1）传动机构 由于驱动电机可以带负载起动，无需离合器， 同时，由于驱动电机采用无级调速控制，因此也不 需要变速器。 本设计省去传统传动机构中的离合 器、变速器，驱动电机通过减速器、差速器和驱动 轴相连，向车轮传递动力，传动机构原理图如图 2 所示。
图 1 电动汽车驱动系统设计流程 Fig．1 Drive system design process of electric vehicle
（3）
ua
式 中 ：i— ——传 动 比 ；nmax — ——驱 动 电 机 最 高 转 速 ；
r— ——车轮半径。
为满足爬坡性能需求， 传动机构传动比下限
应满足
i≥ Fmax r
（4）
ηT Tmax
式中：Fmax— ——最 大爬坡阻力 ；Tmax— ——驱 动 电 机 最
高转速时对应的扭矩。
由式（3）、式（4）计算可得传动比 ，本设计，电
的要求，峰值功率为
Pmax =λPe
（2）
图 2 传动机构原理 Fig．2 Transmission mechanism schematic
2）传动比确定
在电机输出特性一定时，电动汽车传动比的选
择依赖于整车的动力性能指标，为满足电动汽车最
高车速行驶工况，传动机构传动比上限应满足
i≤ 0.377nmax r
Yin Hongbin1， Wang Yue 2， You Di2 （ 1． Shandong Tangjun Ouling Automobile Manufacture Co．，Ltd． ， Zibo City， Shandong Province 255100， China；
2． Shandong University of Technology， Zibo City， Shandong Province 255100， China） ［Abstract］ The drive motor parameters， transmission of power system were designed based on the drive power demand of electric vehicle at maximum speed． Climbing performance， initial acceleration performance， maximum velocity running performance of pure electric vehicle were analyzed based on the drive system model， which was established by AVL－CRUISE． The analysis results show that the electric vehicle power system is to meet the demand of pure electric vehicle． Design approach is reasonable． ［Key words］ pure electric vehicle； power system design； AVL－CRUISE simulation
4 结论
AVL-Cruise 软件仿真结果表明：本设计电动 汽车最高转速、爬坡能力、加速性能均符合设计要 求。 采用最高车速下的功率需求来计算驱动电机 额定功率需求， 利用驱动电机过载系数对加速工 况和爬坡工况下的驱动电机峰值功率进行估算， 然后采用 AVL-CRUISE 软件对最高车速、爬坡性 能和加速性能进行校核的设计方法是合理的。
丰田开发身体状况监测系统
最近丰田开发了一种利用方向盘应对驾驶员 身体状况突变的技术， 这种技术是利用汽车方向 盘测量驾驶员的心电和脉搏， 监测驾驶员身体状 况发生突变前的预兆性体征，进而避免交通事故。
丰田所做的调研显示， 驾驶过程中猝死的原 因中，人体循环系统突变的比例占到 80％以上。 而 应对人体循环突变的关键， 是掌握自律神经系统 的活动。 这种神经不受意识的控制，对我们身体的 各个内脏器官进行调控，其本身具有一定节奏。 对 其进行监测可更早感知身体有可能发生的突变。
由式（1）计算得驱动电机额定功率为 19.8 kW， 过载系数取 2，由式（2）可得驱动电机峰值功率为 39.6 kW。
本设计，驱动电机工作电压 320 V，额定功率 20 kW，峰值功率 40 kW，额定转速 3 000 r/min，最 高转速 8 000 r/min，峰值扭矩 127.5 N·m。 2.3 传动机构设计
图 3 电动汽车最高车速 Fig．3 Maxmium vilocity of electric vehicle
图 4 电动汽车满载爬坡特性曲线 Fig.4 Full load climbing performance of electric vehicle
图 5 电动汽车满载加速能力曲线 Fig.5 Full load acceleration performance of electric vehicle
表 1 电动汽车基本参数和动力性能要求 Tab.1 Basic parameters and power performance
requirements of electric vehicle
名称 整车尺寸 ／ mm 整备质量 ／ kg 整车质量 ／ kg
轴距 ／ mm 滚动阻力系数
风阻系数 车轮滚动半径 ／ mm 最高车速 ／ (km/h) 0~100km/h 加速时间 ／ s
从图 3 看出，电动汽车在城市循环工况下，最 高车速为 128 km/h，最高车速符合设计要求。 从图 4 看出，电动汽车满载工况下，在 50 km/h 的车速 范围内， 爬坡度大于 30%， 爬坡能力符合设计要 求。 从图 5 看出，电动汽车 0~100 km/h 的加速时 间为 14.7 s，小于 15 s，加速能力符合设计要求。
2.2 驱动电机参数设计
目前永磁电机的峰值效率可达 95%~97%，驱
动转速可达到 4 000~10 000 r/min， 具有效率高、
功率密度大、转速范围宽的优势，是电动汽车驱动
电机的理想选择。
驱动电机额定功率应能满足电动汽车最高车
速需求。 驱动电机额定功率为
≥ ≥3
Pe
≥
1 ηT
mgfua + CD Aua 3 600 76 140
[4] 王志福, 张承宁. 电动汽车电驱动理论与设计 [M]. 北京: 机 械工业出版社, 2012.
