2515 電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì),電動(dòng),觀光,汽車,總體,整體,設(shè)計(jì) 電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì) 目錄摘要……………………………………………………………………………………1Abstract………………………………………………………………………………2第一章 緒論 …………………………………………………………………………31.1 選題的意義 1.2 電動(dòng)車的歷史1.3 電動(dòng)車的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平1.4 電動(dòng)車目前所面臨的主要問題1.5 電動(dòng)車的未來發(fā)展方向第二章 本次設(shè)計(jì)題目的要求及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與分析2.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析 第三章 電動(dòng)汽車各總成的布置和參數(shù)的確定3.1 電動(dòng)車電機(jī)的選擇3.2 電動(dòng)車電池的選擇3.3 電動(dòng)車前后懸架的選擇3.4 電動(dòng)車車橋車架以及車輪的選擇3.5 電動(dòng)車的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系3.6 電動(dòng)車傳動(dòng)系的布置形式和驅(qū)動(dòng)橋的選擇第四章 參數(shù)的校核第五章 小結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附錄 摘要本文寫的是一輛八座電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì)。首先是對(duì)大量電動(dòng)汽車資料的查閱，然后從電機(jī)的選擇，電池的選擇著手，根據(jù)題目的要求，進(jìn)行一系列的計(jì)算最后得出滿足行駛要求的電機(jī)和電池。在選好電機(jī)和電池后，和設(shè)計(jì)燃油汽車的底盤一樣，并同時(shí)綜合電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，行駛系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行一一分析和設(shè)計(jì)。在這為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)底盤的過程中，要特別注意電動(dòng)汽車與燃油汽車不同的地方。在我所設(shè)計(jì)的這輛低速的觀光電動(dòng)車上，它的傳動(dòng)系很簡(jiǎn)單，沒有傳統(tǒng)的離合器和變速器，也沒有萬向傳動(dòng)系統(tǒng)，是電機(jī)直接和主減速器用齒輪嚙合直接連接，這樣使得整個(gè)底盤的空間大大增加，整個(gè)底盤的布置也可以變的更加自由了。最后在這些的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算所得數(shù)據(jù)，對(duì)汽車進(jìn)行總布置設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：電動(dòng)觀光汽車 總體設(shè)計(jì) 電機(jī) 電池 底盤布置 AbstractThis article writes an eight tourism electric automobile design. First is to the massive electric automobile material consult, then from the electrical machinery choice, the battery choice begins, according to the topic request, carries on a series of computations finally to obtain satisfies the travel request the electrical machinery and the battery. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on 11 analyses and the design. Designs the chassis in this for the electric automobile in the process, must pay attention to the electric automobile and the fuel oil automobile different place specially. Designs in me on this low speed tourism electric automobile, its power transmission is very simple, does not have the traditional coupling and the transmission gearbox, also does not have the rotary transmission system, is the electrical machinery direct and the main gear box with the gear meshing direct connection, like this causes the entire chassis the spatial big increase, the entire chassis arrangement also might change is more free. Finally in these foundations, the use computed information, carries on to the automobile always arranges the design.Key words: tourism electric automobile design electrical machinery battery chassis arrangement 第一章 緒論 1.1選題的意義曾經(jīng)有人說過決定 21世紀(jì)發(fā)展的是能源,上世紀(jì) 70 年代全球三次石油危機(jī)爆發(fā)后，各跨國汽車公司先后開始研發(fā)各種類型的電動(dòng)汽車。