新能源純電動物流車---計算設計書2011

1、新能源廂式運輸車-計算設計書一、設計要求二、整車技術(shù)參數(shù)三、驅(qū)動結(jié)構(gòu)設計四、驅(qū)動系統(tǒng)設計五、供電系統(tǒng)設計六、空調(diào)系統(tǒng)設計七、真空助力系統(tǒng)設計八、設計結(jié)果設計要求1、整車性能技術(shù)指標A運輸類新能源專用車、貨車動力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過20%。B噸百公里電耗不超過10kWh;M1、N1類采用工況法，其他暫采用40km/h等速法，其中作業(yè)類專用車檢測時上裝部分不工作。(1)最高車速：90km/h；(2)最大爬坡度：20%;(3)加速性能0-50Km/h:15s；(4) 60km/h續(xù)駛里程200km(等速法)；(5) 工況法續(xù)航里程180km；二

2、、整車技術(shù)參數(shù)新能源廂式運輸車選用長安傳統(tǒng)載貨汽車底盤(SC1031GDD43為改裝主體。新能源廂式運輸車是在長安底盤改裝成純電動可承載式底盤的基礎上，加裝載貨物廂體而形成的一款新能源廂式運輸車，該車配置5MT手動變數(shù)箱、永磁同步驅(qū)動電機及控制器、整車控制器、三元鋰離子鋰電池、高壓配電和BMS管理系統(tǒng)、智能車載充電器、直流快充充電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、真空助力制動系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車載冷暖空調(diào)以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。驅(qū)動電機采用電機前置通過法蘭固定于變速箱，變速箱固定于整車中部，控制器及車載充電器布置在車身前中部，動力鋰離子電池、高壓配電系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)布置在車體中前兩側(cè)部位，車載空調(diào)布置在車體前部

3、，遠程監(jiān)控終端固定于駕駛室中控臺內(nèi)部，采用5MT手動變數(shù)箱/2檔AT自動變速箱。1 .整車控制系統(tǒng)的工作原理圖CAN12VDC2 .相關設計的參數(shù)計算1)整車技術(shù)參數(shù)及常數(shù)值標定序號名稱林小符數(shù)值單位1整車裝備質(zhì)量m1400kg2總質(zhì)量M2600kg3長*寬*高L*W*H410015201900mm4軸距D2700mm5空氣阻力系數(shù)O0.456止面迎風面積A2.42m7質(zhì)心高度h700mm8爬坡車速Va40km/h9車輪半徑R0.3m10速比i(D:3.652/1.9478/1.4234/1.000/0.7954/R:3.466)*5.12511正常車速60km/h12最局車速Vnax90km

4、/h13最大爬坡度a11(30%)14機械轉(zhuǎn)動效率YT0.9515滾動阻力系數(shù)Y?0.01516電動機及其控制效率mmc0.917蓄電池平均放電效率Pq0.9518電池電壓V320V19安時數(shù)Ah125Ah20電池容量kwh40kwh21放電深度%90%222）電機峰值功率及額定功率的匹配電機的功率大小直接關系到電動汽車的動力性的好壞。電機功率越大，電動汽車的加速性能和最大爬坡度越好，但電機的體積和質(zhì)量也會相應地增加，同時電機不能經(jīng)常保持在高效率下工作，降低了電動汽車的能量利用率，降低了汽車的行駛里程。驅(qū)動電機的最大功率（Pemax）必須滿足最高車速時的功率（Pe）、最大爬坡度時的功率（Pa）

5、及根據(jù)加速時間的功率（Pc）要求，即：PemaxmaxPe,Pa,Pc。其中，5）式中：umax最局車速，km/h;906)T傳動系機械效率；0.957)m電動汽車整備質(zhì)量，kg；16008)f滾動阻力系數(shù)；0.0159)CD-空氣阻力系數(shù)；0.4510)A迎風回積，m;2.4k,，4)Pc=3600taTpUmaxe=3600tmgf2CDAumax21.153)巳:36U0ticnJdAU：、狽05”-，+23、mUamgfUataCDAUata2、ta1.521.152.511) max最大爬坡度，(b；1112) Ui爬坡車速，km/h；4013) Ua汽車的加速末速度，km/h；90

