《电动车动力匹配设计规范模板.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动车动力匹配设计规范模板.docx（22页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、XXXXXXQ/XXXxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxXXXXXXXXXX有限企业企业原则xxxxxxxx有限企业发布目次序电动汽车动力匹配设计规范1.12规范性引用文献13术语和定义14技术规定34.1 评价指标34.2 计算措施41.1 3基础数据搜集和输入104.4 计算任务和匹配优化104.5 计算成果输入及数据分析13-AjL.-a-刖百我企业缺乏有关动力匹配方面的设计规范，给整车动力性、经济性方面的计算导致障碍。自本规范下发之日起，本文献将指导后续工作中动力性、经济性的计算。本原则按照GB/T1.12023给出的规则起草。本原则由XXXX提出。本原则由XXXX负责起草。本原
2、则重要起草人：XXX本原则于XXXX年XX月初次公布。电动汽车动力匹配设计规范1范围本规范规定了电动汽车动力匹配设计规范In术语和定义、技术规定、试验措施、检查规则、标志、包装、运送和贮存。本规范合用于XXXX整车动力性能匹配与计算。2规范性引用文献下列文献中的条款通过本原则的引用而成为本原则的条款。但凡注日期的引用文献，其随即所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不合用于本原则，但凡不注日期H勺引用文献，其最新版本合用于本原则。GB/T12534-1990汽车道路试验措施通则GB/T12544-2023汽车最高车速试验措施GB/T12543-2023汽车加速性能试验措施GB/T18386
3、-2023电动汽车能量消耗率和续驶里程试验措施GB/T19596-2023电动汽车术语3术语和定义GB/T19596中界定的术语和定义合用于本原则。下列术语和定义合用于本文献。3.1续驶里程电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下，以已定的行驶工况，能持续行程的最大距离，单位为ku3.2能量消耗率电动汽车通过规定H勺试验循环后动力蓄电池重新冲带你至试验前H勺容量,从电网上得到的电能除以行驶里程所得的值，单位为Wh/km。3.3最高车速电动汽车可以来回各持续行程3km距离的最高平均车速。3.330分钟最高车速电动汽车可以持续行驶30Inin以上的最高平均车速。3.4加速能力5至Vz电动汽车从速度片加速
4、到速度V?所需的最短时间。3.5爬坡车速电动汽车在给定坡度的坡道上可以持续行驶1km以上的J最高平均车速。3.6电动汽车整备质量包括车载储能装置在内的整车整备质量。3.7电动汽车试验质量电动其筹划整车整备质量与一试验所需附加质量的和。3.8额定功率在额定条件下H勺输出功率。3.9峰值功率在规定的持续时间内，电机容许口勺最大输出功率。3.10额定转速额定功率下电机的最低转速。3.11最高工作转速对应于电动车最高设计车速Fl勺电机转速。3.12额定转矩电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。3. 13峰值转矩电机在规定的持续时间内容许输出的最大转矩。3.14本规范所引用的符号及意义本规范所引用口勺符
5、号及意义如表1所示。表1本规范所引用的符号及意义代号物理意义单位n电动机额定功率下的转速r/minr满载时车轮滚动半径mU车速km/hm整车质量kgg重力加速度ms2G整车重力NA迎风面积mJ%电动机最大扭矩NmPe电动机功率kWFi电动汽车驱动力NFW空气阻力NFi坡度阻力NfJ加速阻力NFf滚动阻力N续表（1）代号物理意义单位i坡度D动力因数主减速器传动比rl传动系机械效率f滚动阻力系数CD空气阻力系数道路附着系数P阻力功率kW4原理及根据3.1 评价指标3.1.1 整车动力性评价指标汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所能到达的平均行驶速度。从获得尽量高
6、的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性重要可由如下三个指标来评估。4. 1.1.1最高车速最高车速Iu是指在水平良好H勺路面上车辆能到达/J最高行驶速度O它仅仅反应车辆自身具有的极限能力，并不反应车辆实际行驶中的平均速度。加速性能车辆的加速能力常用原地起步持续换档加速时间与最高档或次高档加速时间来表达。原地起步持续换档的加速时间是指用一档或二档起步，以最大加速度按最佳换档时间逐渐换至最高档，加速至某一预定的距离或车速所需要H勺时间。该项指标反应了汽车在多种车速下的平均动力性。最高档或次高档加速时间是指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。由于超车时车辆与被超车并行，轻易
