电动汽车牵引电机设计参数的校验方法技术

本发明专利技术涉及电动车辆上动力总成设计领域，具体为一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法。一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法，其特征是：按如下步骤实施：(1)设置匀速运动计算模块和加速运动计算模块；(2)进一步设置最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块；进一步设置加速运动工况计算模块：(3)设置校验模块；(4)按最大值的原则选择校验值。本发明专利技术手续简便，校验全面，结果合理。

Calibration method for design parameters of traction motor of electric vehicle

The invention relates to the field of power assembly design of an electric vehicle, in particular to a method for checking the design parameters of the traction motor of an electric vehicle. An electric vehicle traction motor design parameters calibration method, which is characterized by the implementation of the following steps: (1) setting uniform motion calculation module and calculation module of accelerated motion; (2) to set the maximum speed calculation module, the commonly used speed calculation module, calculation module maximum climbing degree; further set acceleration condition calculation module: (3) setting module; (4) according to the principle of maximum value selection check. The invention has the advantages of simple procedure, complete calibration and reasonable result.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车辆上动力总成设计领域，具体为一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法。
技术介绍
电动汽车的牵引电机是整车的主要动力来源，校验牵引电机设计参数时通常使用仿真建模分析，需要输入牵引电机、控制器、电池、变速箱、车轮等动力总成部件的参数计算整车性能指标，将计算结果和设计参数对比实现校验的功能。需要深入理解电池、变速箱、控制器、电机、车轮等零部件技术指标的内容，掌握复杂的参数设置，专业化程度要求较高。目前的校验方法，尚难以体现整车的典型运动工况的特征，校验步骤也较为繁琐。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种手续简便、校验全面、结果合理的参数校验方法，本专利技术公开了一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法，其特征是：按如下步骤实施：(1)基于Matlab/Simulink设置匀速运动计算模块和加速运动计算模块：匀速运动计算模块输入为整车参数、实际车速、坡道角度等信息；匀速运动计算模块主要计算电动汽车的滚动摩擦阻力、空气阻力和坡道阻力，计算阻力和当前的车速，直接计算整车牵引功率，通过转换效率换算间接计算牵引电机的功率，根据车速和电机转速的关系计算当前车速对应的电机转速，根据电机转速、电机力矩和电机功率三者的关系计算牵引电机的力矩；匀速运动计算模块输出牵引电机的功率、力矩、转速等校验参数。>加速运动计算模块输入为整车参数、坡道角度等信息；加速运动计算模块主要计算电动汽车的滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力；由于此时牵引电机处于满功率加速过程，牵引电机输出的机械功率必须大于滚动阻力、空气阻力、坡道阻力三者合成阻力功率，才能产生加速功率；根据整车牵引力、车速和加速功率的关系，计算加速牵引力；按照运动学方程，加速牵引力会引起车速的变化；当车速变化时，空气阻力和牵引电机的转速、力矩都会发生变化；加速运动计算模块输出为牵引电机的功率、力矩、转速、实际车速等校验参数；(2)在匀速运动计算模块的基础上基于Matlab/Simulink进一步设置最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块；在加速运动计算模块的基础上基于Matlab/Simulink进一步设置加速运动工况计算模块：最高车速计算模块输入整车参数、最高车速、默认0度坡度值，常用车速计算模块输入整车参数、常用车速、特定坡度值，最大爬坡度计算模块输入整车参数、爬坡车速、最大坡度值；加速运动工况计算模块输入整车参数、默认0度坡度值；整车的动力性是由纵向的受力条件决定的，通过力学分析可估算加速度、最高车速和最大爬坡度，电动汽车行驶力学平衡方程为式(1)，Fj＝Ft-(Ff+Fi+Fw)——(1)，式(1)