电动汽车关键部件的参数设计
在目前能源危机的影响下，普通传统燃油机汽车面临着生存危机。为了解决即将当来的危机，各国汽车生产商开始把目光放到电动汽车技术的研发上。为了能使电动汽车满足当今市场需求，电动汽车的各重要部件参数设计尤为重要。各部件参数匹配是极为复杂繁琐的过程，各系统在整车结构的布置方式，各部件的性能参数以及各系统协调工作控制策略都直接影响电动汽车的制作成本，动力性以及经济性。本论文基于汽车理论知识的前提下，以及通过对汽车各关键部件工作原理的深入的研究，对纯电动汽车的关键部件的参数进行理论计算。关键词 纯电动汽车，关键部件的参数，理论计算
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 电动汽车关键部位参数设计研究现状 4
2 纯电动汽车的关键技术 5
2.1 纯电动汽车动力总成系统分析 5
2.2 质子交换膜燃料电池原理和系统效率 6
2.3 电机及其驱动控制技术 8
2.4 燃料电池管理技术 9
2.5 纯电动汽车传动系统 10
3 纯电动汽车设计方案的前期准备工作 11
3.1 纯电动车基本参数设计及目标性能指标 11
3.2 参数设计匹配方法 12
3.3 纯电动汽车驱动力及行驶阻力分析 13
4纯电动汽车个关键部件的参数设计与匹配 15
4.1 电机参数匹配设计 15
4.2 动力电池参数匹配设计 16
4.3 传动系速比设计 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
能源紧缺与环境污染问题日益加剧，燃油机的使用与生存方式正面临着挑战，然而，电动汽车以它出色的环保性能正逐渐的走入人们的生活。为了争取电动汽车的市场，世界各国的大型汽车厂商公司投入了大量的科研经费与人员投入，目前也取得显著的成果。国外发达国家在电动汽车领域起步较早，又有几百年汽车制造的丰富经验，电动汽车的发展领先于我国。美国通用汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
车公司致力于纯电动汽车的开发，并在前几年研发了Impact电动汽车，市场反响良好，法国的雷诺汽车公司主打电驱动汽车的设计与研发，并在2016年9月法国车展上正式推出雷诺概念电动汽车Clio。总之各国政府都十分重视电动汽车的研发，加大了资金投入和技术支持，呈现了百家争鸣的状态，我国政府同样紧跟发展电动汽车研发的热潮，投入大量资金并运用全国各方位资源，督促各高校及汽车研发机构加快电动汽车的发展，研发成功的车型就有荣威e1、众泰2008ev、比亚迪K9纯电动大巴、比亚迪宋EV300等车型。
然而，传统汽车在日常使用运行时会排放大量有害气体，并对环境和人们的生活环境造成严重的破坏。在倡导节能减排与环境保护的国家政策下，燃油汽车还是不可避免的的产生了有害物质，不仅会污染大气环境，而且间接的引起了温室效应。据近几年环境大气质量报告：自从机动车问世以来，在给人类带来便利的同时也引起各种环境问题，如全球变暖，环境恶化，全球二氧化碳浓度上升。面对越来越严重的环境气候问题，国家不得不实施相关政策遏制环境恶化。2007年7月我我国发布了汽车尾气排放标准，简称国Ⅱ汽车尾气排放标准，随着汽车的发展，汽车尾气排放标准又在不断更新变化，直到2010年发布了国Ⅳ汽车尾气排放标准（如表11），由于中外汽车合资品牌的增多，其中我国也借鉴了欧洲汽车尾气排放标准。然而由于欧洲汽车发展起步较早，排放标准更新速度快，平均四年更新一次。自1992年到现在修改过5次标准。尽管如此，也无法从根源上解决环境污染问题。
表11 汽车排放标准
国Ⅱ
国Ⅲ
国Ⅳ
氮氧化物
0.15
0.08
总碳氮化合物
0.20
0.10
碳氮、氮氧
0.50
一氧化碳
2.20
2.20
1.00
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