我國經(jīng)過“八五” 、“九五”、 “十五 ”三個(gè)五年計(jì)劃，在研發(fā)電動(dòng)汽車的專項(xiàng)上投入了大量的人力、物力和財(cái)力，并取得了一系列科研成果，但是,迄今為止，這些科研成果真正能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的項(xiàng)目并不多。國外大汽車公司投入遠(yuǎn)比我國更多的資金和人力，已投入批量生產(chǎn)的電動(dòng)汽車產(chǎn)品也寥寥無幾。隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動(dòng)汽車將是解決這二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的最佳途徑。從汽車工業(yè)的發(fā)展來看，電動(dòng)汽車的迅速發(fā)展是不可逆的趨勢(shì)。因此，我國作為世界汽車生產(chǎn)大國應(yīng)該抓住這一機(jī)遇，加快電動(dòng)汽車這一塊的發(fā)展。就在前不久目前,我們的城市武漢剛獲批了國家綜合配套實(shí)驗(yàn)區(qū)的頭銜.其中最大的意義就是要合理利用資源.尤其在環(huán)保方面.可以看出,環(huán)?，F(xiàn)在是世界上最熱門的話題.在汽車方面,發(fā)展電動(dòng)汽車刻不容緩.在電動(dòng)汽車的商業(yè)化運(yùn)作上，無論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場(chǎng)開發(fā)方面。都還面臨許多亟待解決的問題，這就需要政府的大力支持。比如，加快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)對(duì)節(jié)能、 環(huán)保汽車的稅費(fèi)減免和補(bǔ)貼措施，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上提供便利條件等電動(dòng)汽車技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)聯(lián)性決定了電動(dòng)汽車的開發(fā)是一個(gè)跨行業(yè)、跨部門、跨地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研大聯(lián)合、技術(shù)大突破和產(chǎn)業(yè)大創(chuàng)新的系統(tǒng)工程。在世界電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，必須通過政府組織，充分發(fā)揮企業(yè)的主動(dòng)作用，通過產(chǎn)、學(xué)、研大聯(lián)合，實(shí)施政府組織的國家汽車創(chuàng)新工程，實(shí)現(xiàn)新一代汽車和技術(shù)的新突破。1.2電動(dòng)車的歷史電動(dòng)車的發(fā)展史比燃油汽車更長，世界上第一輛機(jī)動(dòng)車就是電動(dòng)車。后來，由于燃油汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，而電動(dòng)車在能源技術(shù)和行駛里程的研制上長期未能取得突破，從20世紀(jì)20年代初至60年代末，電動(dòng)車的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)沉寂期。進(jìn)入70年代以來，由于中東石油危機(jī)的爆發(fā)以及人類對(duì)自然環(huán)境的日益關(guān)注，電動(dòng)車才再度成為技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。 近幾十年來，主要工業(yè)化國家為電動(dòng)車的開發(fā)投入了大量的人力和財(cái)力，電動(dòng)車的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)也取得了重大的進(jìn)展。盡管電動(dòng)車在能源和行駛里程的研制方面，至今尚未取得突破性的進(jìn)展，但是電動(dòng)車的美好前景仍然激勵(lì)著人們鍥而不舍地開發(fā)新型電動(dòng)車，改善其性能。 處于世紀(jì)之交的今天，能源和環(huán)境對(duì)人類的壓力越來越大，要求盡快改善人類生存環(huán)境的呼聲越來越高。為了適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，世界各國的政府、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界正在加大對(duì)電動(dòng)車開發(fā)的投資力度，加快電動(dòng)車的商品化步伐。雖然目前電動(dòng)車在能源和行駛里程方面還未 能盡如人意，但已足以滿足人們的基本需要。從技術(shù)發(fā)展的角度來看，在走過了漫長而艱難的發(fā)展歷程之后，電動(dòng)車正面臨著重大的技術(shù)突破，有望成為21世紀(jì)的重要交通工具。 自從汽車誕生的那一天起，環(huán)境問題就一直伴隨其左右，世界人口和汽車的增長趨勢(shì)如下圖所示。今后 50 年，世界人口將由 60 億增加到 100 億，汽奪數(shù)量將由 7 千萬增加到 2 億 5 千萬。如果這些車輛都采用內(nèi)燃機(jī)，那么所需的燃油從何來?而其排出的廢氣又如何處置，那樣我們的天空將永遠(yuǎn)是灰色的而不是藍(lán)色的。因此我們必須開發(fā)出清潔、高效、智能的交通車輛，才能使 2l 世紀(jì)的交通可持續(xù)發(fā)展。從當(dāng)今世界的能源與環(huán)保的現(xiàn)狀來看，解決這個(gè)問題的最好的方法就是大力發(fā)展電動(dòng)車。因?yàn)閺沫h(huán)保的角度來看，電動(dòng)汽車是零排放的交通工具，即使計(jì)入發(fā)電廠增加的排氣，總量上看，它也將使空氣污染大大減少。從能源的角度來看，電動(dòng)汽車將使能源的利用多元化(例如可使用各種再生能源)和高效化，達(dá)到能源的可靠、均衡和無污染地利用的目的。在改善交通安全和道路使用方面，電動(dòng)汽車更容易實(shí)現(xiàn)智能化。電動(dòng)汽車的發(fā)展將使集中考慮能源、環(huán)保利交通成為可能，而且，它對(duì)于促進(jìn)高科技的發(fā)展、新興工業(yè)的興起以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。