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类型电动摩托车驱动电机系统匹配方法研究.pdf

  • 上传人:juness
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    关 键  词:
    电动摩托车 驱动 电机 系统 匹配 方法 研究
    资源描述:
    第45卷第2期
    小型内燃机与车辆技术
    Vol 45 No. 2
    2016年4月
    SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE TECHNIQUE
    Apr.2016
    电动摩托车驱动电机系统匹配方法研究
    刘力陈学永齐彤彤
    (天津内燃机研究所天津300072)
    摘要:针对电动摩托车驱动电机系统设计要求,结合电动摩托年行驶阻カ计算方法,电动摩托车
    的最高车速、加速性能、爬坡能力和续行里程4个重要指标的计算方法,设计开发了以电动摩托车整
    车性能指标作为设计输入,以直流无刷电机设计指标作为设计输出的一套计算方法。研究了电动摩
    托车行驶阻力对于直流无刷驱动系统设计匹配的影响
    关键词:直流无刷电机电动摩托车行驶阻力驱动系统阢配方法
    中图分类号:U483文献标识码:A文章编号:2095-8234(2016)02-0063-06
    A Matching Method Research on Driving Milotor System
    on Electric Motorcycles
    iu Li, Chen Xueyong, Qi Tor
    Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute(Tianjin, 300072, China)
    Abstract: Aiming at the performance requirements of driving system for electric motorcycle, combining
    the calculation method of driving resistance, as well as of the max speed, accelerating ability, climbing
    ability and driving range, a calculation method of design target of BLDC (brushless direct current)motor is
    developed, whose input is the performance of electric motorcycle. The influence of driving resistance on
    BLDC driving system matching is studied
    Keywords: BLDC motor, Electric vehicle, Driving resistance, Driving system, Matching method
    性能指标需求方案,且几乎完全依托于驱动系统供
    立商。随着电动摩托车产品销量的快速増长,整车组
    电动摩托车产品是最近几年来的新型产品,其装厂和驱动系统供应商更加关注于产品产能和销量
    家族中主要包括电动二轮车和电动三轮车,它们是的快速増加,没有过多的精力投入到驱动系统与整
    在燃油摩托车和电动自行车相结合的基础上发展起车的性能匹配。
    来的,且发展的速度非常快。从技术平台而言,我国
    本文提出一种根据整车行驶阻力方程为依据
    的电动摩托车主要是结合了燃油摩托车的外观和车以整车动力性能和经济性能为设计输出,对电动摩
    架,以及电动自行牛动力平台的大功率化,虽然已经托车所用的直流无刷驱动电机提出设计要求的计算
    形成了较大的产业化规模,但是其整车与驱动系统方法。
    之所以遗成这料一二个画、1要原是动系1电动摩托车行驶阻力计算方法
    究供应体系与整车组装厂之间的衔接不够紧密。驱
    电动摩托车的动力性主要体现在电动摩托车驱
    动系统供应商不掌握与整车的匹配技术,整车组装动系统输出与电动摩托车行驶阻力之问的匹配。本
    厂的技术能力较低,无法提出一套完备的驱动系统节主要讲述电动摩托车的行驶阻力特性。
    作者简介:刘力(1959-),男,高级工程师,主要研究方向为车用驱动电机系统。
    64
    小型内燃机与牛辆技术
    第45卷
    电动摩托车行驶时,会受到与行驶方向相反的阻力
    各种力的作用,这些力统称为行驶阻力。这些阻力主
    F=G. sina
    (5
    要包括路面与轮胎作用产生的滚动阻力F,空气与式中:a为坡道角
    车身、人体摩擦产生的室气阻力Fw,在坡道上自线行1.4加速阻力
    驶时克服其重力沿坡向后的坡道阻力F,在加速行
    电动摩托车加速行驶过程中,除了克服上述的
    驶过程中所要克服的加速阻力F因此,电动摩托车各种阻力外,还需要克服其质量加速运动时的惯性
    的行驶阻力之和为
    阻力,此惯性阻力称之为加速阻力,它包括平移质量
    ∑F=F+Fw+F
    (1)加速阻力和旋转质量加速阻力。
    1.1滚动阻力
    1.4.1平移质量加速阻力
    电动摩托车的车轮分为主动轮和从动轮,因此
    加速时,电动摩托车总质量(含驾驶员)与加速
    滚动阻力可分解为主动轮滚动阻力和从动轮滚动阻度乘积即为平移质量加速阻力F1
    力。我们在进行整车驱动系统设计及匹配时,考虑的
    (6
    是整车的阻力特性,因此将滚动阻力分解到主动轮
    和从动轮,从整车角度考虑即可。根据理论推导及文式中:G为电动摩托车总质量,单位为Wtや电动
    献介绍,电动摩托车整车滚动阻力计算公式为:
    F=f·G
    (2)摩托午加速度,单位为m2
    式中:G为电动摩托车整车(含驾驶员)的总重量,单1.4.2旋转质量加速阻力
    电动摩托车的旋转质量加速阻力,包括动力电
    位为N;f为电动摩托车滚动阻力系数,该系数通常
    在道路上或转鼓试验台上测得。
    机转子、变速器(带有变档机构的齿轮)、二次传动
    滚动阻力系数与路面、轮胎胎压有很大关系,针(链条、链轮等)八、前斤轮等部件在加速时形成的惯性
    阻力矩,并把它换算成为作用于摩托车车轮上的等
    对于不同的路面,滚动阻力系数取值范围是0.010
    效加速阻力F2
    0.030。对于轮胎胎压而言,针对不同的试验,在相关
    1)电机转子部分
    标准中有明确规定,在此不再阐述。
    电机转子部分加速时形成的惯性阻力矩为
    当车速大于50kmh时,需要对滚动阻力系数进
    行修正,修正公式为。
    f-f6[1+0.01(v-50)
    式中:为电机转子的转动惯量,单位为kg:m3;
    式中:f为整车选取的滚动阻力系数;v为车速,单位dw为电机转子的角加速度,单位为1s2。
    为kmh
    dt
    1.2空气阻力
    由于d1
    dv
    行驶时,电动摩托车在空气中运动,受到迎面空
    dt
    气的作用,称为空气阻力。空气阻力计算公式为。式中:3为午轮的角加速度,单位为1:r,为午轮
    F=1/2 Co Apv,2
    的滚动半径,单位为m;i1为初级传动比,对于电动摩
    式中:Cn为空气阻力系数,对于电动摩托车而言,由
    托作,初级传动比一般设置为1;ig为变速器部分的
    于其外观设计更多的考虑了美观性,对于外观件的
    传动比;i2为末级传动比
    流畅性考虑相对较少,该类车型的空气阻力系数備
    换算到车轮的等效惯性力矩和等效加速阻力分
    大,取值0.7左右;A为迎风面积,即电动摩托车(含
    驾驶员)行驶方向的正投影面积,单位为m2。对于也别为:
    动摩托午,驾驶员身高1.75m,该参数取值0.65左右;
    (8
    dt
    p为空气
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