文档介绍：电动汽车动力性分析及传动系设计
王晓明,杨平
哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨(150001)
摘要:汽车传动系参数是决定了汽车动力性能。本文首先对电动汽车的动力性能进行分析,
提出电动汽车动力性能三个技术指标,最高车速、加速时间和最大爬坡度,并给出相应的计
算公式;在此基础上研究电动汽车传动系统的设计理论,给出电机选择、传动比设计和电池
容量选择的条件和计算公式;通过实例计算来验证设计的合理性,最后给出电动汽车传动系
设计流程图。
关键词:电动汽车;动力性;传动系统

电动汽车作为一种节能环保的绿色交通工具,在能源日益枯竭的今天有着广泛的市场
前景[1]。电动汽车的传动系统是能量转换装置,把蓄电池储存的电能转换为汽车运动的机械
能。研究电动汽车动力性能是设计良好的传动系统的基础,反之设计好了的传动系统可以通
过动力性来验证设计的正确性。

与普通车辆相似,电动车辆的动力性主要用三个方面的指标评价,即: 最高车速 vamax ,
加速时间t f 和最大爬坡度imax 。在行驶时汽车会受到各种阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡
度阻力和加速阻力,这些阻力的总和叫做总阻力∑ F ,它的计算公式为:
CA dv
Fmgf=cosαα+++ mg sinD v2 δ m a (1)
∑
其中: m 为汽车总质量, kg ; f 为滚动阻力系数;α为坡道角, ()° ; CD 为空气阻力系
2 −1
数; A 为迎风面积, m ; va 为行驶车速, km⋅ h ;δ为车辆旋转质量换算系数。
在驱动力和阻力的作用下,汽车的动力性能指标可以通过公式估算。最高车速是指车辆
满载时,在良好的水平路面上(如干燥、平坦、清洁的沥青或水泥路面)所能达到的最高行
驶速度。它的测定是在微风甚至无风条件下,将车辆加速踏板踩到底,以尽可能的高速通过
200m路段所测试的结果。在实际运行中,由于道路、气候条件和受车辆本身技术状况所限,
最高车速是极难达到的。电动汽车的最高车速计算:
⎧Fntm()≥∑ Fv () a
⎪
⎨nnmm≤ max (2)
⎪vrni=
⎩ ammax max 0
−1
其中: nm 为主驱动电动机的工作转速,r ⋅min ;Ft 为主驱动电动机以最大限流工作时车
−1
辆获得的驱动力, N ;nmmax 为主驱动电动机的最高工作转速,r ⋅min 。满足上式的车速
最大值即为反映车辆动力性的指标 vamax 。
加速时间是指汽车从静止状态下,由第一挡起步,并以最大的加速强度(包括选择最恰
当的换挡时机)逐步换至高挡后,到某一预定的距离车速或车速所需的时间。目前,常用
- 1 -

0—96KM所需的时间(秒数)来评价。车辆加速时间t f 为:
11vv22dtδ m
tdvfa== dv a (3)
∫∫vv11
⎡⎤CAD 2
Fmgfta−− v
⎣⎦⎢⎥
−1 −1
式中: v1 为加速行驶起始车速, km⋅ h ; v2 为加速行驶终止车速, km⋅ h 。
最