電動(dòng)車并不是一個(gè)新興的科技產(chǎn)品，它其實(shí)比內(nèi)燃機(jī)汽車的歷史都要久遠(yuǎn)。早在 1834 年，Thomas davenport 制造了一輛電動(dòng)三輪車，它由—組不可充電的干電池驅(qū)動(dòng)．但只能行駛一小段距離。四年后 Robert davidson 也制造廠一輛用干電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。1881 年在法國巴黎街上出現(xiàn)了第一輛以可充電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車．它是法國工程師 GustaveTrouve 裝配的以鉛酸電池為動(dòng)力的三輪車。1886 年，F(xiàn)rank Sprague 設(shè)計(jì)生產(chǎn)了有軌電車。從此，電動(dòng)汽車變得流行起來，并在車輛運(yùn)輸中起著很重要的作用。在當(dāng)時(shí)的美國．每年銷售的 4200 輛汽車中有 38％是電動(dòng)汽車，22％是燃油汽車，40％是蒸汽機(jī)汽車。那時(shí)，電動(dòng)汽車是金融巨頭的代步工具及財(cái)富的象征。一輛電動(dòng)汽車的價(jià)格相當(dāng)于今天的一輛勞斯萊斯。 圖 1-2 Morrs 和 Salom 電動(dòng)客車和貨車公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車進(jìn)入無馬車時(shí)代以后，電功汽車就進(jìn)人了—個(gè)商業(yè)化的發(fā)展階段，此時(shí)的電動(dòng)汽車有輻條車輪、充氣輪胎、舒適的彈簧椅和豪華的車內(nèi)裝飾。到 1912 年．美國有 34000 輛電動(dòng)汽車注冊(cè)。1899 到 1916 年期間．Baker 電氣公司一直是美國最重要的電動(dòng)汽車制造廠之一。在 1901 到 1920 年，英國倫敦電動(dòng)汽車公司生產(chǎn)了后輪輪毅電動(dòng)機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和允氣輪胎的電動(dòng)汽車 1907 到1938 年期間，底特律電氣公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車不僅具有無噪聲、清潔可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且最高時(shí)速達(dá)到 40Km/h，續(xù)駛里程為 129Km。人們常說“一個(gè)人的敵人同時(shí)也是他的伙伴” ，這句話用于描述電動(dòng)汽車的發(fā)展尤為合適，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵部件．同時(shí)它又幫助燃油汽車與電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)對(duì)抗。1911 年，Kettering 發(fā)明了汽車起動(dòng)機(jī)，使得燃油汽車比依賴于方便駕駛的電動(dòng)汽車來說更具吸引力，從此打破了電動(dòng)汽車在市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。而福持的想法徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車的生命，他大批量生產(chǎn)福特 T 型車，使其價(jià)格從 1909 年的 850 美元降到了 1925 年的 260 美元，因此加速了純電動(dòng)汽車的消失。而燃油汽車的續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車的 2~3 倍，且使用成本低，因而使得電動(dòng)汽車的制造商想占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額已不可能。到 20 世紀(jì) 30 年代，電動(dòng)汽車幾乎消失了。而直到近 30 年，能源危機(jī)和石油短缺才使得電動(dòng)汽車重獲新生。1.3 電動(dòng)車的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平 今天，汽車制造商在不斷推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展．并開始始將電動(dòng)汽車商業(yè)化，在世界范圍內(nèi)，尤其在美國、日本和歐洲，許多汽車生產(chǎn)商開始生產(chǎn)電動(dòng)汽車或者涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域。美國的通用、福特、克萊斯勒、美國電動(dòng)汽車公司以及 Solectria 為了響應(yīng)加州的法規(guī)，在電動(dòng)汽車的發(fā)展中起著很重要的作用。在日本幾乎所有的汽車生產(chǎn)商，如豐田、尼桑、本田、馬自達(dá)、大發(fā)、三菱、鈴木、五十鈴汽車公司等都制定了自己的商業(yè)化電動(dòng)汽車的發(fā)展計(jì)劃。歐洲的許多國家，尤其是法國、德國、意大利和英國都發(fā)起了進(jìn)入電動(dòng)汽車市場(chǎng)的電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃，其中較活躍的汽車公司有雪鐵龍、雷諾、寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、大眾、歐寶、菲亞特等。除了汽車生產(chǎn)商以外，還有一些電力公司和電池生產(chǎn)商在電動(dòng)汽車的示范中也起著積極的作用，其目的都是為了促進(jìn)以充電電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車的商業(yè)化，最終獲得商業(yè)利益。通常他們和汽車生產(chǎn)商合作來發(fā)展電動(dòng)汽車，或者選購電動(dòng)汽車用于電他評(píng)估和演示，電動(dòng)汽車具有能源利用效率高、能源多樣性和環(huán)保的特點(diǎn)，為了對(duì)電動(dòng)汽車的使用做出相應(yīng)的反應(yīng)，能源和環(huán)保機(jī)構(gòu)也積極參與促進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化的活動(dòng)中。