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻力，Fj为电动汽车的加速阻力；车辆运动过程可以划分为匀速运动、加速运动两类：当式(1)中Fj＝0时整车作匀速运动；当式(1)中Fj>0时整车作加速度为正数的加速运动，当式(1)中Fj<0时整车作加速度为负数的加速运动(也称减速运动)；对滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力通过数学表达式进行计算：式(2)计算滚动摩擦阻力，式(3)计算坡道阻力，式(4)计算空气阻力，式(5)计算车辆的加速阻力，式(6)计算车辆的牵引功率，式(7)计算牵引电机的机械功率，式(8)计算通过车速计算牵引电机转速，式(9)计算牵引电机的输出力矩，式(5a)作整车车速的微分运算，进行式(5b)的积分逆运算后计算整车加速；Ff＝m·g·f·cosα——(2)，Fi＝m·g·sinα——(3)，Fw=Cp·A·V221.5--(4),]]>Fj=10003600·m·dVdt--(5a),]]>V=∫Fjmdt--(5b),]]>Pt=10003600·Ft·V--(6),]]>Pt＝Pmotor·η——(7)，n=V·10003600·60·12·π·r·Itrans_ratio--(8),]]>T=Pmotor·95491000·1n--(9),]]>式(2)～(9)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻力，Fj为电动汽车的加速阻力，m为整车的满载质量，g为重力加速度，f为滚动摩擦系数，α为坡度角，Cp为风阻系数，A为迎风面积，V为整车车速，为整车车速V的微分运算，Pt为整车牵引功率，η为传动系统效率，Pmotor为牵引电机机械功率，r为轮胎半径，Itrans_ratio为系统传动比，n为牵引电机输出转速，T为牵引电机输出力矩；(3)设置校验模块：对于步骤(2)中建立的最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块、加速运动工况计算模块，输入整车参数、车速和坡道信息，各模块分别输出牵引电机的各项校验参数，其中，最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块输出电机的转速、力矩、功率静态参数，加速运动工况计算模块输出电机的转速、力矩、功率动态曲线；(4)对于步骤(3)输出牵引电机的转速、力矩、功率信息，按最大值的原则选择最高转速、最大力矩、最大功率作为校验参数，当设计参数大于校验参数时校验合格，选择最高转速：选择最高车速计算模块的输出转速作为最高校验转速，并保留最高校验转速的10％～15％作为转速变化裕量；选择最大力矩：选择最大爬坡度计算模块的输出力矩作为最大校验力矩，并保留最大校验力矩的15％～20％作为力矩变化裕量；选择最大功率：当车速较低时，决定动力性能的主要是电机的最大力矩；当车速较高时，决定动力性能的主要是最大功率；对于常用车速计算模块输出的电机功率、加速运动工况计算模块输出的电机功率，选择两个电机功率中的较大值作为最大校验功率，并保留最大校验功率的8％～15％作为功率变化裕量；选择最高转速：单级减速器时，选择最高车速计算模块输出的牵引电机实际输出转速n1，保留Δn转速变化裕量，Δn取n1的10％～15％，牵引电机最高转速为n1+Δn；多级变速箱时，根据不同档位选择传动比和车速范围，分别计算对应电机转速范围，选择最大的转速n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法，其特征是：按如下步骤实施：(1)设置匀速运动计算模块和加速运动计算模块：匀速运动计算模块输入为整车参数、实际车速、坡道角度信息；匀速运动计算模块计算电动汽车的滚动摩擦阻力、空气阻力和坡道阻力，计算阻力和当前的车速，直接计算整车牵引功率，通过转换效率换算间接计算牵引电机的功率，根据车速和电机转速的关系计算当前车速对应的电机转速，根据电机转速、电机力矩和电机功率三者的关系计算牵引电机的力矩；匀速运动计算模块输出牵引电机的功率、力矩、转速等校验参数。加速运动计算模块输入为整车参数、坡道角度信息；加速运动计算模块计算电动汽车的滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力；加速运动计算模块输出为牵引电机的功率、力矩、转速、实际车速校验参数；(2)在匀速运动计算模块的基础上进一步设置最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块；在加速运动计算模块的基础上进一步设置加速运动工况计算模块：最高车速计算模块输入整车参数、最高车速、默认0度坡度值，常用车速计算模块输入整车参数、常用车速、特定坡度值，最大爬坡度计算模块输入整车参数、爬坡车速、最大坡度值；加速运动工况计算模块输入整车参数、默认0度坡度值；电动汽车行驶力学平衡方程为式(1)，Fj＝Ft‑(Ff+Fi+Fw)——(1)，式(1)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻力，Fj为电动汽车的加速阻力；当式(1)中Fj＝0时整车作匀速运动；当式(1)中Fj>0时整车作加速度为正数的加速运动，当式(1)中Fj<0时整车作加速度为负数的加速运动；对滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力通过数学表达式进行计算：式(2)计算滚动摩擦阻力，式(3)计算坡道阻力，式(4)计算空气阻力，式(5)计算车辆的加速阻力，式(6)计算车辆的牵引功率，式(7)计算牵引电机的机械功率，式(8)计算通过车速计算牵引电机转速，式(9)计算牵引电机的输出力矩，式(5a)作整车车速的微分运算，进行式(5b)的积分