淺析乘用車動(dòng)力性計(jì)算

衛(wèi)黨輝 孫惠記

摘 要：對(duì)于乘用車來(lái)說(shuō)，動(dòng)力性是最基本的性能要求之一，動(dòng)力性指標(biāo)的好壞直接決定著乘用車駕乘品質(zhì)，因此對(duì)于動(dòng)力性計(jì)算必須給予高度重視。本文以某款插電式混合動(dòng)力乘用車型為例，較為系統(tǒng)的說(shuō)明了乘用車動(dòng)力性計(jì)算的要點(diǎn)及步驟，既是作者對(duì)于自身工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，也可以為廣大汽車設(shè)計(jì)工作人員提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：乘用車;動(dòng)力性;駕乘品質(zhì)

1 動(dòng)力性定義

汽車動(dòng)力性是指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)所能達(dá)到的平均行駛速度，是汽車的基本性能之一，汽車行駛過(guò)程中所受到的縱向外力（滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力）是直接決定因素。

2 動(dòng)力性指標(biāo)計(jì)算

動(dòng)力性指標(biāo)通常包括最高車速、加速性能指標(biāo)、爬坡能力指標(biāo)三部分內(nèi)容。下文以某HEV車型為例，對(duì)動(dòng)力性指標(biāo)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行分析。

式中各個(gè)參數(shù)的含義：Ft，驅(qū)動(dòng)力;Ff，滾動(dòng)阻力;Fw，空氣阻力;Fi，坡道阻力;Fj，加速阻力;Tt，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，單位為N·m;io，主減速器速比;ηT，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械效率;rd，車輪滾動(dòng)半徑，單位為m;m，汽車計(jì)算載荷工況下的質(zhì)量，單位為kg;g，重力加速度，單位為m/s2;f，滾動(dòng)阻力系數(shù);α，道路坡角，單位為rad;CD，空氣阻力系數(shù);A，迎風(fēng)面積，單位為m2;ua，汽車行駛速度，單位為km/h。δ，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù);，汽車行駛加速度，單位為m/s2。

平衡方程表明了電動(dòng)汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力和外界阻力之間相互關(guān)系的普遍情況，當(dāng)電機(jī)的扭矩特性、減速器的減速比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、空氣阻力系數(shù)、汽車迎風(fēng)面積及汽車質(zhì)量等初步確定后，便可利用此式分析在附著良好的典型路面上（混凝土、瀝青路面）的行駛能力，即可確定電動(dòng)汽車可能達(dá)到的最高車速、加速能力及爬坡能力。

2.1 最高車速計(jì)算

由此可以得出車速ua與電動(dòng)機(jī)Tt之間的關(guān)系，已知電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，利用作圖法，可以計(jì)算出電動(dòng)汽車在12%的坡道上行駛時(shí)的最大車速。

3 計(jì)算結(jié)果分析

某HEV車型的基本參數(shù)見表1，根據(jù)前面提及的計(jì)算方法，可以得到某 HEV車型整車的動(dòng)力性能曲線圖及相關(guān)的動(dòng)力性能指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果。

3.1 最高車速計(jì)算結(jié)果

在驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖圖1中，可以求出驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的車速為最高車速，即車輛能穩(wěn)定行駛的最高車速為138km/h，最高穩(wěn)定車速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力為1149kN。

3.2 加速性能計(jì)算結(jié)果

某HEV車型由起步加速時(shí)間如上圖2所示，原地起步加速到50km/h的為6s，由50km/h加速到80km/h所需要的時(shí)間為5s。

3.3 爬坡能力計(jì)算結(jié)果

由圖3可知，某 HEV車型的最大爬坡度為25%，4%坡道的最高爬坡車速為100km/h，12%坡道的最高爬坡車速為60km/h。

4 結(jié)束語(yǔ)

通常乘用車的動(dòng)力性包含最高車速、加速時(shí)間、最大爬坡度三項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)于純電動(dòng)乘用車以及HEV車型，依據(jù)GB/T 18385的標(biāo)準(zhǔn)要求除了要計(jì)算最大爬坡度之外，還要計(jì)算4%、12%的爬坡度對(duì)應(yīng)的車速是否符合要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3]GB/T 18385《電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》，2017.