽车整车功能，经过3种方法核算电机最大功率Pnmax，即:依据汽车最高车速确认的功率即额定功率Pne;爬坡度确认的功率Pna;加快功能确认的功率Pnc。依据整车规划参数，可核算出上述3个功率值，取其中最大者作为电机最大功率选取参考值，即Pnmax≥maxPne，Pna，P[]nc。依据表1、2所给出的参数，由以上公式(1)—(3)，核算求得Pne为22.64kW，在坡度为20°，以35km/h的车速爬大坡时，Pna为55.66kW，一起求得Pnc为45.78kW。因而，取Pna的值作为电机最大功率选取的参考值。

1.2电机功率与转矩挑选

电机在作业时，其功能分为连续作业功能和短时作业功能。电机的额定值决议了其连续作业特性，短时作业特性是电机过载必定倍数之后的转矩功率特性。在电机转速与转矩挑选时，通常以纯电动汽车的惯例车速来确认电机的额定转速(电机通常运转的转速)，再经过电机的额定功率和额定转速求出电机的额定转矩。

1.3电池组参数规划

动力电池是纯电动汽车仅有的动力源，其带着的总电量是整车动力性和续驶路程的根本保证。电池组的总电量与电池单体的容量和组合方法有关，而动力电池的单体电压和组合方法又直接决议了其为电机供给总电压的巨细。动力电池参数匹配主要包括电池类型的挑选、电池组电压和容量的挑选。依据纯电动汽车对方针功能的要求，综合考虑整车所需的动力电池总电量、动力电池单体类型以及其组合方法后，核算确认动力电池单体数量。

2底盘体系规划

在纯电动汽车底盘体系中，动力体系需求从头架构，因而总安置方案改变较大。现在，电动汽车底盘规划主要运用2种方法，即:依据规划需求，在传统车渠道基础上进行部分改制;开发“电动化、模块化、智能化、集成化”全新理念的底盘体系。本文选用的方法是根据原有车型渠道进行部分改制。底盘体系中，大部分子体系的作业原理没有发生改变，改制后需对底盘及整车进行从头总安置，从头核算轴荷分配对悬架体系功能构成的影响，然后对悬架体系做出相应调整。

2.1电机、减速器安置

电机、减速器的安置在原发动机前舱安置的基础上进行，安置时应考虑如下几个要素(以下X、Y、Z方向为车辆坐标系坐标轴方向，即当车辆在水平路面上处于静止状况，坐标原点与质心重合，X轴平行于地面指向正前方，Y轴指向驾驶员右侧，Z轴经过汽车质心指向正上方):1)电机、减速器外概括间隔左右纵梁的空间宽度应一起，以便于设备悬置;2)减速器输出轴中心线安置在满载前轮中心线附近，差速器输出轴与前轮中心连线尽量接近;3)减速器后部应与副车架、转向组织都留有安全间隔;4)电机三相线进线与控制器出线方向方位相协调;5)半轴在YZ平面内与Y方向夹角，空载时应小于15°，满载时小于7°;6)电机安置方位应在整车满载条件下确认。确认减速器输出轴方位后，电机定位可绕减速器输出轴旋转，电机的概括上限不超越纵梁上平面，电机右侧为3相线接口，电机控制器放置于电机正上方;电机坐落减速器右侧，如图2所示(以下示意图均是经过对各元件的简化建模后得到)。差速器中心平面相对XZ平面偏左200mm，电机减速器集成体外概括距左边纵梁最小170mm，距右侧纵梁最小60mm。该规划方案中，依据电机减速器集成体的尺寸分布，将差速器中心平面安置与整车中心平面根本重合，左右半轴经过万向节将车轮与减速器的输出轴连接起来，在YZ平面上，左右半轴与前轮中心线的夹角持平，在核算半轴与前轮中心线夹角时核算一侧即可，如图4所示。装置时电机、减速器集成体与车架的连接点一共有3个，分别坐落左边纵梁、右侧纵梁、副车架。左边纵梁悬置轴线平行于Y方向，约束X和Z方向运动;右侧纵梁悬置轴线平行于X方向，约束Y和Z向运动;副车架上的悬置轴线平行于Y方向，约束X和Z方向运动。

2.2前后舱元件安置

如上所述，将电机、减速器安置在原发动机前舱方位，一起DC/DC、电机控制器、空调压缩机等相应电气设备均安置在前舱。可使用各元件的外形尺寸将各元件简化为长方体模型进行安置，从车辆前舱上方往下仰望，如图5所示。原车的后舱容积约为0.43m3，将车载充电器、电源管理器、配电箱、直流空气开关安置在后排座椅背面，而且规划拱形支架，使其不影响备胎的放置，安置示意图如图7所示。一起，可规划一个大盖板，将这几个器件盖住，以到达从后边看车内美观的效果，后舱电器盖板选用塑料件制成，以减轻整车质量。

2.3动力电池安置

本规划将电池单体集中安置于一个电池包中，动力电池包中共安置了100个电池单体，包内电池单体一共分为6排，沿车辆X方向，前部3排电池卧放，后部3排电池立放，以保证其与后排座椅地板形状相一起，一起经过串联方法将所有单体进行连接，如图8所示。电池包选用无上盖结构，使用车身地板及四周设备板和加强板构成电池包的上盖。电池包外壳可选用钣金件折弯和焊接的工艺构成箱体，翻边构成设备板，可实现在设备孔定位时与车身地板的模具一起起来。一起，电池排布上充分使用车身地板下方空间，与车身地板的形状一起，以最大程度节省空间，为避开后轮摆臂设备座和后轮罩在电池包后部两边开有2个缺口，如图9所示。动力蓄电池安置在座椅地板下方，而且尽量保留了车身地板形状，该安置的电池包是车辆的最小离地空隙方位，如图10所示。该安置保证了驾乘人员安全，给货仓和备胎留下了必定的空间，一起还考虑了电池包全体快速替换准则，方便电池包的全体替换。该动力电池单体质量为3.1kg，电池单体共310kg，加上电池包壳体及加强等附件结构，电池包总质量约385kg。该安置后电池包重心方位间隔前轴水平间隔为1558mm，前、后轴轴荷份额分别为49.4%和50.6%，满意GB7258—2012中关于轴荷的要求。