另外、一些研究所和大學(xué)不斷研究電動(dòng)汽車新技術(shù)，以使電動(dòng)汽車能與燃油汽車相競(jìng)爭(zhēng)。電動(dòng)車分為三大類型純電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。20世紀(jì) 70 年代，汽車保有量呈幾何級(jí)數(shù)增長，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著光化學(xué)污染等環(huán)境污染的發(fā)生，西方發(fā)達(dá)國家政府開始注重環(huán)境保世紀(jì) 年護(hù)，一些著名的汽車公司轉(zhuǎn)向研究和開發(fā)電動(dòng)汽車。從 20 世紀(jì) 70 年代代起，世界發(fā)達(dá)國家均投入巨資進(jìn)行電動(dòng)汽車的商業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用。到 20 世紀(jì) 90 年代，歐美發(fā)達(dá)國家紛紛制定了汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。與世界其他國家一樣．電動(dòng)汽車研發(fā)工作在我國也正在如火如荼的進(jìn)行著“十五”期間，國家從維護(hù)我國能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮．設(shè)立“電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)” ，通過組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)：為此，從 2001年 10月起，國家共計(jì)撥款 8．8 億元作為這一重大科技專項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)。 1.4 電動(dòng)車目前所面臨的主要問題(1)續(xù)駛里程有限: 目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為 100-300 km，并且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣燃熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證，而絕大多數(shù)電動(dòng)汽車在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有 50~100 km。比起傳統(tǒng)燃油汽車而言電動(dòng)汽車的較短續(xù)駛里程成為其致命的弱點(diǎn) .(2)蓄電池使用壽命問題:普通蓄電池充放電次數(shù)僅為 300~400 次，即使性能良好的蓄電池充放電次數(shù)也不過 700~900 次，按每年充放電 200 次計(jì)算，一個(gè)蓄電池的壽命最多為 4年，與燃油汽車的壽命相比太短。另外，不同類型的電池在性能方面都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短。鎳鎘電池加速動(dòng)力足、壽命較長．但其成本高、可回收性差。鈉硫電池的比能量較高，能夠提供較長的續(xù)駛里程。但它要求的工作環(huán)境較苛刻．且其沽性物質(zhì)具有強(qiáng)腐化性并易爆炸。就整體來看．成熟電池的壽命都相對(duì)較短。(3)蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約:現(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質(zhì)量。如果電動(dòng)汽車自身裝備質(zhì)量大．就會(huì)影響加速性能和最大車速的提高。例如，現(xiàn)有電動(dòng)汽車電池的外體積一般要達(dá)到 550 L．當(dāng)把這么大體積的電池用于家庭轎車上時(shí)，就必然要擠占轎車的行李廂空間。(4)電動(dòng)汽車價(jià)格昂貴主要是電池技術(shù)復(fù)雜，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技術(shù)，致使電動(dòng)汽車的造價(jià)居高不下。電動(dòng)汽車蓄電池的價(jià)格約為 100 美元／kW·h，甚至有的高達(dá) 350 美元／kW·h，成本太高，用戶難以承受。(5) 間接污染嚴(yán)重電動(dòng)汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也是不容忽視的。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。再如所用電能，相當(dāng)大一部分來自火力發(fā)電，煤炭燃料也會(huì)造成大氣污染。1.5 電動(dòng)車的未來發(fā)展方向自上世紀(jì)爆發(fā)石油危機(jī)后，不少跨國汽車公司都開始研制電動(dòng)汽車。其中不乏福特，豐田等知名大型汽車廠?？梢灶A(yù)見到電動(dòng)汽車的發(fā)展將會(huì)是本實(shí)際汽車工業(yè)的重點(diǎn)和主流。電動(dòng)汽車具有無排放污染、噪聲低、易于操縱、維修及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能上具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，它是解決人類巨大能源和環(huán)境壓力的最有效途徑。上文已經(jīng)提到電動(dòng)車問世以來，主要有三種形式，即純電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)車。下面就詳細(xì)的來說說這幾種形式的電動(dòng)車。純電池電動(dòng)車是完全由二次電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動(dòng)力的汽車。純電池技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，國外汽車發(fā)達(dá)國家和我國都進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。近日，北京公交線上推出的兩輛以鉛酸蓄電池和鋰離子電池為動(dòng)力的電動(dòng)車已投入商業(yè)運(yùn)行，表現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。