一種純電動校園巡邏車整車設(shè)計與性能仿真

于杰，王戰(zhàn)古

（山東理工大學(xué) 交通與車輛工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

1 整車參數(shù)與性能要求

純電動校園巡邏車的設(shè)計需充分考慮整車的參數(shù)和使用性能的要求，本文所涉及的校園巡邏車除電機(jī)和電池自主為開發(fā)安裝，車身、傳送系統(tǒng)及等其他附屬設(shè)備直接從廠家采購，相關(guān)參數(shù)和性能要求如表1所示：

表1 車輛參數(shù)與性能要求

2 巡邏車電機(jī)匹配

電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是電機(jī)匹配的三要素，也是決定巡邏車動力性的關(guān)鍵，為了沒滿足巡邏車使用性能的要求，在電機(jī)匹配時充分考慮巡邏車對于最大車速、最大爬坡度、加速性能的要求。

最高車速umax對應(yīng)的車輛功率需求Pv1為：

最大爬坡度am對應(yīng)的車輛功率需求Pv2為：

純電動汽車的電機(jī)的功率應(yīng)能同時滿足汽車對最高車速、加速度及爬坡度的要求, 并按照國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的電機(jī)功率等級要求，選取電機(jī)的額定功率為Pn=5kw。

峰值功率的確定可以根據(jù)車輛全力加速時的需求功率Pm計算得到，根據(jù)公式得：

轉(zhuǎn)矩計算方面，為滿足最大爬坡度的需求，電機(jī)的峰值扭矩計算公式為：

為滿足最大爬坡度的需求，電機(jī)的峰值扭矩取 TM=80 N·m，按2.5～3倍過載系數(shù)，所以電機(jī)的額定扭矩TN=27N·m。

3 巡邏車蓄電池匹配

考慮到校園電動巡邏車主要面向低價位電動車市場，所以選用鉛酸電池作為選擇對象。由于純電動車巡邏車常行駛于校園，因此續(xù)駛里程以180km計算。

設(shè)定為無風(fēng)狀態(tài)，在水平道路上等速行駛時，沒有坡道阻力和加速阻力，計算得到在上述狀態(tài)行駛所需的功率為：

4 cruise性能仿真

cruise是專門用于汽車動力性、能源經(jīng)濟(jì)性仿真的軟件，根據(jù)電動汽車參數(shù)和性能要求搭建校園純電動校園巡邏車的仿真模型如圖1所示，各性能仿真結(jié)果如圖2-4所示：

圖1 電巡邏車模型

圖2 最大爬坡度

圖3 最高車速

圖4 續(xù)駛里程

由仿真結(jié)果可以看出，續(xù)駛里程能夠達(dá)到184267m，最高車速能夠達(dá)到 46.7km/h，并且在 12s內(nèi)能夠加速到 35.5 km/h，爬坡度在在 20%以上(0～20km/h)，所以本次所設(shè)計的動力系統(tǒng)參數(shù)能夠滿足車輛的動力需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 張瓊,高松,王玉成,溫延兵,李博. 純電動大客車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真分析[J]. 山東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016, (01):12-17.