四輪驅(qū)動電動汽車底盤的方案設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u270901.1四輪驅(qū)動純電動汽車動力總成 1139761.2電動機(jī)的種類與原理 2188531.3電動機(jī)性能參數(shù)的選擇 21.1四輪驅(qū)動純電動汽車動力總成動力總成是新能源汽車底盤的一部分。其中，電力工程系統(tǒng)的作用是基于駕駛員的指令，利用電力高校協(xié)調(diào)對車輪轉(zhuǎn)速的反饋，給予必要的動力。電氣模塊由三個程序流模塊組成。傳感器采集溫度、速度、扭矩等可以精確測量的自變量，以增強(qiáng)并控制動力系統(tǒng)的性能。將電流和工作電壓轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備數(shù)據(jù)信號?？刂颇K是指電動機(jī)的動態(tài)控制系統(tǒng)。它控制驅(qū)動電機(jī)的使用，使輸出電流波動不大，從而增加電動車的行駛里程。另一個關(guān)鍵的控制面板是最大限度地獲取制動系統(tǒng)的動能。電動車的動力系統(tǒng)一般比汽油車簡單。電動機(jī)輸出的動力根據(jù)動力傳輸系統(tǒng)將動力傳輸至車輪。純電動汽車的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是其傳動效率高于燃油機(jī)，并且還可以通過制動踏板獲取制動系統(tǒng)的動力。在另一種情況下，電動機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)組來發(fā)電。此外，新能源汽車快速的動態(tài)響應(yīng)可以準(zhǔn)確操控車輪的扭矩，從而對主要性能進(jìn)行更強(qiáng)的控制。而且這些優(yōu)點(diǎn)也適用于可靠性和安全性控制系統(tǒng)，如ACC控制系統(tǒng)、避障系統(tǒng)和車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。實(shí)施速度更快，讓車輛安全系數(shù)的提高[14]。電動機(jī)和蓄電池替代了發(fā)動機(jī)和油箱。在電動車中，電動機(jī)和蓄電池安裝在底盤上，并且根據(jù)使用工況需求將動能傳遞到車輪。變速器可以連接或斷開車輛電機(jī)與車輪的連接。與大多數(shù)傳統(tǒng)動力系統(tǒng)一樣，變速箱調(diào)節(jié)新能源汽車的扭矩輸出。另一方面，與眾不同的純電動汽車系統(tǒng)的車身和底盤設(shè)計(jì)方案。應(yīng)該反映出該電動系統(tǒng)的更高的協(xié)調(diào)能力[15]。據(jù)電動機(jī)的數(shù)量和位置，動力系統(tǒng)的類型可分為輪輞電動機(jī)和外輪電動機(jī)。在輪外汽車電動機(jī)的結(jié)構(gòu)中，汽車底盤上安裝了一個或多個電機(jī)。部分純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的電力動力總成結(jié)構(gòu)如下：外輪電動機(jī)后驅(qū)動器：對于該機(jī)器而言，主要由電機(jī)、差速器維護(hù)等部件構(gòu)成。該部分同傳統(tǒng)的燃油汽車相比，此處有著非常明顯的區(qū)別。新能源車對于電動機(jī)在扭矩的轉(zhuǎn)換上，可以有著更高的效率。因此，對于新能源車而言，在動能的持續(xù)性上，要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的燃油機(jī)。因?yàn)樵谛履茉雌嚨膭幽芴峁┥?，會相比較而言更加的簡單，輕便，可以更加高效的對動能進(jìn)行輸出。這種動力輸出方式，簡單輕便，環(huán)保高效的優(yōu)點(diǎn)，也是導(dǎo)致了目前新能源汽車大力發(fā)展的主要原因。1.2電動機(jī)的種類與原理目前的電機(jī)是直流無刷電機(jī)和交流電機(jī)。電機(jī)的結(jié)構(gòu)是由電樞、電機(jī)轉(zhuǎn)子、碳刷組成。因?yàn)殡妱悠囀怯尚铍姵毓╇姷?，所以普通電動汽車的電機(jī)通常選用直流電機(jī)，交流電機(jī)通常使用于承載較大的礦用車。直流電機(jī)分為串聯(lián)電機(jī)、并聯(lián)電機(jī)、永磁電機(jī)和無刷電機(jī)。電機(jī)可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動能，并根據(jù)傳動裝置的組成部分，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為牽引帶、起重和振動等整個工作過程。電機(jī)包括兩個磁體：電樞（即轉(zhuǎn)子）是一個電磁裝置，通上電的時(shí)候應(yīng)具有磁性，阻斷電源時(shí)則沒有磁性。而場內(nèi)的磁鐵裝置（即電機(jī)的定子）是為轉(zhuǎn)子供電的電磁鐵。