電動汽車動力性能分析與計算
電動汽車在行駛中,由蓄電池輸出電能給電動機,用于克服電動汽車本身的機械裝置的內阻力,以及由行駛條件決定的外阻力。電動汽車在運行過程中,行駛阻力不斷變化,其主電路中傳遞的功率也在不斷變化。對電動汽車行駛時的受力狀況以及主電路中電流的變化進行分析,是研究電動汽車行駛性能和經濟性能的基礎。
1、電動汽車的動力性分析
1.1 電動汽車的驅動力
電動汽車的電動機輸出軸輸出轉矩M,經過減速齒輪傳動,傳到驅動軸上的轉矩Mt,使驅動輪與地面之間產生相互作用,車輪與地面作用一圓周力F0,同時,地面對驅動輪產生反作用力Ft.Ft與F0大小相等方向相反,Ft方向與驅動輪前進方向一致,是推動汽車前進的外力,將其定義為電動汽車的驅動力。有: 電動汽車機械傳動裝置是指與電動機輸出軸有運動學聯系的減速齒輪傳動箱或變速器、傳動軸及主減速器等機械裝置。機械傳動鏈中的功率損失包括:齒輪嚙合點處的摩擦損失、軸承中的摩擦損失、旋轉零件與密封裝置之間的摩擦損失以及攪動潤滑油的損失等。
1.2 電動汽車行駛方程式與功率平衡
電動汽車在上坡加速行駛時,作用于電動汽車的阻力與驅動力始終保持平衡,建立如下的汽車行駛方程式: 以電動汽車行駛速度va乘以(2)式兩端,考慮機械損失,再經過單位換算之后可得: 或 由(4)、(5)兩式可以看出,電動汽車在行駛時,電動機傳遞到驅動輪的輸出功率與體現在驅動輪上的阻力功率始終保持平衡。將(4)變換可得: 式中PM為電動機的輸出功率。
用曲線圖表示上述功率關系,將電動機的輸出功率、汽車經常遇到的阻力功率與對應車速的關系歸置在x-y坐標圖上得到電動汽車功率平衡圖如圖1所示。 利用功率平衡可定性分析電動汽車設計中的有關動力性問題,另外,根據功率平衡能看出電動汽車行駛時電動機的輸出功率,所以經濟性分析中也常用到它。
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