7、发生安全事故，因此最高档或次高档加速能力强，行驶就更安全。4.1,1.3爬坡性能车辆的爬坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度ia来表达的。显然，最大爬坡度是指一档时的最大爬坡度。有些国家用车辆在一定坡道上能到达的车速来表明其爬坡能力。该项指标所反应口勺是车辆低速时的动力性。既有的车辆动力性的评价指标只是反应了车辆自身具有的极限能力,在一定程度上反应了车辆动力性的好坏，但由于未与复杂的实际使用工况统一考虑，因而往往与车辆实际使用效果相差很大。4.1.2整车经济性评价指标在保证动力性的条件下，汽车以尽量小的电量消耗量经济行驶的能力称为整车的经济性。整车的经济性一般用一定工况下汽车行驶百公里
8、的电量消耗量或一定电量能行驶的里程来衡量。一般状况下，耗电经济性指标的I单位为kWh100km,即行驶Iookm所消耗的电量。4.1.2.1等速电量消耗等速行驶百公里电量消耗量是常用的一种评价指标，指车辆在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100knI的电量消耗量。测出每隔10kmh或20kmh速度间隔的等速百公里电量消耗量，绘制成曲线，称为等速百公里电量消耗量曲线，用它来综合评价汽车的经济性。4.1.2.2加速电量消耗加速电量消耗是指用最高档从某一车速开始全油门加速行驶50OmH勺电量消耗量，换算成百公里电耗量。等速行驶工况没有全面的反应汽车的实际运行状况，是车辆行驶的一种理想状态
9、，而车辆在实际使用过程中总会或多或少加速、减速等工况，如在市区行驶时，会频繁H勺出现加速、减速、怠速停车等行驶工况。因此各国都制定了某些经典的循环行驶试验工况，模拟汽车实际运行工况，并以其百公里电量消耗量来评估对应性工况的燃油经济性。许多国家对循环工况都进行了大量FI勺研究，如欧洲的ECE循环,英国的JNEDC循环，美国H勺UDDS循环，日本的JPNIODDS循环等。我国采用NEDC工况模拟整车电量消耗量以及经济性。4.2计算措施4.2.1人工经验计算措施4.2.1.1最高车速计算（1）电动机最高转速和传动系决定的最高车速0.377(1-1)(1-2)(1-3)U=zo（2）按功率平衡决定的最
10、高车速车辆在平直路面上匀速行驶时的阻力功率为：7,故功率平衡方程可简化为：E+B=X(G%nax+CdAu360076140由公式（11）和公式（13）计算成果可分析，若公式（Ij）计算车速不小于公式（13）计算车速，则阐明整车在最高车速工况下无后备功率；若公式（I-I）计算车速不不小于公式（1-3）计算车速,则阐明整车在最高车速工况下有后备功率，故其实际最高车速取两者之中较小者。4.2.1.2最大爬坡度计算（1）地面附着性能容许日勺最大爬坡度车辆行驶方程式:(1-4)FI=Ff+E+Fw+Fj车辆以最低级稳定速度爬坡时一二O,即Fj=Odtj同步爬坡时行驶速度不大，可近似认为空气阻力Fw=0
11、因此车辆行驶方程式简化为：F,=Ff+Fi按车辆在坡道上的附着条件可知：GCOSa0=GSina+Gcosa/即g=11三=9一/然后再根据anm=Zlllax换算成最大爬坡度1.x=(P-f(5)轮胎与路面间口勺附着系数如表2所示。(2)动力性能容许H勺最大爬坡度动力因数为：D =Cr爬坡时FW可忽视不计。DImaX为I档的动力因数即：D Eqij0%l max CrGI档时最大爬坡度按下式计算：AmaX=FCOSamaX + Sinamax(1-6)(1-7)(1-8)表2附着系数。路面轮胎类型状态高压轮胎越野轮胎沥青、混凝土路面干燥0.50-0.700.70-0.80潮湿0.35-0.4
12、50.500.60污染0.25-0.450.25-0.45碎石路面干燥0.500.600.60-0.70潮湿0.30-0.400.40-0.55土路干燥0.400.500.500.60湿润0.20-0.400.35-0.50泥泞0.15-0.250.20-0.30用COSaa=S-Sm11三代入整顿可得:max=arcsinDImaX _f Xl-A + FFT(1-9)然后根据inx=gamax,求出最大爬坡度。由公式（1-5）和公式（1-9）计算成果可分析，若公式（1-5）计算最大爬坡度不小于公式（1-9）计算最大爬坡度，则阐明整车最大爬坡度受限于整车动力性能；若公式（1-5）计算最大爬坡
