汽车行驶阻力

这里所说的汽车行驶阻力，实际上代表汽车对动力的需求。按照行驶状态的不同，车辆行驶阻力可分为稳态匀速行驶状态下的阻力和瞬态加速时的阻力两部分。前者包括车轮滚动阻力、空气阻力和坡度阻力；后者主要指加速阻力。

行驶阻力的计算公式为

∑F=F f+Fi+Fw+Fj　 （2.9）

式中，∑F为行驶阻力之和，Ff为车轮滚动阻力，Fw为空气阻力，Fi为坡度阻力， jF为加速阻力。

车辆加速上坡时，作用于车辆的行驶阻力如图2−14所示，主要包括车轮滚动阻力 fF（包括 ffF和 frF）、空气阻力Fw、坡度阻力 iF和加速阻力 jF。

图2−14 加速上坡时车辆受到的行驶阻力

1. 滚动阻力

滚动阻力在任何行驶条件下都存在。车轮滚动时，由于轮胎与路面的接触，轮胎产生了变形。轮胎和支撑面的相对刚度决定了变形的特点。轮胎的内摩擦产生的迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。

但是在真正分析汽车行驶阻力时，一般不具体考虑车轮滚动时受到的滚动阻力力偶，而是依照滚动阻力系数求出等效滚动阻力即可。

滚动阻力 f F不仅取决于轮胎状况（所受载荷、尺寸、结构、充气压力等），而且和汽车当时的运动状态有关（滚动阻力系数会随车速变化）。根据复杂程度的不同，可以建立很多滚动阻力模型。

对于燃料电池汽车来说，一般可以采用以下公式表示Ff：

F f=f×mg cosα 　 （2.10）

式中，m为整车质量，f为滚动阻力系数，α为坡度角。

滚动阻力系数推荐使用以下公式进行计算：

式中， 1f和 4f 为滚动阻力系数随车速变化的系数， au为车速， 0f为初始滚动阻力系数。

2. 空气阻力

汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。空气阻力主要由压差阻力和摩擦阻力组成。与传统汽车一样，燃料电池汽车在行

驶车速范围内运行时，空气阻力值可以用以下公式表示：

式中，CD为空气阻力系数，ρ为空气密度，A为迎风面积。

3. 坡度阻力

汽车上坡时，汽车重力沿坡道的分力表现为坡度阻力，即F i=Gisinα 　 （2.13）

考虑到我国公路设计规范，一般道路的坡度均较小（小于9%），故α很小，此时有

sinα≈tanα=i　 （2.14）

故

F i=Gisinα=Gitanα=Gii　 （2.15）

式中，G为作用于汽车上的重力，α为坡度角，i为坡道的坡高与底长的比。

4. 加速阻力

汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，就是加速阻力jF。汽车在加速时，可以将旋转质量部分的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力。

汽车加速时的阻力可用以下公式表示：

式中，δ为汽车旋转质量换算系数（δ＞1），m为汽车质量（kg），为行驶加速度（m/s2）。