在給轉(zhuǎn)子附近的導(dǎo)線供電時(shí)，導(dǎo)線會以合適的位置切割磁感應(yīng)線，電樞會旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生驅(qū)動力。1.3電動機(jī)性能參數(shù)的選擇對于目前的車輛性能要求上，本文在下方列出了一些基本的需求。有以下幾點(diǎn)：1)當(dāng)車輛在滿負(fù)荷狀態(tài)下，它的總質(zhì)量要滿足：1000kg2)對于車速上，需要保證:120km／h3)對于需要爬坡的場景，需要保證坡度：20％4)在百公里加速度上，需要保證：不大于5秒5)車輪尺寸的選擇上，需要滿足：275mm6）需要輸出的動力傳動比為i：5:17）旋轉(zhuǎn)質(zhì)量要滿足的換算系數(shù)：1.18）要求車輛在迎風(fēng)狀態(tài)下的投影面積，需要滿足A：29）風(fēng)阻應(yīng)該滿足：0.410）受到地面的滾動阻力：0.02011)總傳動效率要求滿足：0.85B汽車的電動機(jī)參數(shù)計(jì)算電機(jī)最大扭矩的峰值，常以最大爬坡來預(yù)估。在計(jì)算上，可以做如下的估計(jì)：假定車輛以10km/h，在一個坡度達(dá)到了20%的場景下進(jìn)行爬坡，則需要電動機(jī)在此時(shí)對其進(jìn)行的扭矩輸出，需要滿足：(3-1)對于上述式子中，F(xiàn)表示為車輛運(yùn)行收到的阻力，M代表了其對應(yīng)的輸出扭矩，表示為在該狀態(tài)下的減速去傳動比，則表示為其電機(jī)的傳動效率，R則表示為對應(yīng)的輪胎尺寸。最終，經(jīng)過上述式子的計(jì)算，可以對最終的F阻力得到：15454.54N（3-2）其中，參數(shù)i代表了減速器之間的傳動比。因此，對于克服阻力而需要使用到的功率，可以做如下計(jì)算：（3-3）式中：F——表示計(jì)算得到的摩擦阻力；V——表示汽車的行駛速度（km/h）；P——表示為，在當(dāng)前狀態(tài)下，克服對應(yīng)的阻力需要達(dá)到的功率。(2)電機(jī)額定功率估算在該處，對車輛的速度進(jìn)行假定：V（km/h）的速度作為電動機(jī)的額定值行駛，在該場景下，對于受到地面的摩擦滾動阻力，計(jì)算過程如下：（3-4）上式：——表示受到地面摩擦狀態(tài)下的滾動阻力（N）；——表示試驗(yàn)車輛的實(shí)際車身總重量（N）；——車輛在滾動時(shí)受到阻力的系數(shù)。由定理可以知道，點(diǎn)擊在實(shí)際的工作中，內(nèi)阻會隨著轉(zhuǎn)速增加而增大。（3-5）在上述的式子中，對于參數(shù)，表示為車輛運(yùn)行時(shí)所受到的滾動阻力，表示為車輛在行駛過程中收到的空氣阻力，其中，其空氣阻力系數(shù)，根據(jù)分析，設(shè)置為——空氣阻力：0.4，A表示為總迎風(fēng)面積，V表示為當(dāng)前車輛在行駛中的速度。因此，在實(shí)際對滾動阻力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其值要略大。因此，設(shè)置最終可以得到阻力250N，則實(shí)際滾動阻力，為：下式，假設(shè)速度，（3-6）式中：——滾動阻力（N）；——空氣阻力（N）。電動機(jī)的扭矩計(jì)算，可以用下式表達(dá)：（3-7）在此場景下，需要考慮到對阻力克服，所需要的功率：（3-8）在上述式子中，F(xiàn)為目前計(jì)算之后獲得的阻力，P表示為，在該阻力影響下，克服其影響所需要的功率。利用車輛在加速要求上，對于電機(jī)所需要的峰值功率進(jìn)行估計(jì)：假定目前在試驗(yàn)車上，約定時(shí)間間隔為，需要在該時(shí)間間隔內(nèi)保證速度達(dá)到(km／h)，則應(yīng)該需要考慮其之間的慣性為：（3-9）式中：——表示為在加速過程中車輛收到的慣性力；總阻力：(3-10)在上述式子中，F(xiàn)主要表示為車輛在加速階段，其受到的總阻力。在該場景下，進(jìn)行運(yùn)動時(shí)要滿足電動機(jī)的功率:（3-11）它的為轉(zhuǎn)矩：（3-12）它的為功率；（3-13）設(shè)秒，則（3-14）為此，通過上市，可以計(jì)算得到其峰值功率，應(yīng)該保證大于182306.25W，可取。（4）極限狀態(tài)該場景下，需要考慮設(shè)置最高車速為，風(fēng)阻為；（3-15）此時(shí)，對地面進(jìn)行滾動出現(xiàn)的阻力，為，在這種情況下，需要考慮到，此時(shí)電機(jī)處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，需要客服滾動阻力，因此應(yīng)取最大功率：總阻力，其表達(dá)公式為：（3-16）此時(shí)，對應(yīng)的輪胎的力矩表示：(3-17)其需要功率，表示為：（3-18）本狀態(tài)下電動機(jī)功率為：（3-19）設(shè)。得：=1339.36N，M=92.08Nm，P=44645／4=11161W<