某混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)主要部件的設(shè)計計算案例動力系統(tǒng)總成設(shè)計要求如表2-1表2-1混動汽車設(shè)計要求1.1發(fā)動機參數(shù)設(shè)計設(shè)計發(fā)動機的參數(shù)要分為三種工況分別計算：最高車速、最大爬坡度以及加速時間。（1）發(fā)動機滿足并聯(lián)混合動力汽車的最高車速的發(fā)動機功率，應(yīng)用的表達式為：（2-1）其中：發(fā)動機最大功率（kW）；傳動效率，90%；重力加速度，9.8m/s2；滾動阻力系數(shù)，取；空氣阻力系數(shù)，取0.3；汽車迎風(fēng)面積2.3m2；汽車半載時的質(zhì)量，1500kg。代入最高車速180km/h，得Pmax1=70.48kW。(2)從加速時間考慮計算，汽車在水平路面加速起步，計算公式如下：（2-2）其中：x擬合系數(shù)，取0.5；V：t時刻的車速；為t時刻的瞬時車速；為加速時間。在t時刻汽車的加速度為：（2-3）因此在t時刻，有（2-4）式中：Pmax2為發(fā)動機最大功率kW；傳動效率，取90%；汽車半載時的質(zhì)量，1500kg；旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，1.05；取9.8m/s2；滾動阻力系數(shù)，取；空氣阻力系數(shù)，取0.3；汽車迎風(fēng)面2.3m2；-加速時間12.6s時的速度100km/h。又有：,將t=12.6,x=0.5代入其中得：代入以上數(shù)據(jù)，可得：68.47kW。(3)考慮最大爬坡度的發(fā)動機功率的計算公式:（2-5）式中：發(fā)動機最大功率；爬坡速度，取30km/h；傳動效率，90%；汽車滿載質(zhì)量，1670kg；取9.8m/s2；滾動阻力系數(shù)，??；汽車爬坡度，取60%；-空氣阻力系數(shù)，取0.3；-汽車迎風(fēng)面積2.3m2。代入數(shù)據(jù)得：66.29kW且發(fā)動機功率須滿足，70.48kW。考慮額外損失功率:，=77.526~83-576kW。所以發(fā)動機最大功率取值為80kW。最大功率通常為1.5倍額定功率，經(jīng)過對比選擇榮威350發(fā)動機，則選擇的發(fā)動機參數(shù)如表2-2。表2-2發(fā)動機參數(shù)表1.2電動機參數(shù)設(shè)計電動機在這個系統(tǒng)里有很重要的作用，它可以為汽車提供一個能量轉(zhuǎn)換的功能，它可以把電池里面的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力也就是機械能。電機的匹配原則應(yīng)該滿足：經(jīng)濟性包括制造成本和油耗的控制；另一方面，應(yīng)該滿足設(shè)計的性能要求如啟動和電機單獨運行的標(biāo)準(zhǔn)。1.2.1電動機性能的比較查閱資料可得混合動力常用電動機性能如下表。表2-3電動汽車電動機性能比較表結(jié)合表格中的性能分析考慮，選擇永磁同步電動機。1.2.2電動機參數(shù)的設(shè)計 （1）電動機最高車速時的電動機功率計算公式如下：（2-6）其中：Pmax1電動機的最大功率（kW）；傳動效率，取90%；A迎風(fēng)面積2.3m2；ma半載質(zhì)量，取1500kg；代入最高車速180km/h，求得功率Pmax1=70.48kW。（2）按最大爬坡度是的功率計算，公式如下:（2-7）其中發(fā)動機最大功率；爬坡速度，30km/h；傳動效率，取90%；汽車滿載質(zhì)量，1670kg；重力加速度9.8m/s2；汽車爬坡度，取為60%；汽車迎風(fēng)面積2.3m2。將以上數(shù)據(jù)代入公式可得：66.29kW最大功率為70.48kW，電機額定功率與最大功率滿足：，λ為過載系數(shù)此處為1.5，所以額定功率值為47kW。(3)電機最大轉(zhuǎn)速。公式為：式中：r：車輪滾動半徑；：變速器傳動比；：主減速器傳動比；=180km/h。根據(jù)分析初選3.94，0.94，r=0.3m，代入得5894r/min,最大車速對應(yīng)電動機轉(zhuǎn)速的95%，則電動機最大轉(zhuǎn)速取值為6000r/min。（4）電動機額定轉(zhuǎn)矩。計算公式如下：（2.8）（2.9）式中Tn為額定轉(zhuǎn)矩，為額定轉(zhuǎn)速代入數(shù)據(jù)得4200r/min，86.4N·m，，最大轉(zhuǎn)矩為130.5N·m。電動機具體數(shù)據(jù)如下：表2-4電動機參數(shù)表1.3電池參數(shù)設(shè)計對蓄電池的主要要求有，具有較高的比能量，良好的性能和安全性、較低的成本和環(huán)境污染。電池的額定能量可以用下式求得：（2-10）（2-11）（2-12）W電池額定總能量，kWh；以速度v行駛時電機功率，kW；以速度v行駛距離S的時間，h；行駛距離，km。設(shè)純電動平均車速50km/h，續(xù)航里程120km，求得電池額定總能量13-8Wh。初選為15kWh。電池的額定容量Q滿足以下公式：（2-13）電壓取值選定為300V，代入得Q=50Ah。列表如下：表2-5電池參數(shù)表1.4傳動系統(tǒng)傳動比計算查資料，選擇本次設(shè)計主減速器的傳動比為3.94，變速器設(shè)置兩個檔位。2.3-1二檔傳動比設(shè)計根據(jù)汽車?yán)碚摚?（2-14）式中：，最高車速180km/h；r輪胎半徑取0.3m；發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速rpm；i0主減速器比3.941。代入數(shù)據(jù)得=0.942.3.2一檔傳動比設(shè)計由汽車?yán)碚撝?2-15)式中：變速