6、14) ta汽車加速時間，so(050km/h7.5s;5090km/h操縱權(quán)，機械式、手動一前進檔個數(shù)一5.-r最大扭矩-114.46-各檔速比一3.652/1.947B/1.4234/1.000/0.7flfr4/R:3.466，差速器固定速比：5.125電機最高轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速選擇與匹配驅(qū)動電機的額定轉(zhuǎn)速（nb）和最高轉(zhuǎn)速（nmax）的選取應符合驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性要求，如圖1所示。在啟動即低轉(zhuǎn)速時得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩（Tmax）,同時在高轉(zhuǎn)速時得到恒定的較高功率（切b）圖1驅(qū)動電機扭矩轉(zhuǎn)矩特性nmaxb=p（電機擴大恒功率區(qū)系數(shù)）。增大P值，可使電機在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)獲得較大轉(zhuǎn)矩，提高汽車的加速

7、和爬坡性能。但是，如果P值過大，會導致電機工作電流和逆變器的功率損耗和尺寸增大，因此P值一般取23。imax和)max來確定。小的選擇需要滿足汽車起動轉(zhuǎn)矩和amax的要求，同時結(jié)合傳動比T1mg(fcos：maxsin：max)rTmax一Timax式中：r汽車輪胎滾動半徑，m；imax傳動系統(tǒng)最大傳動比。電機最高轉(zhuǎn)速的確定，根據(jù)最高車速Umax及最小傳動比imin確定=0.377nrmax1Umax電機最大扭矩的確定，可以根據(jù)最大爬坡度二max和最大傳動比imax決定。二mg(fcos：maxsin二max)r一T,_TtqmaxTnmax-3243.8r/minTma六88N4m三、整車可

8、行性方案介紹及產(chǎn)品一致性電機及控制器特性參數(shù)及性能要求1 .電機特性參數(shù)及性能要求GB/T18488.1-2006、GB/T18488.2-206或GB/T18488.1-2015、GB/T18488.2-2015(可靠性試驗項目不做要求)根據(jù)計算結(jié)果，選擇深圳大地和永磁同步電機額定功率Pe=20KW值功率Pa=40KW額定扭矩Tmmaz=;峰值扭矩Tmmaz=88.4n.m(最大載重量M為2600kg；如果整車滿載重量超載1.2倍，M1為3120kg；峰值扭矩為106n.m；該電機完全可以滿足需求)表320kw電動機參數(shù)額定功率Pmr(kw)20控制特性基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上包功率峰值功率

9、Pmmax(kw)40額定轉(zhuǎn)矩Tmr(N.m)74額定轉(zhuǎn)速Nmr(rpm)2500峰值轉(zhuǎn)矩Tmmaz(N.m)200最圖轉(zhuǎn)速Nmmax(rpm)9000根據(jù)相關技術(shù)要求，2 .控制器性能參數(shù)控制器：輸入電壓200360VDC冷卻要求：智能循環(huán)液冷。2.3、 動力電池及能量管理系統(tǒng)參數(shù)確定1、動力電池參數(shù)確定本次計算車輛驅(qū)動所需電池能量是按電動汽車試驗質(zhì)量2302.5Kg計算本次計算車輛驅(qū)動所需電池能量是按電動汽車試驗質(zhì)量2302.5Kg計算。A運輸類新能源專用車、貨車動力電池系統(tǒng)總質(zhì)量占整車整備質(zhì)量比例不超過25%,作業(yè)類新能源專用車、貨車不超過20%。B噸百公里電耗不超過10kWh;M1、N

10、1類采用工況法，其他暫采用40km/h等速法，其中作業(yè)類專用車檢測時上裝部分不工作。方案一選用磷酸鐵鋰電池，經(jīng)過估算包含電池在內(nèi)整車準備質(zhì)量約1600KG則電池包質(zhì)量小于400KG因此電池容量配比換算，則電池容量約32KWH.電池循環(huán)壽命2000次。國家實驗場地：匹配32kwh電量，以60km/h勻速行駛可以滿足152km續(xù)駛里程的要求。動力電池（組）性能參數(shù)電池回磷酸鐵鋰單體容量25AH單體電壓3.2V安時數(shù)100AH電池組標稱電壓320V電池總能量32kWh電池單體參數(shù)finTflEiIfd31討npiiGk尺寸SueIV電心同.中5$(ruii)L/看看Hjighclab1E例可更推Ta

