纯电动汽车动力性标定方法研究

范青海

摘 要：文章基于某纯电动汽车动力性标定过程，对汽车行驶阻力进行分类分析，对最高车速、加速性能、爬坡性能的设计指标进行分解转化，最后确定电机输出的驱动功率、驱动扭矩，有效保证了车辆的动力性测试结果满足设计指标要求。

关键词：纯电动汽车;动力性;驱动扭矩;行驶阻力

中图分类号：U469.72  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）21-05-03

Abstract： Based on the dynamic performance calibration process of a pure electric vehicle， the paper classifies and analyzes the driving resistance of the vehicle， and decomposing and transforming the design indexes of maximum speed， acceleration performance and climbing performance， and finally determining the driving power and driving torque of the motor output， effectively guarantee the power performance of vehicle test results meet the requirements of design index.

Keywords： Pure electric vehicle; Dynamic performance; Driving torque; Driving resistance

CLC NO.： U469.72  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）21-05-03

引言

当前，随着日趋成熟的技术发展，纯电动汽车品质明显提升，使消费者的目光从燃油车开始转向纯电动汽车。加之国内一些城市对燃油汽车实行摇号和限行，以及国家对纯电动汽车的大力补贴及政策扶持，纯电动汽车产销量逐渐递增。动力性是汽车最基本也是最重要的性能要求，良好的动力性可以減少汽车对交通资源的占用，提高整个交通系统的效率。

本文以某纯电动轻型商用车为基础，对纯电动汽车的动力性标定策略进行分析研究。

1 动力性标定参考

纯电动汽车的动力性包含车辆的最高车速、加速性能、爬坡性能。

以车辆的部件参数表和性能达标书为参考，对车辆进行驱动扭矩的标定，使车辆的动力性满足性能达标书中设定指标的要求。表1为车辆部件参数表，表2为性能达标书中动力性指标。

2 动力性标定策略

（1）驱动力和行驶阻力

在动力性标定过程中，车辆行驶阻力是一个很重要的参数，利用受力关系可以得出汽车的总行驶阻力，汽车的行驶方程可表示为：

式中：Ft、Ff，Fi，Fw，Fa 分别为汽车行驶时的驱动力、滚动阻力、坡度阻力、空气阻力、加速阻力，单位N。

利用道路滑行阻力系数，可以确定在不同车速下车辆的滚动阻力和空气阻力之和。

式中：u：车速（km/h），F0、F1、F2为道路滑行阻力系数。表3为某纯电动轻型商用车的道路滑行阻力系数。

（2）最高车速：汽车在平直路面所能达到的最高行驶车速

在平直路面稳速行驶时，坡度阻力和加速阻力均为0，根据公式（1）、（2），可以计算出车辆保持最高车速u1行驶时需要电机输出的驱动力。

式中：P：功率（kW），Ft：驱动力（N），u：车速（km/h）。

将上一步计算出的驱动力带入公式6，可以计算出车辆保持最高车速u1行驶时需要电机输出的功率P1。

（3）爬坡性能：汽车在坡道上能够成功起步且保持一定车速持续爬坡行驶的能力

根据公式（1）、（2）、（3）、（4），可以计算出车辆在4%的坡道上保持车速u2行驶时需要电机输出的驱动力，带入公式6，可以计算出需要电机输出的功率P2。

根据公式（1）、（2）、（3）、（4），可以计算出车辆在12%的坡道上保持车速u3行驶时需要电机输出的驱动力，带入公式6，可以计算出需要电机输出的功率P3。

根据公式（1）、（2）、（3）、（4），可以计算出车辆在25%的坡道上保持车速u4行驶时需要电机输出的驱动力，带入公式6，可以计算出需要电机输出的功率P4。

（4）电机输出最大功率、扭矩

将上述计算出的功率P1、P2、P3、P4带入经验公式7，计算需要电机输出的最大功率P总。

根据公式8，可以由电机转速计算出对应的车速。

将之前计算出的需要电机输出的最大功率P总，带入公式9，计算出中、高转速段的驱动扭矩，低转速段直接采用电机的峰值扭矩，并经过扭矩平顺处理后，得到电机在各转速下的最大扭矩，如表4所示，为某纯电动轻型商用车标定后的最大驱动扭矩。

（5）加速性能：汽车在平直路面从速度1加速到速度2所需的最短时间

根据各转速下的最大扭矩和道路行驶阻力，分别带入公式1、2、5、8，可以得到公式10，计算出车辆在各车速下的加速度a。

根据公式11、12，对加速度的倒数进行积分，可以计算出加速时间。

如果加速时间不满足设计指标要求，则回到上述步骤，将最大功率P总逐步加大，直到计算出的加速时间满足设计指标要求，且需要留有一定的裕量。

3 动力性测试结果

上述驱动扭矩经过实车道路测试以及标定优化调整后，在转毂上按照《GBT 18385-2005 电动汽车 动力性能 试验方法》的要求进行了复测，动力性测试结果均满足设计指标要求，图1为车辆动力性道路测试数据，表5为车辆动力性转毂测试结果。

4 结束语

本文对纯电动汽车动力性标定的原理、策略和方法进行分析研究，对标定后的数据在实车道路和转毂试验中进行测试验证，确保了最高车速、加速性能、爬坡性能都能够满足设计指标的要求。

参考文献

[1] 日本自动车技术会.汽车工程手册.10，新能源车辆设计篇[M]//汽车工程手册.10，新能源车辆设计篇.北京理工大学出版社，2014.

[2] 李宁，刘杰.新能源汽车关键技术[J].汽车世界，2019，000（019）：P.37- 37.

[3] GBT 18385-2005，电动汽车动力性能试验方法[S].北京，国家市场监督管理总局，2005.