純電池電動(dòng)車具有無污染，零排放等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也十分突出，能量低，質(zhì)量大，充電時(shí)間長，成本高，折舊快，還容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，其應(yīng)用范圍有限?；旌蟿?dòng)力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力，克服了純電池電動(dòng)車行駛里程短、充電時(shí)間長等致命弱點(diǎn)，雖然混合動(dòng)力車不能實(shí)現(xiàn)零排放，但其兼俱環(huán)保與節(jié)能，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，因此，具有非常好的發(fā)展前景。近年來，世界各大汽車公司紛紛推出這種車型日本已經(jīng)走在了世界前列，如豐田汽車公司推出的 PRIUS 汽車，本田推出的 INSIGHT 汽車均早已上市。PRIUS 汽車尾氣排放水平僅相當(dāng)于日本現(xiàn)行法規(guī)的 1/10，耗油量和二氧化碳排放量相當(dāng)于普通汽車的 1/2，最高時(shí)速達(dá) 140 公里。我國的混合動(dòng)力汽車研究也進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。1999 年，清華與廈門金龍展出了聯(lián)合研制的混合力客車，今年 4 月，一汽展出了剛生產(chǎn)的混合動(dòng)力紅旗轎車。專家指出，燃料電池汽車是未來汽車的發(fā)展方向。日本媒體認(rèn)為燃料電池技術(shù)，將成為 21 世紀(jì)汽車工業(yè)的核心技術(shù)，誰掌握了這種技術(shù)開發(fā)主導(dǎo)權(quán)，誰將成為汽車業(yè)的領(lǐng)袖。燃料電池，這是一種能與燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相比的電池，可以使用包括再生燃料在內(nèi)的所有含氫元素的燃料。燃料電池車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車。由于大量的純氫難以貯存在汽車上，而且加氫站也沒有那么多，因此，汽車制造商們正試圖使用汽油或甲醇，不過要在汽車上安裝燃料重整裝置，從這些物質(zhì)里提出氫。但是這將會(huì)產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，總的來說，這類化學(xué)反應(yīng)除了電能，就只產(chǎn)生水，因此，燃料電池車被稱為“地道的環(huán)保車” 。曾研發(fā)出“氫動(dòng)一號(hào)”（液氫燃料電池概念車）的美國通用汽車公司，最近推出了汽油燃料重整技術(shù)燃料電池，新研制的 CENIII 型車載燃料重整器比起前期產(chǎn)品體積、重量大大減少，預(yù)計(jì)其能量利用，污染物排放幾乎為率可達(dá).40%，而且可以充分利用現(xiàn)有的加油站等設(shè)施，它為燃料電池車批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。我國第一輛具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電動(dòng)公共汽車也已在東風(fēng)汽車工程研究院?jiǎn)柺溃难兄瞥晒?，縮短了中國汽車工業(yè)在這一領(lǐng)域與國外同行的差距。據(jù)有關(guān)專家分析，我國的汽車工業(yè)幾乎沒有結(jié)構(gòu)調(diào)整的沉重包袱，完全可以充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，以電動(dòng)車為新契機(jī)，集中力量解決以電池為中心的關(guān)鍵技術(shù)問題，在 21 世紀(jì)憑借國內(nèi)仍較低的勞動(dòng)力成本，在國際汽車市場(chǎng)上以電動(dòng)汽車與工業(yè)發(fā)達(dá)國家展開競(jìng)爭(zhēng)。在上世紀(jì)我國已經(jīng)錯(cuò)失了汽車工業(yè)的黃金發(fā)展期。在即將到來的新能源汽車，不管是電動(dòng)還是其他能動(dòng)的汽車上這一塊，我們都應(yīng)該加倍努力的去把握住。在今天我也將要畢業(yè)，希望能用自己的微薄力量，幫住我國占領(lǐng)新能源汽車業(yè)的高地。第二章 本次設(shè)計(jì)題目的要求及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與分析2.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想(1)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的題目是八座電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì)。老師所給出的要求和大致數(shù)據(jù)如下:1. 電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，并且是以電池作為動(dòng)力源；2. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的最高車速不得高于 25km/h；3. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車座位數(shù)為 8 座；4. 續(xù)行駛里程:90km；5. 外廓尺寸:(長*寬*高):3750*1248*1830 。(2)對(duì)于本次的總體構(gòu)想。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是八座電動(dòng)觀光汽車的總體設(shè)計(jì)。此次要做的是一個(gè)總體布置設(shè)計(jì)，對(duì)象是一臺(tái)低速的八座純電動(dòng)汽車。而根據(jù)已知的條件和要求，我打算設(shè)計(jì)一輛類似于旅游觀光的車（比如校園用或者游樂園用的那種） ，座位數(shù)為8 座，最高車速為 25km/h,以電池作為動(dòng)力源。電動(dòng)車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。這是因?yàn)樗旭偟穆肪€比較特殊，只是在某一區(qū)域行駛，路況比較好，行駛速度較低。作為電動(dòng)車最關(guān)鍵的當(dāng)然是電動(dòng)機(jī)和電池的選擇。