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电动汽车整车技术方案的设计

秦建军

【摘要】在电动汽车研发过程中,电动汽车整车技术方案的制定决定着整车动力性、

经济性、续驶里程、碰撞安全性、NVH等重要性能.为了明确如何有效制定电动汽

车整车技术方案,该文重点从电机电池和参数选型、人机方案制定、底盘系统和下

车身结构调整等方面出发,论述了电动汽车整车技术方案制定时应该确定的主要内

容和具体方法.通过对整车各关键系统技术方案的选择论证,可在满足整车各项性能

要求的同时,有效降低整车开发成本,缩短开发周期,并对后续各系统零部件的工程设

计具有重要的指导意义.

【期刊名称】《汽车工程师》

【年(卷),期】2019(000)006

【总页数】4页(P29-32)

【关键词】电动汽车;整车;技术方案;设计

【作者】秦建军

【作者单位】中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司

【正文语种】中文

越来越严格的油耗政策以及新能源鼓励政策促使我国新能源汽车尤其是纯电动汽车

不断发展。考虑到纯电动汽车相比传统燃油汽车质量大、续驶里程短、成本高等客

观劣势，在保证整车动力性、经济性、乘坐舒适性等性能的基础上，如何减轻纯电

动汽车的整车质量、提高其续驶里程以及减少百公里能耗、控制开发成本等问题成

为纯电动汽车开发中的重要课题。文章重点从电机和电池参数选型、人机方案制定、

整车平台衍变等角度出发，探讨纯电动汽车的整车技术方案设计，为纯电动汽车整

车工程目标的达成和后续零部件的工程设计奠定基础。

1电机和电池选型

1.1电机选型

1.1.1电机类型选择

从电动汽车的使用工况分析，要求其驱动电机能够适应频繁的启动/停车、加速/减

速工况，并要求在启动、低速行驶和爬坡时具有较大的驱动扭矩，高速行驶时具有

恒功率特性，同时具有较宽的调速范围，以满足整车动力性和经济性要求。

目前市场上纯电动汽车所搭载的电机大多采用永磁同步电机。从电机特性来看，永

磁同步电机具有体积小、质量轻等优点，在有效减小机舱布置空间的同时，能够减

轻整车质量，对提高整车动力性和经济性、增加整车续驶里程具有重要意义。除此

之外，永磁同步电机还具有以下优点：

1）效率高：永磁同步电机的磁场是由转子永磁体提供，从而避免通过励磁电流产

生磁场而导致励磁损耗；

2）调速范围大：由于是用永磁作为励磁磁场，因此调整电流与频率即可很大范围

调整电机的功率和转速；

3）发热小，密封性强，免维护；

4）外特性好，非常符合电动汽车的负载特性，尤其是永磁同步电机具有可贵的低

速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的起动和加速要求。

表1示出永磁同步电机与交流异步电机和开关磁阻电机的性能比较。

表1新能源汽车用交流电机的性能比较

[1]images/BZ_31_225_900_1241_975.pngimages/BZ_31_225_1022_1241_10

83.png一般9000～15000好4000～15

000images/BZ_31_225_1134_1241_1195.png一般＞15

000images/BZ_31_225_1248_1241_1309.png好一般好

images/BZ_31_225_1362_1241_1423.png功率密度转速范围/（r/min）可靠性

噪声和振动质量一般小轻好大轻

随着永磁同步电机的发展及广泛应用，其研发和使用成本也将不断降低，所以永磁

同步电机正逐渐成为纯电动汽车的主流电机之一。

1.1.2电机参数匹配

电动汽车驱动电机的参数主要包括峰值功率、额定功率、最高转速和额定转速。

驱动电机的功率直接影响着整车的动力性能，整车的动力性主要体现在整车的最高

车速、爬坡性能和加速性能三方面。所以，通常从最高车速、最大爬坡度以及加速

时间来确定电机的最大功率。

电动汽车以最高车速行驶时所消耗功率（Pv/kW）的计算[2]，如式（1）所示。

式中：vmax——最高车速，km/h；

η——传动系机械效率；

m——电动汽车整备质量，kg；

f——滚动阻力系数；

CD——空气阻力系数；

A——迎风面积，m2。

电动汽车爬上最大坡度所消耗功率（Pi/kW）的计算[2]，如式（2）所示。

式中：i——最大爬坡度，（°）；

v——爬坡速度，km/h。

电动汽车在水平路面上加速行驶所消耗的功率（Pj/kW）的计算[2]，如式（3）所

示。

式中：δ——汽车的旋转质量换算系数。