能量经济性：电动汽车以各种预定行驶规范达到的续驶里程与蓄电池再 充电恢复到原有的充电状态所需要的交流电能量之比。单位：km/kWh ac
电传动车辆的燃料经济性
纯电动汽车燃料经济性
等速续驶里程：
PB
m
P ua nm , Pm
电传动车辆的动力性 车辆受力分析
依据牛顿第二运动定律，车辆的加速度可描述为：
dV Ft F
dt
M
电传动车辆的动力性
车辆受力分析
滚动阻力
车辆在硬地面上，轮胎的滚动阻力基本起因于轮胎材料的滞变作用。它是在
轮胎滚动时，由于轮胎胎壳挠曲所产生的作用，导致地面反作用力的不对称
分布。由合成的地面反作用向前偏移所产生的转矩被称为滚动阻力矩，如图
满载良好路面上的最大爬坡度(路面车辆30%，越野及军用车辆60%) 一定坡度一定车速爬坡能力(单车3%坡度60km/h)
电动汽车动力学
电传动车辆的驱动力
电动汽车的电机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的 转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0， 同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft。Ft与F0大小相等方向相反，Ft方向与 驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，定义为电动汽车的的驱动 力。
所选用的蓄电池应该能提供足够 高的比能量和比功率
B
P B
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动的能源结构形式
R FC P
B
带小型重整器的电动汽车的结构简图，燃料 电池所需的氢气由重整器随车产生
燃料电池能提供高的比能量但不能回收再 生制动能量，因此最好与高比功率且能高 效回收制动能量的蓄电池结合在一起使用
电动汽车电驱动系统理论与设计
XXX
第二章：电动汽车电驱动理论基础
电动汽车的构造与工作原理
➢ 电动汽车构造 ➢ 电动汽车电驱动系统结构
电动汽车动力学
➢ 电动汽车受力分析 ➢ 动力学方程 ➢ 汽车行驶的附着条件与附着率 ➢ 电动汽车性能
车辆电传动系统的构造和工作原理 纯电动车辆传动系统
镍镉电池组：264V/140Ah/2000次，动力电池组布置在后排座椅下部； 永磁直流无刷电动机45kW/50kW; 130km/h 0~48km/h加速时间6.3s Range270km@88km/h
对于一般机械传动装置效率可以按下式计算：
n m
yz
ηy——圆柱齿轮对的效率，ηy＝0.97～0.98； ηz——圆锥齿轮对的效率，ηz＝0.96～0.97； n——传递转矩时处于啮合状态的圆柱齿轮对数；
m——传递转矩时处于啮合状态的圆锥齿轮对数； 单排行星减速器的效率值一般取0.97～0.98； 万向传动轴的效率取0.98
车辆电传动系统的构造和工作原理
纯电动车辆传动系统
主电源到电动机的电路；
主电源-DC/DC变换器-汽车电器设 备用电源-电器设备； 制动能量回收到主电源；
主电源充电电路
车辆电传动系统的构造和工作原理
纯电动车辆传动系统
电动汽车系统可分为四个子系统：机械子系
统、电力电子子系统、信息子系统和辅助控
制子系统
由于作用在驱动轮上的转矩Tt引起的地面切向反作用不能大于附着力，否则发生 驱动轮滑转现象，即对于后轮驱动的汽车有
Tt
Tfr r
FXr
FZr
汽车行驶的附着条件
FXr
FZr
电传动车辆的动力性
动力学方程
后轮驱动的车辆应有
Ft max Wf
La L
Mg cos hg
L
Ft
max
Fr
dV dt
3600g GVa
[ Pt
1
(P
f
Pw )]
i
3600
GVo
[ Pt
1
(
Pf
Pw )]
利用功率平衡图求最高车速时，Pt应取连续功率曲线上的点求取加速度，求最大爬坡度时，Pt 可以取持续1～5分钟工作的功率曲线上之点。
电传动车辆的动力性 电传动车辆动力性计算简便方法
车辆起步加速时间计算
M
FG
D
C :离合器
D : 差速器
FG : 固定速比变速箱
GB: 变速箱
M : 电机
车辆电传动系统的构造和工作原理 车辆电传动的结构形式
FG M
M
C :离合器
FG
D : 差速器
FG : 固定速比变速箱
GB: 变速箱
M : 电机
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动的结构形式
FG M
C :离合器
制动 踏板
电动驱动子系统
车轮
电子控制器 功率转化器
电机
