驱动力曲线图的作用

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驱动力曲线图的作用

EV技研

公众号EV技研作者19002019/08/21电动汽车 IP:北京

车辆动力性能一目了然

通过制作完成的驱动力曲线图，可以一目了然地掌握车辆的动力性能。找到驱动力与行驶阻力的交点，就可以得知任意坡度下的最高速度。另外，任意速度下的行驶阻力与驱动力的差叫做剩余驱动力——施加在车辆上，让车辆加速的力。因此，剩余驱动力越大，车辆加速性能越好。剩余驱动力为 Fr（N），车辆质量为 Wt（kg）时，车辆的加速度 a（m/s2 ）为

图1

图2
因为其没有考虑旋转部件的转动惯量。一般情况下，对于车辆整体质量，零部件转动惯量的影响很小，。

通过驱动力曲线图确定高压电气设备的规格

本文以 Vbat = 96V 的电机特性为例进行分析。如图 3所示，当 Vbat =96V 时，车辆在平地的最高速度为 110km/h 左右。这对我们计划制作的车辆来说似乎太高了。因此，我们在图 3 中增加了 Vbat =72V 的曲线。当 Vbat =72V 时，

图3
车辆在平地的最高速度也可以超过 90km/h。从车辆的使用方面来看，也一样属于超速。另外，车辆的使用环境中几乎没有很陡的坡道。这样，可能需要减小电机电流的最大值做进一步分析。电源电压与电机电流的最大值决定了电机控制器的规格。灵活运用驱动力曲线图，有助于选择最适合的零部件。

通过驱动力曲线图可以选择合适的控制器

如果已经确定了将要制作的 EV 的电机，就可以通过驱动力曲线图推算电机需要的电源电压和电机电流，进而可根据推算结果选择满足电机电压、电流的电机控制器。
（1）从明确标示输出电流容量的产品中选择从适用于电动自行车的小型控制器，到用于普通乘用车上的大型控制器，虽然种类繁多，但都可以网购买到。
选择直流无刷电机控制器时，最好选择明确标示了输出电流容量的控制器。因为控制器的输入电流（电池电流）与输出电流（电机电流）是绝对不相等的。其中的缘由如图 4 所示。

图4
直流无刷电机的端电压取决于电机电流与电机转速。为何与电机转速相关呢？转子转动时，电机会产生感应电压 Vemf。因此，电机转速是影响电机端电压的关键因素。电机控制器是一种功率变换器，电机转速越低，当电机端子电压＜电池电压时，电机电流＞电池电流。这与降压型 DC-DC 变换器使负载电流大于电源电流的原理是一样的。电机电流比电池电流大具体来说，电池电流 = 电机电流仅出现在图 5 中电机工作于电压极限的情况下，也就是 PWM 占空比为 100% 的时候。

图5
除此以外，电机总是工作在电池电压＞电机端电压的情况下。因此，几乎任何时候都是电池电流＜电机电流。网购的直流无刷电机控制器都标示了电流，但很多时候都未明确指出标示的电流究竟是输出电流，还是输入电流。直流无刷电机控制器几乎都是由六管三相逆变器构成的，这样的话，可以认为标示的电流是输出电流。进行电机控制器选型时，最好还是选择明确标示了输出电流（电机电流）的。Kelly Controls 公司生产的控制器不仅明确标示了输出电流，还可以分别调整输入电流和输出电流的极限值，这样的控制器用起来就比较放心。图 6 为 Kelly Controls 公司生产的控制器，