13、度不不小于公式（1-9）计算最大爬坡度，则阐明整车最大爬坡度受限于整车附着性能，故其实际最大爬坡度取两者之中较小者。1.1.1.1 2.2计算机辅助计算（cruise）CrUiSe软件是奥地利AVL企业开发的用于研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能与制动性能的高级仿真分析软件，是迅速、便捷、高效的车辆动力学仿真工具。该软件真实再现了车辆的传动系模型，可用于车辆开发过程中H勺动力传动系H勺匹配、车辆性能预测等等。运用CrUiSe软件进行模拟计算包括四个环节：建立车辆模型、输入各总成模型数据、定制所需计算任务和查看计算成果。1.1.1.2 建立车辆模型我们以XXX为例，分析整车构造和功能，使用Cr
14、UiSe软件建立整车仿真模型。XXXX是前轮驱动，自动变速器，驾驶室只控制加速踏板和制动器踏板。根据构造和布置形式的分析，选用模型库中的汽车模块（Vehicle）、电动机模块（ElectricMacine）电池模块（BatteryH）单级减速器模块（SingleRatioTransmission,作为主减速器）、差速器模块（Differential）、驾驶室模块（COCkPit）以及车轮（WheeI）和制动器模块（Brake）。将这些模块从车辆建模组件库中按图1所示拖入建模窗口。图1 XXX车辆模型构建当各子系统模型选定之后，应根据汽车配置方案和部件连接关系建立模型的物理连接，该环节相对简朴，
15、只需用ConneCt连接功能建立物理连接，如图2所示。传动系各部件之间有直接的物理连接关系，车轮和制动器之间也有物理连接关系，但驾驶室与动力传动系和制动系之间没有物理连接，在仿真过程中，它们之间是通过信号连接来传递信息的。图2XXXX车辆模型物理连接信号连接是车辆建模过程中最关键内容之一，也有较大难度。要想对的建立汽车各子模型之间的信号连接关系，必须对汽车系统内部件之间口勺连接和控制关系、信息传递关系以及汽车动力学有深入的理解O如XXXX车辆模型，驾驶室（CoCkPit）需要的转速信号来自于电动机（ElectricMachine）的转速（Speed）；同样，制动器（Brake）需要的;制动压力
16、、电动机（EIeCtriCMaChine）需要的I负荷信号和周围温度（AmbiCntTemperature）信号都来自于驾驶室（Cockpit）。双击建模窗口下方的彩色线条打开数据总线，如图3所示，各子模型之间的连接关系见表3。/ Brake ( Brake 6rA (NlEgl/ Hectrk Mdine/ electrical Comumer - HectricaI HofUtOe；/ Single Ratio Tragngcm VfiCk Ektric VHHde WheelVrhde: Froot RightWbelVrhic: Rrar Right/WtierlVehAdr: Fro
17、nt leftWheelVcde: Rear leftActutf Stance extern vtoty externOewed VefoOty extern Ger Indicator MeMlrm SPMdl MeMkrmSoMd2 Operation CoMroI 0 OpcraoonContrcI I OerCtrd 2 OptrattonContrci 3ConWTMQttGMfSn*eR4ttoTf vehde-Beotc vdcte vNdr Front Mt Wwtl Vthdr RtM Rt Ww5ystNCodpttaSpeed Sub-Sysm 001 Bectnc M
18、hre.Seed (SUS4stea 001OQ-图3XXXX车辆模型信号连接表3XXXX车辆模型信号连接信息ICOBponentrequiresinputinformatiofromCOmPOlIentdeliveringOUtPUtinformationBreakBreakPressureCockpitBreakPressureClutchDesiredClutchReleaseCockpitDesiredClutchReleaseCockpitSpeedElectricMachineSpeedCockpitOperationControl0ElectricMachineOperation
19、ControlCockpitGearIndicatorElectricMachineOperatingModeElectricMachineLoadSignalCockpitLoadSignalElectricMachineAmbientTemperatureCockpitAmbientTemperatureMonitorLoadSignal-CockpitCockpitLoadSignalMonitorVelocityCockpitLoadSignalMonitorTorqueElectricMachineTorque在数据总线连接时，需要注意：Liputinformationfrom中显示
