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摘 要：随着人们生活水平的提高，城市中汽车的保有量连年递增。虽然汽车给人们的日常出行带来了极大的便利，但是所造成的大气污染问题也越来越严重。当前，以纯电动汽车为代表的新能源汽车备受社会各界的关注，它不仅减少了对城市环境的污染，而且有效的解决了石油资源短缺的问题。本文将简单介绍纯电动汽车的驱动系统，针对其设计方案展开分析，旨在推动纯电动汽车的发展。
关键词：纯电动汽车;驱动系统;设计分析
进入到21世纪以来，能源危机和环境污染是人类社会发展面临的两大难题。对于汽车行业而言，节能减排是未来汽车的主要发展方向。相比较和传统的燃油汽车，纯电动汽车具有减少石油消耗、无污染等优点，备受人们的青睐。丰田、比亚迪、蔚蓝等汽车公司都相继推出了纯电动汽车。因此，研究分析纯电动汽车驱动系统设计具有重要的现实意义。
1 纯电动汽车驱动系统概述
作为纯电动汽车的主要驱动系统，电机驱动系统主要由控制模块、车载电池模块以及辅助模块等部件组成。电机驱动系统质量的好坏，关系着整个电动汽车的动力性能优劣。当前，在纯电动汽车设计阶段，其驱动系统还存在续航里程短、使用寿命不足、制造成本较高等问题需要解决。因此，在对纯电动汽车驱动系统进行设计时，应满足以下要求：（1）具有较好的起步、加速和爬坡能力，采用新材料降低驱动系统的整体质量，通过轻量化的发展提高电机的使用寿命和负载能力。（2）提高驱动电机的电压，以缩小电动机的整体体积，降低逆变器工作电流，达到提高整个驱动系统的安全性的目的。（3）采取有效的設计手段降低驱动系统的能力损耗，实现制动能力的二次回收利用，以增大车辆的续航能力。（4）简化驱动系统电机的整体结构，以降低纯电动汽车的维修费用。
2 纯电动汽车驱动系统的设计分析
2.1 驱动系统设计的流程
在进行纯电动汽车驱动系统设计时，首先需要根据纯电动汽车的动力性能要求，基于其最高车速工况下计算电动汽车的行驶阻力，然后对驱动电机、传动机构进行科学合理的设计，最后使用CRUISE软件建立相关的模型，核对纯电汽车的驱动系统设计是否满足了纯电汽车的车速、爬坡度、加速性能等要求。具体的设计流程如下图所示。
纯电动汽车驱动系统的设计流程图
2.2 电动机性能参数的确定
本文以某纯电动汽车为例，该汽车的车辆最大质量（m）为1350kg，在行驶过程中，其迎风面积约（A）为2.27m，轮胎的滚动半径为29cm，空气阻力系数以及滚动阻力系统数分别0.4、0.016。
（1）首先根据电动汽车的风阻系数的最高车速125km/h，对电机的额定功率进行计算，利用公式Pm=1ηt（mgf3600Vmax+CDA76140V3max），得出电动汽车的电机额定功率应为34.06kW。
（2）结合电机的额定功率，对本车辆的爬坡、加速度等性能进行计算，最终计算得出本电动汽车的驱动电机的相关参数如下表所示。
2.3 传动机构的设计
对于纯电动汽车而言，影响其动力性和经济型的重要因素之一就是传动比。如果电动汽车驱动系统的传动比过大，其动力性虽然表现较好，但整体造价成本较高，经济型较差;反之传动比越小，动力表现越低，整体造价也就越便宜。因此，在进行传动结构设计过程中，应首先确定电动汽车的传动比。
（1）本电动汽车的驱动电机本身无需离合器就可以带动负载启动，且采用无级调速控制，因此在设计过程中，减少了离合器、变速器等传统的传动机构件，而是利用减速器、差速器以及驱动轴来实现电机向车轮的动力传递。
（2）在对传动比计算时，其上限受到驱动电机最高转速以及车轮半径的影响，而下限则受到最大爬坡阻力以及驱动电机的最高转速时所对应的扭矩影响。综合以上因素，并结合驱动电机的参数，最终计算纯电动汽车的传动比为3.5。
2.4 驱动系统的分析
为了进一步验证纯电动汽车驱动系统设计的合理性，本案采用了CRUISE软件对电动汽车基于满载工况下的性能进行了仿真分析。通过仿真结果分析可知，基于循环工况下，纯电动汽车的最高车速为128km/h，满足电动汽车的设计要求。而基于满载工况之下，电动汽车的爬坡度大于30%，从0加速到100km/h所需要的时间约为14.7秒，均满足电动汽车的相关设计标准要求。
3 结语
综上所述，为了改善环境污染，节约能源消耗，具有清洁物无污染、低能耗优点的电动汽车势必成为未来人们出行的首选。作为纯电动汽车的核心组成部分，驱动系统的性能高低，关系着纯电动汽车的整体性能高低。因此，相关工作者应当重视自身专业素质能力的提升，不断的应用新技术、新材料来优化纯电动汽车的驱动系统，在提高其性能和使用寿命的基础上，降低设计和制造成本，推动电动汽车未来发展。
参考文献：
[1]尹红彬，王越，尤迪.纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析[J].农业装备与车辆工程，2014，52（6）：51-53.
[2]纯电动汽车动力系统匹配设计与仿真研究[D].兰州理工大学，2014.