11、bIldTh3U.Udg1A機i耳長椎Tib于崛rI觸miH靶01EMM制妙方案二選用三元鋰離子電池，經(jīng)過估算包含電池在內(nèi)整車準備質(zhì)量約1600KG則電池包質(zhì)量小于400KG岡此電池容量配比換算，則電池容量約40KWH.循環(huán)壽命約800次。國家試驗場：從圖中看出匹配40kwh電量，以60km/h勻速行駛可以滿足190km續(xù)駛里程的要求。內(nèi)阻ImQjW*表4動力電池(組)性能參數(shù)電池類型二兀鋰離子電池單體容量125AH(5并88申)單體電壓3.65V放電深度90%電池組標稱電壓320V電池總能量40kWh2、電池管理系統(tǒng)的電氣參數(shù)電池管理系統(tǒng)(BMS采用天津清源電動車輛有限責任公司自行研發(fā)的系統(tǒng)

12、，共5塊采集板(1)通訊方式：CAN(2)工作溫度范圍：-200C+85C;(3)電磁兼容性：按GB/T18655-2002,GB/T17619-1998,GB/T21437.2-2008。2.4、車輛動力性分析本次計算布輛動力性是按滿載質(zhì)量2650Kg計算。1.加速性能原地起步加速時間曲線100908070h60m(50au度40速3020100C0-50Km/h加速時間為8.4s2.爬坡性能A95101520253035時間t(s)圖3汽車加速時間圖,滿足設計指標要求。爬坡度曲線0.180.160.140.12度坡0.10.080.060.040.020102030405060708090

13、100車速(km/h)圖4爬坡度曲線圖爬坡度可達30%,滿足最大爬坡度要求。3.汽車功率平衡圖5驅(qū)動功率一行駛阻力功率平衡圖由以上匹配結(jié)果可知，最圖車速93km/h,涉足最局車速90km/h要求。3、其他電氣系統(tǒng)設計性能指標3.1 整車控制器(1) 防護等級：按GB/T4942.2(2)抗振：按GB/T18488.2-20013.2 儀表及電動附件(1)整車動力電池采用DC320NM酸鐵鋰電池，輔助電池采用12V的鉛酸電池;(2)通過額定功率1000W勺DC/DC專換器，動力電池可以給輔助電池充電；(3)采用can儀表；儀表需要重新選型，供應商：武漢green(4)換擋機構(gòu)采用自動換擋手柄；型

14、號：YONGLEYL-703S)(5)采用信號電壓等級為5V的電子油門踏板。(6)采用真空助力剎車系統(tǒng)，型號：H-825(7)采用電動壓縮機，匹配現(xiàn)款車型自帶的空調(diào)其他系統(tǒng)。(8)采用PTC加熱塊，安裝與現(xiàn)款車型暖風機底部，達到空調(diào)制熱效果。(功率：2KW)(9)轉(zhuǎn)向助力可以采用長安底盤配套電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。3.3其他一車型系統(tǒng)J純電動微卡物流車備注制動系統(tǒng)真空泵額定電壓DC12VH-825額定功率30W額定流量40L/min最圖真空度-0.085MPa冷卻系統(tǒng)水泵額定流量9L/minP62最大流量16L/min額定揚程2.5m最大揚程3.8m電機輸出功率45W能源系統(tǒng)動力電池組單體調(diào)定電壓3

15、.65VDC321.2-125單體容量125Ah電池數(shù)量440電氣系統(tǒng)DC-DC輸出功率1KWDZEH1000S9A-360S14LR輸入電壓DC200-360V輸出電壓DC14V輸出電流75A冷卻方式自然冷卻直流接觸器額定電壓500V額定電流100A/200A主回路保險額定電壓500V額定電流200A主電路及接插件參數(shù)電線粗細要求35平方以上電線材料阻燃橡膠接插件可通過最大電流250A三元電池及身壓配電系統(tǒng)原理圖531,94504250匚匚匚匚KILta高壓箱接線原理圖及接口定義UrnTPtapTU-tlxT-imHkKtQL3nriFT,Etm.一：1P=CFIBfrJ10CWL=h三一三一ACCid33KEfeL七士】股in總后里nX50取2靛定巖田KwM37.67#/a4nJ廿宣嘀他X41W：5X1900m3祚冉搏FtIT46X琳4外山D?,00W14最大隹也LIKrJM5空氣隹1期Cc&45及9.91hS訐面:F風荀布1.55HF.3E.5T%?付心皂度(00riTk出里也西L1949?hng酸室速%15HA星上行嚶里程Inau1M.7Jm上3：皿芝工匚嗎二二三0主輪半唾kOjn十三廂力F*=CJEP2藥IC函比i1433仁熊際力1d*聚川口1)上京車通%Ml*A11最高主淳vKIn/kFJ1亞力工J二片