3车身规划

纯电动汽车车身规划是整车规划的重点之一，其规划效果对整车功能(如续驶路程、加快时刻、爬坡功能等)的影响显著。一起，车身有必要到达满意的结构强度以及满意其他功能指标(如安全、耐久性、NVH、工艺等)。国内外对纯电动汽车车身规划研究较多，现在主要是应用多种轻量化资料，一起集成结构规划优化和先进制造技术及工艺等手段进行规划［8］。根据以上所述，本例中电池包设备在车身地板下方，其外壳规划及电池单体安置时尽量与车身地板的形状一起。一起，电池包安置时考虑了全体快换准则，依据规划需求及电动汽车相关安全规则，上车体可直接由原传统车渠道供给，但原车身地板在结构上有必要做出相应更改。

3.1更改要素

为满意要求，规划地板时考虑的要素如下:1)电池包设备于车身地板下方，依据电池实践安置，为到达电动汽车安全法规相关要求，需举高地板高度;2)车身地板下方要依据电池包外壳的形状规划密封的加强梁，用于设备电池包，而且与电池包一起构成电池包空间;3)车身地板下方需焊接3个支撑杆，该支撑杆用于支撑电池包中部变形发生的载荷，一起也用于设备时的定位;4)车身地板上方需规划螺孔，用于设备中心通道盖板;5)规划中后排地板高度升至与前座椅设备支架一起，需在车身地板上从头规划凸台结构用于座椅设备;6)车辆地板结构发生改变，侧碰刚度发生改变，需从头校核，车身地板的承载能力一起也需求校核;7)新规划车身地板与周围钣金件的连接与原车不同，需从头规划。

3.2结构规划

依据以上规划需求，从车身底部右后边向上斜看改善后的车身地板结构如图12所示，其旁边面剖视示意图如图13所示。图13中的台阶面从左至右依次表示:后排座椅设备面、后排座椅脚地板及前排座椅设备面、前排座椅脚地板。车身地板与电池包设备梁经过车身焊装构成车身的一部分，而中心通道盖板在整车装置线束后，再经过螺钉或螺栓固定在地板上，用于构成线束的经过空间。本例中由于车身地板在电池包的基础上进行了举高和展平，使得后排座椅的H点与脚地板的垂直间隔减小，从原车的400mm以上减少至250mm左右，但是依然契合一般乘用车安置规划要求。座椅下方设备板展平后，从头规划了小的设备支架结构，使得坐垫底座细微改动。本规划在适当的地方加强了车身地板规划刚度，以满意整车碰撞法规要求和承载要求。综上所述，前后舱、动力电池包及与车身地板之间的安置联系如图14所示。

4整车功能

改制后的纯电动汽车整车根本功能可经过理论核算求得。将以上核算选取的各项参数导入Matlab软件，并经过编程取得部分相关功能曲线，成果如图15—18所示。图15是不同车速电机需求功率曲线。可知，在整车运转过程中，电机的需求功率随整车车速改变，其巨细随车速增加而增大。其中，车速为50km/h时，电机满意整车根本要求的需求功率为6.02kW;当车速为80km/h时，电机的需求功率到达13.41kW。图16所示是不同爬坡度的电机功率曲线。图16是在35km/h的车速匀速爬坡情况下取得，曲线反映出电机需求功率与爬坡度成正份额联系。在爬坡度为零时，电机功率为0.47kW;当爬坡度为14.05%(8°)时，电机功率为24.63kW;当爬坡度到达36.40%(20°)时，电机需求功率最大，到达55.66kW。图17是在电机额定功率、整车空载状况下，整车的百千米加快时刻曲线。由图可见，车辆从原地起步加快至50km/h时，时刻为5.66s;(50～80)km/h所用时刻为6.16s;整车车速到达100km/h时，共用时为19.34s。图18是不同条件的加快度与时刻的联系曲线。能够看出，车辆在实验质量－电机额定功率、车辆空载状况、车辆满载状况下，其起步加快度巨细不同。在车辆起步时，加快度的值最大，图中3种条件下分别为2.63、2.41和0.84m/s2。在车辆起步后的必定车速范围内，加快度巨细根本保持不变;当车速到达必定值后，加快度开端逐步减小，最后变为零，此刻车速到达最大。其他数据，如等速(60km/h)续驶路程大于260km，最小转弯半径小于11m，整车满载时最小离地空隙为147mm等。这些理论核算数据均到达了前期规划的功能方针要求。

5结束语

纯电动汽车在能源使用率、减少排放污染、下降噪声方面所具备的显著优势，对现在能源危机、环境污染问题均可起到有用缓解效果。本文针对根据传统汽车渠道的纯电动汽车改制进行了从头规划，各总成安置合理，将选配的数据导入matlab程序取得了相应的车辆功能曲线。成果显示，所有功能数据能够满意本文所提出的整车方针功能要求，将为该纯电动汽车下一步整车优化供给有用参考。