[3]孙建强.纯电动微型汽车动力系统设计研究[D].青岛理工大学，2013.
[4]孙文，王军年，王庆年，等.电动轮驱动系统结构设计与仿真研究[J].汽车工程，2016，38（3）：330-336.
关键词：纯电动汽车;驱动系统;设计分析
进入到21世纪以来，能源危机和环境污染是人类社会发展面临的两大难题。对于汽车行业而言，节能减排是未来汽车的主要发展方向。相比较和传统的燃油汽车，纯电动汽车具有减少石油消耗、无污染等优点，备受人们的青睐。丰田、比亚迪、蔚蓝等汽车公司都相继推出了纯电动汽车。因此，研究分析纯电动汽车驱动系统设计具有重要的现实意义。
1 纯电动汽车驱动系统概述
作为纯电动汽车的主要驱动系统，电机驱动系统主要由控制模块、车载电池模块以及辅助模块等部件组成。电机驱动系统质量的好坏，关系着整个电动汽车的动力性能优劣。当前，在纯电动汽车设计阶段，其驱动系统还存在续航里程短、使用寿命不足、制造成本较高等问题需要解决。因此，在对纯电动汽车驱动系统进行设计时，应满足以下要求：（1）具有较好的起步、加速和爬坡能力，采用新材料降低驱动系统的整体质量，通过轻量化的发展提高电机的使用寿命和负载能力。（2）提高驱动电机的电压，以缩小电动机的整体体积，降低逆变器工作电流，达到提高整个驱动系统的安全性的目的。（3）采取有效的設计手段降低驱动系统的能力损耗，实现制动能力的二次回收利用，以增大车辆的续航能力。（4）简化驱动系统电机的整体结构，以降低纯电动汽车的维修费用。
2 纯电动汽车驱动系统的设计分析
2.1 驱动系统设计的流程
在进行纯电动汽车驱动系统设计时，首先需要根据纯电动汽车的动力性能要求，基于其最高车速工况下计算电动汽车的行驶阻力，然后对驱动电机、传动机构进行科学合理的设计，最后使用CRUISE软件建立相关的模型，核对纯电汽车的驱动系统设计是否满足了纯电汽车的车速、爬坡度、加速性能等要求。具体的设计流程如下图所示。
纯电动汽车驱动系统的设计流程图
2.2 电动机性能参数的确定
本文以某纯电动汽车为例，该汽车的车辆最大质量（m）为1350kg，在行驶过程中，其迎风面积约（A）为2.27m，轮胎的滚动半径为29cm，空气阻力系数以及滚动阻力系统数分别0.4、0.016。
（1）首先根据电动汽车的风阻系数的最高车速125km/h，对电机的额定功率进行计算，利用公式Pm=1ηt（mgf3600Vmax+CDA76140V3max），得出电动汽车的电机额定功率应为34.06kW。
（2）结合电机的额定功率，对本车辆的爬坡、加速度等性能进行计算，最终计算得出本电动汽车的驱动电机的相关参数如下表所示。
2.3 传动机构的设计
对于纯电动汽车而言，影响其动力性和经济型的重要因素之一就是传动比。如果电动汽车驱动系统的传动比过大，其动力性虽然表现较好，但整体造价成本较高，经济型较差;反之传动比越小，动力表现越低，整体造价也就越便宜。因此，在进行传动结构设计过程中，应首先确定电动汽车的传动比。
（1）本电动汽车的驱动电机本身无需离合器就可以带动负载启动，且采用无级调速控制，因此在设计过程中，减少了离合器、变速器等传统的传动机构件，而是利用减速器、差速器以及驱动轴来实现电机向车轮的动力传递。
（2）在对传动比计算时，其上限受到驱动电机最高转速以及车轮半径的影响，而下限则受到最大爬坡阻力以及驱动电机的最高转速时所对应的扭矩影响。综合以上因素，并结合驱动电机的参数，最终计算纯电动汽车的传动比为3.5。
2.4 驱动系统的分析
为了进一步验证纯电动汽车驱动系统设计的合理性，本案采用了CRUISE软件对电动汽车基于满载工况下的性能进行了仿真分析。通过仿真结果分析可知，基于循环工况下，纯电动汽车的最高车速为128km/h，满足电动汽车的设计要求。而基于满载工况之下，电动汽车的爬坡度大于30%，从0加速到100km/h所需要的时间约为14.7秒，均满足电动汽车的相关设计标准要求。
3 结语
综上所述，为了改善环境污染，节约能源消耗，具有清洁物无污染、低能耗优点的电动汽车势必成为未来人们出行的首选。作为纯电动汽车的核心组成部分，驱动系统的性能高低，关系着纯电动汽车的整体性能高低。因此，相关工作者应当重视自身专业素质能力的提升，不断的应用新技术、新材料来优化纯电动汽车的驱动系统，在提高其性能和使用寿命的基础上，降低设计和制造成本，推动电动汽车未来发展。
参考文献：
[1]尹红彬，王越，尤迪.纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析[J].农业装备与车辆工程，2014，52（6）：51-53.
[2]纯电动汽车动力系统匹配设计与仿真研究[D].兰州理工大学，2014.
[3]孙建强.纯电动微型汽车动力系统设计研究[D].青岛理工大学，2013.
[4]孙文，王军年，王庆年，等.电动轮驱动系统结构设计与仿真研究[J].汽车工程，2016，38（3）：330-336.