当今能源紧缺，环境恶化引起了全世界的关注，全世界大量知名汽车厂商都把发展节能环保的新能源汽车作为核心发展战略和今后的研究方向，尤其在美国，日本，及欧洲各汽车大国在电动汽车领域都取得了重大的突破。
美国，日本，及欧洲各汽车大国在电动汽车领域都取得了重大的突破。美国通用公司在美国政府资金支持和国家政策法令的帮助下，其公司的研发团队在经过彻夜不眠的研究及实验，实现了在整车上运用线控四轮技术，研发了世界首辆线控四轮轮式驱动汽车（Autonomy）。经过30几年的研究，美国通用公司在北美国际车展上再次焕发光彩，推出世界首辆氨燃料电动汽车sequel。
然而日本政府同样对电动汽车的开发充满兴趣。远在2001年日本政府就意识到了电动汽车发展潜力，发布了绿色环保税制，对低碳节能汽车免除大量附加税，虽然由于2008的金融海啸，优惠政策有所降低。之后日本政府再次加大了对新燃料电池汽车的资金投入并相应加强减税幅度，并且成功的奠定了电动汽车在日本汽车市场的地位。消费者可根据《机动车吨位税及机动车购置税减免措施对象车辆目录》选择相应新能源汽车车型。1991年研发了“IZA＂牌电动汽车。这类车型以镶铜电池作为动力电池，该电动汽车突破性的使用外转子轮毂电机驱动，虽然增加了制作成本，但大大提高了汽车动力性，整车四轮分别装上电机进行驱动，可以使汽车在行驶中最大功率达到25KW，行驶速度最高可达176KM/h，此技术的汽车运用使EV技术达到顶峰。反观日本学术界电动汽车的发展，日本庆应大学利用锂电池作为电动汽车的动力源，使用了高功率的转子交流电机驱动技术，峰值功率可达55KW，研发了KAZ电动汽车。该车性能卓越，动力性能极高，百公里加速仅需8秒在无外部阻力因素的情况下最髙车速到达311KM/h。
德国政府计划在未来的十五年内实现全国500万辆纯电动汽车的全国保有量，并在近几年德国政府投入10以欧元运用于高校及汽车厂商对纯电动汽车的开发。除此之外，德国汽车制造商也对电动汽车研发充满兴趣并且制定一系列研究发展计划。在德国众多汽车厂商中宝马首当其冲，与贝姆勒精密机电公司通力合作研发采用轮毂电机驱动的电动汽车MINICOPER，该车百公里加速仅需6.5秒，刷新当代电动汽车百公里加速记录。同时大众集团凭借其先进开发技术研制了EZERO概念车，借鉴日本节能技术采用锂电池作为动力源以及轮毂电机驱动系统作为动力驱动。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 电动汽车关键部位参数设计研究现状 4
2 纯电动汽车的关键技术 5
2.1 纯电动汽车动力总成系统分析 5
2.2 质子交换膜燃料电池原理和系统效率 6
2.3 电机及其驱动控制技术 8
2.4 燃料电池管理技术 9
2.5 纯电动汽车传动系统 10
3 纯电动汽车设计方案的前期准备工作 11
3.1 纯电动车基本参数设计及目标性能指标 11
3.2 参数设计匹配方法 12
3.3 纯电动汽车驱动力及行驶阻力分析 13
4纯电动汽车个关键部件的参数设计与匹配 15
4.1 电机参数匹配设计 15
4.2 动力电池参数匹配设计 16
4.3 传动系速比设计 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
能源紧缺与环境污染问题日益加剧，燃油机的使用与生存方式正面临着挑战，然而，电动汽车以它出色的环保性能正逐渐的走入人们的生活。为了争取电动汽车的市场，世界各国的大型汽车厂商公司投入了大量的科研经费与人员投入，目前也取得显著的成果。国外发达国家在电动汽车领域起步较早，又有几百年汽车制造的丰富经验，电动汽车的发展领先于我国。美国通用汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
车公司致力于纯电动汽车的开发，并在前几年研发了Impact电动汽车，市场反响良好，法国的雷诺汽车公司主打电驱动汽车的设计与研发，并在2016年9月法国车展上正式推出雷诺概念电动汽车Clio。总之各国政府都十分重视电动汽车的研发，加大了资金投入和技术支持，呈现了百家争鸣的状态，我国政府同样紧跟发展电动汽车研发的热潮，投入大量资金并运用全国各方位资源，督促各高校及汽车研发机构加快电动汽车的发展，研发成功的车型就有荣威e1、众泰2008ev、比亚迪K9纯电动大巴、比亚迪宋EV300等车型。
