大学生电动方程式电机类型的选择 - SUSTC-XLAB/MiniFormulaE GitHub Wiki

电机类型的选择

1 轮毂电机

轮毂电机就是用电机直接驱动车轮，将电机安装在车 轮上，但是必须要使用多轮驱动方式以实现汽车的差速等 功能。轮毂电机驱动的方式使车身设计更加灵活，同时能 有效降低赛车质心，车轮转向角度大，最小转弯半径小。根 据结构的不同，轮毂电机可以分为内传子轮毂电机和外转 子轮毂电机两种。内转子轮毂电机需要通过与减速器连接 来驱动车轮，内转子轮毂电机转速高、扭矩相对较小。这种 驱动形式相对复杂，一般用于电机体积和质量要求较小的 车辆上，这种类型的电机比较难控制。外转子轮毂电机转 速较低，输出扭矩较大，结构简单，控制难度低，可以直接 驱动车轮。

（线束整体布置方案示意图）

2 驱动电机

市场上在售的车用驱动电机种类繁多，其性能也各不 相同，但是目前纯电动汽车所选用的驱动电动机主要有交 流电机、直流电动机、开关磁阻式电机以及永磁电机。各种 电机性能对比见表。 （电机性能对比表）

电机参数的计算

电动机的功率主要有电机额定功率和最大功率确定， 一般以车辆的最高行驶速度和车辆的最大爬坡度确定。在 大学生方程式汽车大赛中，主要是在平地进行比赛，因此 可以不考虑爬坡度的影响。 ①最高车速工况时单电机消耗功率为：

（最高车速工况时单电机消耗功率）

M—— —车重； g—— —重力加速度； f—— —滚动阻力系数； Vm—— —最高车速； CD—— —风阻系数； A—— —迎风面积； ηt—— —传动效率。 将总体设计的参数值带入该计算公式：可求出其电机 消耗功率为 7.2 kW。 ②加速工况时功率消耗为： 赛车加速工况要求，赛车由 0km/h 加速到 80km/h 需 在 5 秒钟内完成，当到达 80km/h 时，电机功率为峰值状 态，依此可以计算出加速阶段电机的平均功率为：

（加速阶段电机的平均功率）

Pmax——电机峰值功率； Pi——加速过程电机平均峰值功率； t——加速时间； Vm——末速度，即为最高车速。 将数据带入计算可得： Pi=26.5kW， 即 Pmax＞26.5kW。 ③电机平均功率计算： 根据赛事规则，经过查阅相关资料，结合历年来参赛 经验，车辆在动态赛耐久性测试中， V 为 55km/h 左右， P 为 15kW 左右（V-平均速度，P-平均功率）。在计算的时候 我们假设平均时速为 50km/h，而平均功率为 15kW 左右。 为了保证电机高效长时间运行，本电动赛车驱动电机额定 功率确定为 20～35kW 之间。 ④赛车转速和转矩确定： 根据赛车转速转矩公式，可推导出赛车电机的额定转 速、最高转速及转矩。

在上式中， T 是电机扭矩， r 是车轮半径。由于采用由 深圳大地和公司提供的 GLMP18L4 型电动机通过链条传 动系统将动力传输至后轮，传动比 i 为 3.42。电机的详细 参数为：a.P 为 30， pmax 为 60kW； b．T 为 120Nm； Tmax 为 240Nm； c．n 为 5000r/min， nmax 为 7500r/min； d．U 为 310V； e．η 为 95%； f．控制器效率为 95%。

reference 1.大学生方程式电动赛车电机_电池选型与匹配_叶升强

2.http://sports.sina.com.cn/f1/2014-09-10/21457328517.shtml

3.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1612942399754231147&wfr=spider&for=pc