2.3.3 电动汽车行驶的附着条件与附着率

电动汽车动力系统所输出的驱动力是决定其动力性的一个主要因素。驱动力大，加速性能更好，爬坡能力也更强，但是当电动汽车的实际驱动力超过最大驱动力的限度时，驱动轮将在地面上打转。因此，电动汽车的动力性不仅受驱动力的制约，还受到轮胎与地面附着条件的影响。

地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力，在硬路面上，它与驱动轮法向反作用力F_Z成正比，常写成

式中，φ为附着系数。

作用在驱动轮上的力矩T_r引起的地面切向反作用不能大于附着力，否则会发生驱动轮滑转现象，即对于后轮驱动的汽车有

式（2-27）就是汽车行驶的附着条件，又可写成

式中，F_Xr/F_Zr称为后轮驱动汽车驱动轮的附着率C_φt。

则

同理，对于前轮驱动汽车，其前驱动轮的附着率不能大于地面附着率。

综上所述，汽车的附着力取决于附着系数和地面作用于驱动轮法向的反作用力，而附着系数则主要取决于路面种类、路面状况及行驶车速等。汽车在不同路面上行驶时的附着系数见表2-3。

从表2-3可以看出，当电动汽车行驶在潮湿、结冰、积雪或软土路面上时，轮胎与地面间的附着力是影响车辆性能的主要因素。在这种情况下，作用于驱动轮的牵引力矩将使车轮在上述地面上发生显著滑移。因此，作用于驱动轮的最大牵引力取决于轮胎与地面间的附着力所能提供的纵向力，而不是电机所能供给的最大转矩。

在良好铺砌的干燥路面上，轮胎的弹性导致轮胎滑移的可能性很小，而在其他类型的地面上，驱动轮的最大牵引力与运动车轮的滑移却紧密相关。

轮胎的滑移率s通常定义为

式中，v为轮胎中心的平移速度；ω为轮胎的角速度；r为自由滑动轮胎的滚动半径；r_d为轮胎的有效滚动半径，即轮胎中心的平移速度与轮胎角速度之比。

当车辆处于牵引情况下时，其速度v小于rω，因此轮胎滑移率是一个0~1.0的正值。然而，在制动期间轮胎滑移率则应被定义为

可见，此时滑移率s也是一个0～1.0的正值。

对于一定的滑移率，轮胎的最大牵引力通常表示为

式中，P为轮胎铅垂方向的载荷；μ为牵引力系数，它是滑移率的函数。

牵引力系数与纵向轮胎滑移率之间遵循图2-10所示的关系。在小滑移范围内（OA段），牵引力几乎线性地正比于滑移率，此时轮胎与地面并没有发生真正的相对滑动。当牵引力矩施加到轮胎上时，在轮胎与地面接触的坑槽处形成了牵引力，同时轮胎压向前方，并在其接触的坑槽处受到压力，随之便在轮胎的侧壁产生相应的形变。随着车轮力矩和牵引力的逐渐增加，部分轮胎与地面接触时将产生滑移。在这种情况下，牵引力和滑移率之间的关系是非线性的，即图中的曲线AB段。牵引力在滑移率为15%~20%处到达峰值，因为负的动摩擦系数小于静摩擦系数，故在B点达到最大值后又逐渐降低，当滑移率超过此值并进一步增加时将导致运行状态的不稳定。因此，正常的驱动状态下，轮胎的滑移率必须限制在15%~20%的范围内。