然而，传统汽车在日常使用运行时会排放大量有害气体，并对环境和人们的生活环境造成严重的破坏。在倡导节能减排与环境保护的国家政策下，燃油汽车还是不可避免的的产生了有害物质，不仅会污染大气环境，而且间接的引起了温室效应。据近几年环境大气质量报告：自从机动车问世以来，在给人类带来便利的同时也引起各种环境问题，如全球变暖，环境恶化，全球二氧化碳浓度上升。面对越来越严重的环境气候问题，国家不得不实施相关政策遏制环境恶化。2007年7月我我国发布了汽车尾气排放标准，简称国Ⅱ汽车尾气排放标准，随着汽车的发展，汽车尾气排放标准又在不断更新变化，直到2010年发布了国Ⅳ汽车尾气排放标准（如表11），由于中外汽车合资品牌的增多，其中我国也借鉴了欧洲汽车尾气排放标准。然而由于欧洲汽车发展起步较早，排放标准更新速度快，平均四年更新一次。自1992年到现在修改过5次标准。尽管如此，也无法从根源上解决环境污染问题。
表11 汽车排放标准
国Ⅱ
国Ⅲ
国Ⅳ
氮氧化物
0.15
0.08
总碳氮化合物
0.20
0.10
碳氮、氮氧
0.50
一氧化碳
2.20
2.20
1.00
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
当今能源紧缺，环境恶化引起了全世界的关注，全世界大量知名汽车厂商都把发展节能环保的新能源汽车作为核心发展战略和今后的研究方向，尤其在美国，日本，及欧洲各汽车大国在电动汽车领域都取得了重大的突破。
美国，日本，及欧洲各汽车大国在电动汽车领域都取得了重大的突破。美国通用公司在美国政府资金支持和国家政策法令的帮助下，其公司的研发团队在经过彻夜不眠的研究及实验，实现了在整车上运用线控四轮技术，研发了世界首辆线控四轮轮式驱动汽车（Autonomy）。经过30几年的研究，美国通用公司在北美国际车展上再次焕发光彩，推出世界首辆氨燃料电动汽车sequel。
然而日本政府同样对电动汽车的开发充满兴趣。远在2001年日本政府就意识到了电动汽车发展潜力，发布了绿色环保税制，对低碳节能汽车免除大量附加税，虽然由于2008的金融海啸，优惠政策有所降低。之后日本政府再次加大了对新燃料电池汽车的资金投入并相应加强减税幅度，并且成功的奠定了电动汽车在日本汽车市场的地位。消费者可根据《机动车吨位税及机动车购置税减免措施对象车辆目录》选择相应新能源汽车车型。1991年研发了“IZA＂牌电动汽车。这类车型以镶铜电池作为动力电池，该电动汽车突破性的使用外转子轮毂电机驱动，虽然增加了制作成本，但大大提高了汽车动力性，整车四轮分别装上电机进行驱动，可以使汽车在行驶中最大功率达到25KW，行驶速度最高可达176KM/h，此技术的汽车运用使EV技术达到顶峰。反观日本学术界电动汽车的发展，日本庆应大学利用锂电池作为电动汽车的动力源，使用了高功率的转子交流电机驱动技术，峰值功率可达55KW，研发了KAZ电动汽车。该车性能卓越，动力性能极高，百公里加速仅需8秒在无外部阻力因素的情况下最髙车速到达311KM/h。
德国政府计划在未来的十五年内实现全国500万辆纯电动汽车的全国保有量，并在近几年德国政府投入10以欧元运用于高校及汽车厂商对纯电动汽车的开发。除此之外，德国汽车制造商也对电动汽车研发充满兴趣并且制定一系列研究发展计划。在德国众多汽车厂商中宝马首当其冲，与贝姆勒精密机电公司通力合作研发采用轮毂电机驱动的电动汽车MINICOPER，该车百公里加速仅需6.5秒，刷新当代电动汽车百公里加速记录。同时大众集团凭借其先进开发技术研制了EZERO概念车，借鉴日本节能技术采用锂电池作为动力源以及轮毂电机驱动系统作为动力驱动。
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