汽车动力学方程详解

汽车动力学方程详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Stephaenie/article/details/137004569

汽车动力学理论分析基础，先说结论：汽车驱动力等于汽车阻力。

汽车驱动力

纯电动汽车发动机输出转矩Ttq，经传动系传动至驱动轮，得到驱动力矩Tt，该力矩由地面切向反力Ft平衡，Ft就是驱动力。

其中：

• Ft：轮端驱动力
• Ttq：电机扭矩
• ig：变速箱（减速箱）速比
• i0：主减速器速比
• ηt：传动效率
• r：车轮半径

汽车阻力

汽车的行驶阻力分别来自轮胎在路面上滚动时的滚动阻力Ff、车身相对空气运动产生的空气阻力Fw、克服道路坡度的坡度阻力Fi、和用于自身加速的加速阻力Fj。即总的行驶阻力sum F = Ff + Fw + Fi + Fj。

滚动阻力

Ff = G * f

其中：

• G：整车的重力
• f：滚动阻力系数

滚动阻力系数f与轮胎结构、气压、道路状况和车速等有关。一般性分析时，认为f仅取决于道路状况。在常见的沥青或混凝土路面上，滚动阻力系数f大致在0.01-0.02之间。

空气阻力

空气阻力的计算公式为：

Fw = 0.5 * ρ * Cd * A * v^2

其中：

• Cd：空气阻力系数
• A：迎风面积（m^2）
• v：车速（km/h）
• ρ：空气密度

坡度阻力

坡度阻力Fi就是重力沿坡道向下的分量，很显然Fi=Gsinα。一般道路的坡度都不大，sinα≈tanα，而tanα就是坡度i，所以Fi=Gi。

加速阻力

加速阻力Fj是汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。汽车加速时，不仅平移质量（即整车质量）要加速，而且旋转质量（主要是车轮和发动机飞轮）也要加速，所以加速阻力比整车平移质量的惯性力要大。

其中：

• m：汽车质量（kg）
• du/dt：汽车的加速度（m/s^2）

汽车行驶方程式

汽车驱动力等于汽车阻力：

Ft = Ff + Fw + Fi + Fj

将公式展开为：

Ft = G * f + 0.5 * ρ * Cd * A * v^2 + Gi + m * du/dt