电动汽车电机、电池与续航计算器

电机设计

输入永磁电机（BLDC 或 PMSM）的几何尺寸、材料和绕组参数，本工具将计算该设计可实现的转矩、功率、反电动势及额定电压/电流。此功能用于验证您已构思好的电机方案，而非替您设计——您选定 D/L/气隙/匝数，即可查看其性能表现。支持的拓扑仅限永磁电机（BLDC/PMSM）；感应电机、开关磁阻电机及轴向磁通电机采用不同的物理原理，本工具不支持建模。

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

类型：

电机拓扑结构

冷却方式：

设置下方默认电流密度

铁芯材料：

硅钢片牌号（铁损 + 密度）

磁体：

转子磁体牌号（剩磁及温度特性）

极对数

额定机械转速，rpm

定子内径，mm

铁芯叠长，mm

机械气隙，mm

k_C:

卡特系数（开槽修正系数），固定典型值

h_m:

磁体厚度，mm

每相串联匝数

k_w:

绕组系数

α_PM:

磁极弧覆盖率

A_wire:

导线截面积，mm²

电流密度，A/mm²（默认值随冷却等级变化）

T_op:

磁体工作温度，°C

P_target:

目标功率，W——仅供参考，与下方实际功率对比

k_peak:

相对于连续功率的短时过载倍率

电机计算结果

τ_p:

极距，mm

B_gap:

气隙磁通密度，T

B_r:

磁体剩磁（经温度折算），T

Φ_m:

每极峰值磁通，mWb

ψ_f:

每相磁链，mWb

电频率，Hz

E_ph:

每相反电动势（有效值），V

V_line:

额定线电压，V——用于下方电池组选型

K_t:

转矩常数，N·m/A

K_e:

反电动势常数，V·s/rad

I_rated:

额定相电流（有效值），A

实际转矩，N·m

实际连续功率，W

P_peak:

实际峰值功率，W

P_core:

铁芯损耗估算，W——仅供参考

m_motor:

有效部件 + 外壳质量估算，kg

余量：

% 相对于巡航需求的功率余量（见续航部分）——负值表示动力不足

电池组设计

选择电芯化学体系及规格，并设定目标电池组容量。串联电芯数由上方电机额定电压推算得出；并联支路数则根据目标能量、电机连续电流需求或峰值/瞬时电流需求中数值较大者确定——您无需在此重新输入电机的电压或电流。

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

电池化学体系：

设置下方电芯默认值

V_nom:

单体标称电压，V

V_max:

单体满充电压，V

V_min:

单体截止电压，V

Ah:

单体额定容量，Ah

R_cell:

单体内阻，mΩ

C_cont:

持续放电倍率（C 率）

C_peak:

峰值/瞬时放电倍率（C 率）

E_target:

目标电池组能量，kWh

DoD:

可用放电深度比例

k_pack:

单体到电池包的封装效率（BMS/冷却/结构开销）

Wh/kg:

单体级质量能量密度，Wh/kg

η_ctrl:

电机控制器/逆变器效率——下方续航计算中也会用到

电池计算结果

N_s:

串联电芯数

N_p:

并联支路数

电芯：

电芯总数

V_nom:

电池组标称电压，V

V_max:

电池组满充电压，V

V_min:

电池组截止电压，V

Ah:

电池组容量，Ah

Wh:

电池组标称能量，Wh

Wh_usable:

扣除放电深度限制及封装损耗后的可用能量，Wh——用于下方续航计算

R_pack:

电池组内阻，mΩ

I_cont,req:

电机所需连续电流，A

I_peak,req:

电机所需峰值电流，A

I_cont,max:

电池组连续放电能力，A

I_peak,max:

电池组峰值放电能力，A

V_sag:

峰值电流下的电压跌落，V

V_term:

峰值电流下最不利端电压，V

m_pack:

电池组质量估算，kg

续航估算

此处输入的整车质量将自动与上方计算得出的电机和电池质量相加。计算假定为平路等速巡航；EPA 式修正系数与城市工况再生制动补偿会将理论物理模型续航转化为更贴近实际的估算值。

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

m_chassis:

不含电机和电池组的整车质量，kg

C_d:

空气动力学阻力系数

迎风面积，m²

C_rr:

滚动阻力系数

巡航速度，km/h

η_batt:

电池放电效率

η_motor:

巡航负载下电机效率

η_gear:

变速箱/主减速器效率

工况：

城市工况将应用下方的再生制动补偿

k_EPA:

相对于理论物理模型续航的实际修正系数

k_regen:

再生制动带来的续航乘数系数（仅城市工况）

续航计算结果

m_total:

整车质量（底盘 + 电机 + 电池组），kg

F_roll:

滚动阻力，N

F_aero:

空气动力学阻力，N

F_total:

巡航时总行驶阻力，N

P_wheels:

巡航功率需求，W

η_total:

电池到车轮的综合效率

Wh/km:

能耗，Wh/km

Range_theo:

理论物理模型续航，km

续航：

经 EPA 式修正及再生制动补偿后的实际续航，km