目前一般電動(dòng)車用的電池有三種，鉛酸蓄電池是技術(shù)最成熟的一種，成本也最低，對(duì)于我所要設(shè)計(jì)的觀光車來說，選鉛酸蓄電池最合理。具體到選擇哪一型號(hào)的蓄電池，就要經(jīng)過計(jì)算了，在后面會(huì)有計(jì)算來對(duì)鉛酸蓄電池型號(hào)的選擇。另外就是電機(jī)的選擇了，大概估計(jì)了下所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的總重量， （按8 個(gè)人的體重加上車重）依據(jù)這個(gè)總重量和最高車速來初選電機(jī)的功率，然后在進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，最后再得出符合要求的電機(jī)。選擇好最重要的東西后，就要開始進(jìn)行整車布置了。上面說了，電動(dòng)車要的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以布置的時(shí)候也會(huì)以這個(gè)為原則。座位數(shù)是 8 座，分四排座位，一排坐兩個(gè)，其中中間的一排座位下面是用來安裝電池的，其下面的電池框架是經(jīng)過另外設(shè)計(jì)的，使其能更好的固定電池。電機(jī)和固定速比減速器，差速器是連接在一起，固定在后軸，這樣就省去了傳動(dòng)系統(tǒng)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了。2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析 項(xiàng)目 基本類型產(chǎn)品規(guī)格 ZC 型八座產(chǎn)品類型 純電動(dòng)觀光車總長(單位： mm) 3750總寬(單位： mm) 1248總高(單位： mm) 1830軸距(單位： mm) 2750前輪距(單位：mm) 1070尺寸參數(shù)后輪距(單位：mm) 1053整車裝備質(zhì)量(單位： kg) 780滿載總質(zhì)量(單位：kg) 1300質(zhì)量參數(shù) 載客數(shù)(含駕駛員)(單位：人) 8最高車速(滿載)(單位：km/h) 25最大爬坡度(滿載)(單位：%) 15駐車能力(滿載)(單位：%) 20最高車速制動(dòng)距離(單位：m) 4性能參數(shù) 一次充電續(xù)駛里程(單位：km) 90第三章 電動(dòng)汽車各總成參數(shù)的確定3.1 電動(dòng)車電機(jī)的選擇高密度、高效率、寬調(diào)速的車輛牽引電機(jī)及其控制系統(tǒng)既是電動(dòng)汽車的心臟又是電動(dòng)汽車研制的關(guān)鍵技術(shù)之一，已被列為 863 電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)的共性關(guān)鍵技術(shù)課題。20 世紀(jì) 80 年代前，幾乎所有的車輛牽引電機(jī)均為直流電機(jī)，這是因?yàn)橹绷鳡恳姍C(jī)具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。直流電機(jī)的缺點(diǎn)是有機(jī)械換向器，當(dāng)在高速大負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，換向器表面會(huì)產(chǎn)生火花，所以電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不能太高。由于直流電機(jī)的換向器需保養(yǎng)，又不適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，除小型車外，目前一般已不采用。 近十年來，主要發(fā)展交流異步電機(jī)和無刷永磁電機(jī)系統(tǒng)。與原有的直流牽引電機(jī)系統(tǒng)相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕（其比質(zhì)量為0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免維護(hù)、調(diào)速范圍廣。其研究開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)如下。 （ 1）.異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 異步電機(jī)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低噪聲，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高。 異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此被較早應(yīng)用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍然是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品（尤其在美國），但已被其它新型無刷永磁牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐步取代。 最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高；相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低。 （2）.無刷永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 無刷永磁同步電機(jī)可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)或盤式軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，在電動(dòng)車輛牽引電機(jī)中是強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，已在國內(nèi)外多種電動(dòng)車輛中獲得應(yīng)用。 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)也稱為混合式永磁磁阻電機(jī)。該電機(jī)在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機(jī)的過載能力和功率密度，而且易于弱磁調(diào)速，擴(kuò)大恒功率范圍運(yùn)行。