逆运算后计算整车加速；Ff＝m·g·f·cosα——(2)，Fi＝m·g·sinα——(3)，Fw=Cp·A·V221.5--(4),]]>Fj=10003600·m·dVdt--(5a),]]>V=∫Fjmdt--(5b),]]>Pt=10003600·Ft·V--(6),]]>Pt＝Pmotor·η——(7)，n=V·10003600·60·12·π·r·Itrans_ratio--(8),]]>T=Pmotor·95491000·1n--(9),]]>式(2)～(9)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻力，Fj为电动汽车的加速阻力，m为整车的满载质量，g为重力加速度，f为滚动摩擦系数，α为坡度角，Cp为风阻系数，A为迎风面积，V为整车车速，为整车车速V的微分运算，Pt为整车牵引功率，η为传动系统效率，Pmotor为牵引电机机械功率，r为轮胎半径，Itrans_ratio为系统传动比，n为牵引电机输出转速，T为牵引电机输出力矩；(3)设置校验模块：对于步骤(2)中建立的最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块、加速运动工况计算模块，输入整车参数、车速和坡道信息，各模块分别输出牵引电机的各项校验参数，其中，最高车速计算模块、常用车速计算模块、最大爬坡度计算模块输出电机的转速、力矩、功率静态参数，加速运动工况计算模块输出电机的转速、力矩、功率动态曲线；(4)对于步骤(3)输出牵引电机的转速、力矩、功率信息，按最大值的原则选择最高转速、最大力矩、最大功率作为校验参数，当设计参数大于校验参数时校验合格，选择最高转速：选择最高车速计算模块的输出转速作为最高校验转速，并保留最高校验转速的10％～15％作为转速变化裕量；选择最大力矩：选择最大爬坡度计算模块的输出力矩作为最大校验力矩，并保留最大校验力矩的15％～20％作为力矩变化裕量；选择最大功率：对于常用车速计算模块输出的电机功率、加速运动工况计算模块输出的电机功率，选择两个电机功率中的较大值作为最大校验功率，并保留最大校验功率的8％～15％作为功率变化裕量；选择最高转速：单级减速器时，选择最高车速计算模块输出的牵引电机实际输出转速n1，保留Δn转速变化裕量，Δn取n1的10％～15％，牵引电机最高转速为n1+Δn；多级变速箱时，根据不同档位选择传动比和车...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车牵引电机设计参数的校验方法，其特征是：按如下步骤实施：
(1)设置匀速运动计算模块和加速运动计算模块：
匀速运动计算模块输入为整车参数、实际车速、坡道角度信息；匀速运动计
算模块计算电动汽车的滚动摩擦阻力、空气阻力和坡道阻力，计算阻力和当前的
车速，直接计算整车牵引功率，通过转换效率换算间接计算牵引电机的功率，根
据车速和电机转速的关系计算当前车速对应的电机转速，根据电机转速、电机力
矩和电机功率三者的关系计算牵引电机的力矩；匀速运动计算模块输出牵引电机
的功率、力矩、转速等校验参数。
加速运动计算模块输入为整车参数、坡道角度信息；加速运动计算模块计算
电动汽车的滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力；加速运动计算模块输出
为牵引电机的功率、力矩、转速、实际车速校验参数；
(2)在匀速运动计算模块的基础上进一步设置最高车速计算模块、常用车速计
算模块、最大爬坡度计算模块；在加速运动计算模块的基础上进一步设置加速运
动工况计算模块：
最高车速计算模块输入整车参数、最高车速、默认0度坡度值，常用车速计
算模块输入整车参数、常用车速、特定坡度值，最大爬坡度计算模块输入整车参
数、爬坡车速、最大坡度值；加速运动工况计算模块输入整车参数、默认0度坡
度值；
电动汽车行驶力学平衡方程为式(1)，
Fj＝Ft-(Ff+Fi+Fw)——(1)，
式(1)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻力，
Fj为电动汽车的加速阻力；
当式(1)中Fj＝0时整车作匀速运动；当式(1)中Fj>0时整车作加速度为正数的
加速运动，当式(1)中Fj<0时整车作加速度为负数的加速运动；
对滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力通过数学表达式进行计算：式(2)
计算滚动摩擦阻力，式(3)计算坡道阻力，式(4)计算空气阻力，式(5)计算车辆的加
速阻力，式(6)计算车辆的牵引功率，式(7)计算牵引电机的机械功率，式(8)计算通
过车速计算牵引电机转速，式(9)计算牵引电机的输出力矩，式(5a)作整车车速的微

\t分运算，进行式(5b)的积分逆运算后计算整车加速；
Ff＝m·g·f·cosα——(2)，
Fi＝m·g·sinα——(3)，
Fw=Cp·A·V221.5--(4),]]>Fj=10003600·m·dVdt--(5a),]]>V=∫Fjmdt--(5b),]]>Pt=10003600·Ft·V--(6),]]>Pt＝Pmotor·η——(7)，
n=V·10003600·60·12·π·r·Itrans_ratio--(8),]]>T=Pmotor·95491000·1n--(9),]]>式(2)～(9)中：Ft为整车驱动力，Ff为滚动阻力，Fi为坡道阻力，Fw为空气阻
力，Fj为电动汽车的加速阻力，m为整车的满载质量，g为重力加速度，f为滚动
摩擦系数，α为坡度角，Cp为风阻系数，A为迎风面积，V为整车车速，为整
车车...

【专利技术属性】
技术研发人员：万茂文，赵洪涛，徐性怡，
申请(专利权)人：上海大郡动力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31