CALCULATEUR DE MOTEUR, BATTERIE ET AUTONOMIE POUR VÉHICULE ÉLECTRIQUE

Conception du moteur

Entrez la géométrie, les matériaux et le bobinage d'un moteur à aimants permanents (BLDC ou PMSM) et l'outil calcule le couple, la puissance, la force contre-électromotrice et la tension/courant nominaux réalisables pour cette conception. Cet outil valide un moteur que vous avez déjà en tête plutôt que d'en concevoir un pour vous — choisissez D/L/entrefer/spires et découvrez ce qu'ils peuvent délivrer. Les topologies prises en charge sont uniquement à aimants permanents (BLDC/PMSM) ; les moteurs à induction, à reluctance commutée et à flux axial reposent sur une physique différente et ne sont pas modélisés ici.

Motor radial cross-section diagram showing bore diameter D, air gap g, magnet thickness h_m, pole pairs p, and stack length L

Type :

topologie du moteur

Refroidissement :

définit la densité de courant par défaut ci-dessous

Acier du noyau :

nuance d'acier des tôles magnétiques (pertes fer + densité)

Aimant :

nuance d'aimant du rotor (rémanence + comportement thermique)

paires de pôles

vitesse mécanique nominale, tr/min

diamètre d'alésage du stator, mm

longueur du paquet de tôles, mm

entrefer mécanique, mm

k_C:

Coefficient de Carter (correction d'encochage), valeur typique fixe

h_m:

épaisseur de l'aimant, mm

nombre de spires en série par phase

k_w:

facteur de bobinage

α_PM:

taux de couverture angulaire de l'aimant

A_wire:

aire de section du fil, mm²

densité de courant, A/mm² (valeur par défaut selon la classe de refroidissement)

T_op:

température de fonctionnement de l'aimant, °C

P_target:

puissance cible, W — à titre informatif, comparée à la puissance atteinte ci-dessous

k_peak:

rapport de surcharge de courte durée par rapport à la puissance continue

Résultats du moteur

τ_p:

pas polaire, mm

B_gap:

densité de flux dans l'entrefer, T

B_r:

rémanence de l'aimant, déclassée en température, T

Φ_m:

flux de pointe par pôle, mWb

ψ_f:

flux concaténé par phase, mWb

fréquence électrique, Hz

E_ph:

force contre-électromotrice par phase (RMS), V

V_line:

tension nominale entre phases, V — alimente le dimensionnement du pack batterie ci-dessous

K_t:

constante de couple, N·m/A

K_e:

constante de force contre-électromotrice, V·s/rad

I_rated:

courant de phase efficace nominal (RMS), A

couple atteint, N·m

puissance continue atteinte, W

P_peak:

puissance de pointe atteinte, W

P_core:

estimation des pertes fer, W — à titre informatif uniquement

m_motor:

estimation de la masse active + carter, kg

Marge :

% de marge de puissance par rapport à la demande en croisière (voir la section Autonomie) — une valeur négative signifie sous-dimensionné

Conception du pack batterie

Choisissez une chimie de cellule, ses caractéristiques, ainsi qu'une taille de pack cible. Le nombre de cellules en série est déduit de la tension nominale du moteur ci-dessus ; le nombre de branches parallèles est dimensionné selon la plus grande valeur parmi votre énergie cible, l'appel de courant continu du moteur ou son appel de courant de pointe — inutile de ressaisir la tension ou le courant du moteur ici.

Battery pack diagram showing N_s cells in series (voltage adds) by N_p strings in parallel (capacity adds)

Chimie :

définit les valeurs par défaut de la cellule ci-dessous

V_nom:

tension nominale de la cellule, V

V_max:

tension de pleine charge de la cellule, V

V_min:

tension de coupure de la cellule, V

Ah:

capacité nominale de la cellule, Ah

R_cell:

résistance interne de la cellule, mΩ

C_cont:

taux de décharge continue (C-rate)

C_peak:

taux de décharge de pointe/impulsionnelle (C-rate)

E_target:

énergie cible du pack, kWh

DoD:

fraction de profondeur de décharge utilisable

k_pack:

rendement d'intégration cellule-pack (surcoût BMS/refroidissement/structure)

Wh/kg:

densité d'énergie massique au niveau cellule, Wh/kg

η_ctrl:

rendement du contrôleur moteur/onduleur — également utilisé dans la section Autonomie ci-dessous

Résultats de la batterie

N_s:

nombre de cellules en série

N_p:

nombre de branches parallèles

Cellules :

nombre total de cellules

V_nom:

tension nominale du pack, V

V_max:

tension de pleine charge du pack, V

V_min:

tension de coupure du pack, V

Ah:

capacité du pack, Ah

Wh:

énergie nominale du pack, Wh

Wh_usable:

énergie utilisable après pertes liées à la profondeur de décharge (DoD) et à l'intégration, Wh — alimente la section Autonomie ci-dessous

R_pack:

résistance interne du pack, mΩ

I_cont,req:

courant continu demandé par le moteur, A

I_peak,req:

courant de pointe demandé par le moteur, A

I_cont,max:

capacité de courant continu du pack, A

I_peak,max:

capacité de courant de pointe du pack, A

V_sag:

chute de tension au courant de pointe, V

V_term:

tension aux bornes dans le pire cas au courant de pointe, V

m_pack:

estimation de la masse du pack, kg

Estimation de l'autonomie

La masse du véhicule ici est automatiquement ajoutée aux masses du moteur et de la batterie calculées ci-dessus. Une croisière à vitesse constante sur route plate est supposée ; le facteur de correction de type EPA et le crédit de récupération en conduite urbaine transforment l'autonomie théorique du modèle physique en une estimation plus réaliste.

Vehicle range diagram showing chassis mass, aerodynamic drag (drag coefficient and frontal area), rolling resistance at the wheels, and cruise speed

m_chassis:

masse du véhicule hors moteur et pack batterie, kg

C_d:

coefficient de traînée aérodynamique

surface frontale, m²

C_rr:

coefficient de résistance au roulement

vitesse de croisière, km/h

η_batt:

rendement de décharge de la batterie

η_motor:

rendement du moteur en charge de croisière

η_gear:

rendement de la boîte de vitesses/du pont

Profil :

le profil urbain applique le crédit de récupération ci-dessous

k_EPA:

correction de réalisme par rapport à l'autonomie théorique du modèle physique

k_regen:

multiplicateur d'autonomie dû au freinage récupératif, profil urbain uniquement

Résultats d'autonomie

m_total:

masse totale du véhicule (châssis + moteur + pack), kg

F_roll:

force de résistance au roulement, N

F_aero:

force de traînée aérodynamique, N

F_total:

force totale de résistance à l'avancement en croisière, N

P_wheels:

demande de puissance en croisière, W

η_total:

rendement combiné batterie-roue

Wh/km:

consommation d'énergie, Wh/km

Range_theo:

autonomie théorique du modèle physique, km

Autonomie :

autonomie réaliste après correction de type EPA + crédit de récupération, km