20、为蓝色的项目为必须连接的项目，电动机(EIeCtriCMachine)模块中的!负荷信号(AmbientTemperature)虽然显示为黑色，但也必须进行连接。1.1.1.3 输入各总成模型的数据模型数据的输入有如下几种方式：手动输入数据；从已经有模型中调入数据；拷贝与粘贴方式输入输出数据。手动输入数据：双击建模窗口中的每一种组件，都会弹出一种窗口，根据需要输入每个组件的有关数据即可。从已经有模型中调入数据：例如从已经有整车模型中调入发动机数据如图4。EldjvelVew,ProjectVWo-20150812zMou*2015X)1.31mhhmmsevlT*：国lCtuisingBCTa
21、skFolder&QjCycleRunCTaskFolder+1ClFullLoadAccelerationQjFulILoadAcceIerationEQFullLoadAccelerationHBlFullLoadAcceIeration日L3TaskFolderSilMaximumTfactionForce三U)TaSkFolder国CZJBrake/Coast/ThfUStJ1O拿Iedit:heckDdeleteClimbingPerformance,loadConstantDrivegSaVe,FullLoadAccelerationMaximumTrac(ionForce,09c
22、CruisingsetdefaultvaluesBrake/Coast/Thrustprint.h.collapse里GJexpandfully旦E)collapsefully,default金search图5添加计算任务1卜算任务的定义包括：计算模式、道路环境，驾驶员，测量点的定义，换档规律等等。1.1.1.5 查看计算成果在成果管理器messages文献夹中可以查看所定制的各计算任务的!详细计算成果，也可以在各计算任务的文献夹中查看图形文献。例如：XXXX车型的计算成果如图6图14CONSTANTDRIVE-StandardMeasuringPointsatnldleznl000,nPma
23、xznMmax,nMaxMeasuredSpeedGearVelocitySpeedRatio0.0000.000.00500.0017.710.005500.00184.770.007000.001107.890.00图6各档最高车速MeasuringPointsSPEEDMeasuredSpeedGearVelocityInclinationSpeedRatio0.0010.0028.920.00500.0017.7126.420.005500.00184.7711.110.007000.001107.891.340.00图7各档最大爬坡度MaximumAccelerationMeasur
24、edGearMax.AccelerationVelocitySpeedSpeedRatio02.830.00-0.000.0012.831.0064.880.00图8各档最大加速度MeasuringPointsVELOCITYMeasuredVelocityGearTimeDistanceSpeedSpeedRatio10.0011.221.67648.830.0020.0012.496.971297.660.0030.0013.8616.541946490.0040.0015.3030.562595.330.0050.0016.8349.643244.160.0060.0018.4574.5
25、03892.990.0070.00110.42110.114541.820.0080.00112.78159.445190.650.0090.00115.59225.955839.480.00100.00119.09318.336488.320.00图9原地起步加速时间MeasuringPointsVELOCITYMeasuredVelocityGearTimeDistanceSpeedSpeedRatio50.0010.000.003244160.0060.0011.6224.863892.990.0070.0013.5960.474541.820.0080.0015.95109.80519