机械传动装置
加速踏板
车轮
能量管理系 统
能量源
能量单元 能源子系统
辅助动力 源
动力转向 单元
方向盘
温度控制单 元
辅助子系统
车辆电传动系统的构造和工作原理 纯电动车辆传动系统
电动轮型传动系统
车辆电传动系统的构造和工作原理 纯电动车辆传动系统
直流电动机驱动系统
FC P
B
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动的能源结构形式
B
P CP
超高速飞轮是具有高比功率和高效制动能量回收能力 的储能器。超高速飞轮与具有两种工作模式（电动机 和发电机）的电机转子相结合，能够将电能和机械能 进行双向转换。所选用的蓄电池应能提供高比能量。 飞轮最好与无刷交流电机结合使用，在蓄电池和飞轮 之间加一个AC/DC转换器。
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动系统
制动踏板 加速踏板
电驱动子系统
电子控制器
三相PWM 转换器
车轮
三相感应电 机
固定速比变速 器和差速器
车轮
能量管理系 统
镍氢电池
辅助动力 源
动力转向 系统
方向盘
蓄电池充电 器
冷风和暖气
能源子系统
辅助子系统
交流电源
车辆电传动系统的构造和工作原理 车辆电传动的结构形式
M FG
D : 差速器 FG : 固定速比变速箱 GB: 变速箱
M : 电机
车辆电传动系统的构造和工作原理 车辆电传动的结构形式
M
C :离合器
D : 差速器
FG : 固定速比变速箱
M
GB: 变速箱
M : 电机
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动的能源结构形式
BP
两种不同的蓄电池，其中一种能提供 高比能量，另外一种提供高比功率
引起轮胎在地面上的自旋），它通常以铅垂方向载荷和路面附着系数μ的乘积方 式给出。因此，对前轮驱动的车辆应有
Ft max Wf
Lb L
Mg cos hg
L
Ft max
Fr
1
rd hg
Mg cos Lb fr hg rd
Ft max
L
1 hg
L
电传动车辆的动力性
动力学方程
后轮驱动的车辆应有
车辆电传动系统的构造和工作原理 纯电动车辆传动系统
交流电动机驱动系统
车辆电传动系统的构造和工作原理
车辆电传动系统
制动 踏板
电动驱动子系统 电子控制器 功率转化器
加速踏板
电机
车轮 机械传动装置
车轮
能量管理系 统
能量源
辅助动力 源
动力转向 单元
方向盘
能量单元
温度控制单 元
能源子系统
辅助子系统
能源
等速百公里燃油消耗曲线
工况燃油经济性
美国环境保护局EPA综合燃油经济性：MPG
综合燃油经济性＝
1
＋
1
0.55
0.45
城市循环燃油经济性 公路循环燃油经济性
电传动车辆的燃料经济性
汽车燃油经济性计算
等速燃油经济性：
Qt
P ebe ne ,Te
367.1
Qs
P ebe ne ,Te
1.02ua
FW
1 2
Af CD V
VW
电传动车辆的动力性
车辆受力分析
爬坡阻力 当车辆爬坡或下坡时，其重量将产生一个始终指向下 坡方向的分力，如图2-8所示。这一分力不是阻碍（上 坡时）就是辅助（下坡时）向前的运动。在车辆性能 分析中，现仅考虑上坡时的运行状态。由路面坡度所 产生的力通常称为爬坡阻力
Fg Mg sin
Ft max Wf
La L
Mg cos hg
L
Ft
max
Fr
1
rd hg
Mg cos La fr hg rd
Ft max
L
1 hg
L
汽车行驶的附着条件与附着率
地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力，在硬路面上它与驱动轮法向反作 用力FZ成正比，常写成
FX max F FZ
2-5（a）所示，可表达为
Tr Pa
电传动车辆的动力性
车辆受力分析
为保持车轮转动，作用于车轮中心的力F应与滚动阻 力矩相平衡，即此力应为
F
Tr rd
Pa rd
Pf r
滚动阻力矩可通过这一等效力F表示，即定义为滚动阻力Fr
Fr Pfr
电传动车辆的动力性
车辆受力分析
空气阻力
根据空气动力学原理，汽车在行驶过程中，由于空气动力的作用，在汽车行驶方向 上作用于汽车上的分力被称为空气阻力，空气阻力又分为压力阻力和摩擦阻力两部 分。 空气阻力是车速V、车辆迎风正面的面积Af、空气密度ρ和车辆形状的函数。空气阻 力可表达为
电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下以一定的行驶工况，能连续行驶 的最大距离，单位为km.