[5] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
作 者 简 介 尹 红 彬 （1986— ），男 ，硕 士 ，研 究 方 向 ：电 动 汽 车 驱 动 系统及控制技术研究。 E－mail：bin52199＠163．com
尹红彬 1，王越 2，尤迪 2
（1. 255100 山东省 淄博市 山东唐骏欧铃汽车制造有限公司； 2.255049 山东省 淄博市 山东理工大学）
［摘要］ 基于纯电动汽车最高车速下的驱动功率需求，对其驱动系统的驱动电机参数、传动机构进行了设计，利
用 AVL-CRUISE 软件建立了纯电动汽车驱动系统模型，对电动汽车爬坡性能、起步加速性能和最高车速运行性
第 52 卷 第 6 期 V第ol．5522卷第No6． 6期
农业装备与车辆工程 AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
Hale Waihona Puke 2014 年 6 月 June 2014
doi：10．3969 ／ j．issn．1673－3142．2014．06．013
纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析
能进行了仿真分析，仿真结果表明，驱动系统可以满足电动汽车动力性需求，设计方法合理。
［关键词］纯电动汽车；驱动系统设计；AVL-CRUISE 仿真
［中图分类号］ U469．72
［文献标志码］ A
［文章编号］ 1673-3142(2014)06-0051-03
Design and Simulation of Drive System for Pure Electric Vehicle
参考文献
[1] 周 飞 鲲. 纯 电 动 汽 车 动 力 系 统 参 数 匹 配 及 整 车 控 制 策 略 研 究[D]. 长春：吉林大学，2013.
[2] 姬芬竹, 高峰, 周荣. 纯电动汽车传动系参数 匹 配 的 研 究[J]. 汽 车 科 技 ，2005.11(6):22-24.
[3] 赵云飞. 纯电动汽车动力系统参数匹配与性能优化研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2011.
0 引言
能源与环境危机是当今世界的两大难题，电 动汽车的发展是交通领域解决这两大难题的重要 方式，《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》中 明确指出将电动汽车作为新能源汽车的重要发展 方向。
电动汽车驱动系统的设计水平直接影响到电 动汽车的动力性、经济性，其设计的关键是驱动电 机功率的准确计算、 驱动电机与传动系统的参数 匹配问题[1－2]。 传统方法中，要分别计算电动汽车最 高车速、爬坡性能、加速性能下的功率需求，然后 根据最高车速下的功率需求确定驱动电机额定功 率， 以爬坡和加速工况下的功率需求确定峰值功 率，这种方法计算比较复杂，给设计者带来很多的 不便[3－4]。 最高车速虽然仅是动力性的一个指标，但 是它实质上也反映了电动汽车的加速能力与爬坡 能力[5]。 本设计中，采用最高车速下的功率需求来 计算驱动电机额定功率需求， 利用驱动电机过载
（1）
式 中 ：Pe— ——驱 动 电 机 额 定 功 率 ；ηT— ——传 动 系 统
效 率 ； m— ——整 车 质 量 ；g— ——重 力 加 速 度 ；f— ——
滚 动 阻 力 系 数 ；ua— ——最 高 车 速 ；CD— ——风 阻 系 数；A— ——迎风面积。