26、0.650.0090.0018.77176.315839.480.0010000112.26268.696488.320.00MaximumTractionForceGear1Max.TractionForce2723.95Velocity7.00Speed454.18MeasuredSpeedRatio0.00图11各档最大牵引力PnmDate:2015年g月29日08:45:17UserAdministratorAVLCRUISE(岂coscc-图12各档最大爬坡度FTVS忌-lsf-oop11mDale:2015年0闻2U日08:4836UserAdmmIStraeorAVLCRUISE
27、图13各档最大加速度号工学禹至Jog-IEUJwnSAVLCRUISE4.3基础数据搜集和输入4.3.1动力总成参数4.3.1.1整车有关参数在车辆模型中需要输入的重要参数包括：轴距、车辆质心位置、整备质量、列车总质量、迎风面积、空气阻力系数和轮胎压力。4.3.1.2电动机有关参数在电动机模型中需要输入标称电压、峰值转速、外特性曲线和电机MaP图（电动机厂家提供）。4.3.1.3电池有关参数在电池模型中需要输入单体电芯的最大容量、初始容量比例、标称电压、最大电压、最小电压；整个电池包是由上述电芯几并几串构成、电池的充电曲线和放电曲线（由电池厂家提供）。4.3.1.4单极减速器模块参数在单极减速
28、器模块中需要输入速比、输入惯性力矩、输出惯性力矩。4.3.1.5制动片模块参数在制动片模块中需要输入制动缸面积、制动片摩擦系数、制动因子、有效半径、效率、转动惯量。4.3.1.6轮胎模块参数在轮胎模块中需要输入轮胎转动惯量、轮胎摩擦系数、参照轮胎载荷、轮胎修正系数、输入轮胎型号计算轮胎的静态滚动半径和动态滚动半径。4. 3.2车辆运行环境参数（滚阻、风阻或滑行试验数据、坡阻等）5. 3.2.1滚动阻力系数滚动阻力是车轮在地面上滚动时产生的阻力，重要由如下多种阻力构成：D轮胎沿路面滚动时，轮胎变形所引起日勺阻力；2）路面变形所引起的阻力；3）路面不平整所引起H勺冲击阻力；4）轮毂轴承的摩擦阻力。
29、滚动阻力系数可由滑行试验测定。滚动阻力系数也可以由经验公式计算出来:/=0.0076+0.0000564.3.2.2空气阻力系数和迎风面积空气阻力系数与车辆的造型亲密有关，此外还与车身的高度以及车辆底部的平滑程度等原因有关。空气阻力系数可以通过风洞试验测得，或者通过整车滑行试验数据拟合推导出，或者通过经验选用。4.3.3驾驶员换挡规律在CrUiSe的模拟计算中，有四种换档方式可供选择：根据最大加速度换档、根据车速换档、根据电动机转速换档和根据下一档位的电动机转速换档。我们一般选择根据电动机转速来换挡。4.4计算任务和匹配优化4.4.1计算任务4.4.1.1循环工况(CycleRun)该任务的重
30、要作用是计算循环工况(如NEDC等)中油耗和排放的状况。对于电动车来说就是百公里电量消耗。4.4.1.2爬坡性能分析(ClimbingPerformance)该任务用于计算车辆的最大爬坡度。不一样挡位下的最大爬坡度也可以得到。4.4.1.3稳态行驶工况分析(ConstantDrive)该任务用于计算稳定行驶时车辆的燃油消耗和排放性能。该任务计算每一档位下，整个发动机转速范围内车辆的性能。另一种功能就是通过优化主减速比进行理论最高车速的计算和在目前主减速比下H勺实际最高车速的计算。4.4.1.4满载全负荷加速性能(FulILoadAcceleration)1)计算各个档位下的全负荷最大加速度；2
31、)从原地起步持续换挡到最高车速日勺加速性能；3)从某一车速加速到另一更高车速的加速性能，可以选择换挡或者不换档。4.4.1.5最大牵引力计算(MaximumTractionForce)计算各个档位在所有车速下的最大牵引力，该任务可用来绘制驱动力-行驶阻力平衡图、功率平衡图等。4. 4,1.6制动/滑行/倒拖（Brake/Coast/Thrust）该任务用于计算车辆制动性能。计算中需要定义与否换档和实际制动力。通过变化某些参数也可进行车辆滑行分析，以检查汽车模块中行驶阻力的设定与否对的。4.5计算成果输出及数据分析4.5.1输出格式及内容规范计算完毕后我们将以表格形式输出计算成果，这些内容包括：
32、最高车速、最大爬坡度、持续起步换档加速时间、直接档超车加速时间、最高档（或直接档）等速燃油消耗值、自定义循环工况油耗等等。简朴计算某种车型配置动力性和经济性成果输出见表4。表4简朴计算成果输出模版整车型号参数整备质量最大容许总质量电动机型号电动机参数（额定功率/额定转速/额定转矩）电动机参数（峰值功率/最高工作转速/峰值转矩）单极减速器型号单极减速器速比动力性30min最高车速(km/h)最大爬坡度（%）0-50kmh加速时间（三）50-80kmh加速时间(s)经济qNEDC工况续驶里程（km）能量消耗率（NEDC工况百公里电耗）4.5.2试验数据对比分析为了验证理论计算的精确性，同步需要进行部分派置方案试验。试验完毕后，整顿试验数据，对比分析试验数据和理论计算成果，编写详细H勺分析汇报。