內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論正在不斷完善和繼續(xù)深入，該機(jī)結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計(jì)自由度大，有望得到高性能，適合用作電動(dòng)汽車高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動(dòng)。這些引起了各大汽車公司同行們的關(guān)注，特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。當(dāng)前，美國汽車公司同行在新車型設(shè)計(jì)中主要采用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)。 表面凸出式永磁同步電機(jī)也稱為永磁轉(zhuǎn)矩電機(jī)，相對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)而言，其弱磁調(diào)速范圍小，功率密度低。該結(jié)構(gòu)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，并可望得到低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，適合用作汽車的電子伺服驅(qū)動(dòng)，如汽車電子動(dòng)力方向盤的伺服電機(jī)。 無位置傳感器永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也是當(dāng)前永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，將成為永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一，具有潛在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低速時(shí)常采用矢量控制，高速時(shí)用弱磁控制。要選擇合適的電機(jī)，首先要知道電動(dòng)車所需要的功率。電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下，汽車的總重量是估算的，后面會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。.....................................................................（1）31360714aaDeTCAuGfP?????????：機(jī)械效率（一般取 0.92）：汽車總重（N）：良好路面上的汽車的行駛阻力系數(shù)（取 0.015）f：汽車車速（Km/h）au：空氣阻力系數(shù)（這里取 0.5）DC：汽車迎風(fēng)面積A對(duì)于我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車總重量，我估算總質(zhì)量為 1300kg，即 12740N最高車速為設(shè)計(jì)要求的 25km/h迎風(fēng)面積 A=車寬 車高?其中車寬暫定為 1248mm車高暫定為 1830mm則 A=1248 1830=2283840 2m=2.28 2帶入上述數(shù)據(jù)由（1）計(jì)算得：=1.70KW3360714aaDeTCAuGfP?????????從這可以知道電機(jī)的功率至少為 1.70KW，但是所選擇的電機(jī)功率肯定要大一些。我所選用的是無刷永磁同步電機(jī)，是深圳大地和有限電氣公司的電機(jī)。我所選擇的電機(jī)的一些參數(shù)如下：型號(hào)：ZY-CD-2.5 額定功率 2.5kW峰值功率 4.5kW額定電壓 48V額定電流 60A最大轉(zhuǎn)矩 150Nm額定轉(zhuǎn)速 1100r/min最高轉(zhuǎn)速 2000r/min絕緣等級(jí) F防護(hù)等級(jí) IP54冷卻方式 自然風(fēng)冷重 量 50kg外觀尺寸 216 340??3.2 電動(dòng)車電池的選擇 純電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能動(dòng)力用的蓄電池（又稱二次電池） ，主要是鉛—酸電池，已有 150 年歷史?？伤闶侨祟悮v史上一個(gè)偉大的發(fā)明。電池的近代進(jìn)步相當(dāng)驚人，在電池的家族里，擁有鎘鎳電池、氫鎳電池、鈉硫電池、鋰電池、鋅空電池、硅鹽電池、飛輪電池等幾十種系列，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)改善了它的應(yīng)用廣度與性能。但是盡管這么多的性能先進(jìn)電池出現(xiàn)，要使純電池的電動(dòng)汽車商業(yè)化，卻存在著許多差距，它面臨著能量?jī)?chǔ)備，使用壽命，比功率和成本低廉等關(guān)鍵技術(shù)問題。但有趣的是，經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)之后，到 1990 年，最適用的電動(dòng)汽車，仍然不少應(yīng)用很原始的鉛酸電池，這說明電池還要去挖掘它的潛能?？紤]到成本與我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的實(shí)際性能，我決定使用鉛酸電磁作為該電動(dòng)車的動(dòng)力源。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)車的續(xù)行駛里程決定。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)已經(jīng)暫時(shí)定了下來，于是電池的電壓也定了下來。那么下面就要根據(jù)電動(dòng)車的續(xù)行駛里程來決定電池的容量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知條件，我所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的續(xù)行駛里程為 90km，最高車速為 25km/h。電機(jī)功率為 2.5KW.。則電動(dòng)車能夠續(xù)行駛的時(shí)間為：電動(dòng)車電池的容量應(yīng)為:從上面的計(jì)算可知，所選電池的容量至少為 187.5，我選擇的是 200Ah的鉛酸蓄電池，該電池的具體參數(shù)如下：額定電壓：12V額定容量：200Ah外型尺寸（mm）：長 寬 高=520 240 220??