纯电动汽车动力性分解

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俄乌战争加剧了油价的上涨，越来越多的朋友都有购买电动汽车的想法，今天我们从技术上梳理下纯电动汽车整车动力性分解到动力系统目标的思路，欢迎大家一起进行探讨。

油价上涨

首先，我们会拿到整车的动力性要求，涉及基本的参数有加速时间、最高车速、爬坡性能等；也有些厂家有其他的补充性要求，这里就不展开了。

整车动力性能目标

汽车动力性公式如下，其中的阻力系数Af、Bf、Cf、坡度角l、车辆质量Mf、轮胎半径R是整车输入的已知参数，即便如此，由于驱动电机的外特性特定，我们无法锁定驱动电机外特性的峰值扭矩到峰值功率的转折点，也就意味着Tmax并非唯一解，并且Tmax与电机转速（等效车速V）和峰值功率之间存在高度耦合的情况，整个方程解答将会是高阶多变量方程，我们很难算出答案。

汽车阻力方程

一、整车动力性->电驱系统性能

1. 加速性

如何解决多耦合方程的问题，我们可以借助科技的力量，反向进行求解计算，由于计算机有着极其快的计算速度，我们可以设定纯电驱系统外特性的峰值扭矩和峰值功率的取值范围，然后利用计算机编程（Labview示例）完成每种组合下的加速时间，可以得到加速时间的矩阵表，如下图。

软件编程

加速时间矩阵

其中蓝色行为峰值功率，黄色列为峰值扭矩，白色二维矩阵为组合下的加速时间。为了便于查看，可再利用Matlab工具来进行图形化展示。

加速时间等高线

可以看出，每条曲线就是加速时间一致的等高线，那么其中标识的红色曲线就是整车要求的加速时间边界，理论上说，此条曲线右上区域的组合都可满足加速时间要求。

2. 最高车速

最高车速

最高车速这里需要得出两个值，一是电驱系统的最高转速边界，二是电驱系统的额定功率，用以维持整车最高时速（半小时）的最小功率。

3. 爬坡能力

爬坡能力

根据整车定义，可采用满载方式代入公式计算得到满足爬坡性能的最低轮端扭矩。

将上述边界汇总，可以得到如下结论：

峰值功率扭矩边界

峰值功率扭矩范围

基于此次分解，我们可以有多重电驱系统组合，在项目前期，可将此边界作为技术要求与供应商进行进一步的技术方案交流。

二、电驱系统性能->电机+电池

1. 电机系统

根据技术交流了解当前电机系统的产品分布以及电驱系统动力需求综合考虑，得出减速器速比范围：

电驱动系统选型

目前市场主流半导体器件为IGBT和MOSFET，鉴于二者功率使用分布，选择IGBT作为成熟产品的零件（目前SiC等新零件可供选择，取决于产品策略）。

IGBT MOSFET 容量分布

IGBT MOSFET 工作电压范围

电压平台范围

2. 电池系统

电池的功率需求以及电压平台基本确定，根据续航需求，可得出能量需求，从而给出电池系统的开发技术边界。关于续航边界的分析在另一篇中展开。