總高（mm）：255重量：73Kg充電特性曲線：圖 3-1放電特性曲線：圖 3-2每個(gè)電池的電壓為 12V，電機(jī)的額定電壓為 48V，故需要 4個(gè)這樣的蓄電池來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3.3 電動(dòng)車前后懸架的選擇懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。根據(jù)汽車兩側(cè)車輪運(yùn)動(dòng)是否相互關(guān)聯(lián)，汽車懸架分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件與車架(或車身)相連（圖 a） 。車身的相對(duì)穩(wěn)定性較差。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車上被廣泛應(yīng)用。 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪各自單獨(dú)地通過彈性元件與車架(或車身)相連，并且采用斷開式車橋。若一側(cè)車輪相對(duì)于車架(或車身)的位置發(fā)生變化時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響（圖 b） 。這種懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但車身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車和小客車上得到普遍采用。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)觀光車，其所行駛的路況比較好，并且車速很低。故為使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，于是我決定，前軸采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，成本也較低，又能滿足車一定的舒適性；后軸采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，最簡(jiǎn)單最便宜而又實(shí)用的懸架。3.4 電動(dòng)車車橋車架以及車輪的選擇(1)車橋車橋(也稱車軸) 通過懸架和車架(或承載式車身) 相連，兩端安裝汽車車輪。其功能是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力。 車橋可以是整體式的，有如一個(gè)巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨(dú)立懸架配合；車橋也可以是斷開式的，象兩把雨傘插在車身兩側(cè)，再各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開式車橋與獨(dú)立懸架配用。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動(dòng)(FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動(dòng)橋；而前置前驅(qū)動(dòng)(FF)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。 轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)基本相同，由兩個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)和一根橫梁組成。如果把橫梁比做身體，轉(zhuǎn)向節(jié)就是他左右搖晃的腦袋，脖子就是我們常說的主銷，車輪就裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，仿佛腦袋上帶了個(gè)草帽。不過，行駛的時(shí)候草帽轉(zhuǎn)，腦袋卻不轉(zhuǎn)，中間用軸承分隔開，腦袋只管左右晃動(dòng)。脖子——主銷是車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心，這個(gè)軸的軸線并非垂直于地面，車輪本身也不是垂直的，我們將在車輪定位一節(jié)具體論述。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋與轉(zhuǎn)向橋的區(qū)別就是一切都是空心的，橫梁變成了橋殼，轉(zhuǎn)向節(jié)變成了轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，因?yàn)槔锩娑嗔烁?qū)動(dòng)軸。這根驅(qū)動(dòng)軸因被位于橋殼中間的差速器一分為二，而變成了兩根半軸。兩個(gè)草帽也不是簡(jiǎn)單地套在腦袋上，還要與里面的兩根半軸直接相連。半軸在“脖子”的位置也多了一個(gè)關(guān)節(jié)——萬向節(jié)，因此半軸也變成了兩部分，內(nèi)半軸和外半軸。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車，前軸是采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，所以選用的前橋是斷開式的，而后軸采用的是鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架，故選用的后橋是整體式的。前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。(2)車輪我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)觀光車選用的是子午線輪胎。因?yàn)楝F(xiàn)在用的最為廣泛的就是子午線輪胎，綜合起來，其性價(jià)比也是最高的。子午線輪胎的優(yōu)點(diǎn)是：地面積大，附著性能好，胎面滑移小，對(duì)地面單位壓力也小，因而滾動(dòng)阻力小，使用壽命長。胎冠較厚且有堅(jiān)硬的帶束層，不易刺穿；行駛時(shí)變形小，可降低油耗 3%～8% 。因?yàn)楹煵紝訑?shù)少，胎側(cè)薄，所以徑向彈性大，緩沖性能好，負(fù)荷能力較大。它的缺點(diǎn)是：因胎側(cè)較薄，胎冠較厚，在其與胎側(cè)的過渡區(qū)易產(chǎn)生裂口。側(cè)面變形大，導(dǎo)致汽車的側(cè)向’穩(wěn)定性差，制造技術(shù)要求高，成本也高。我所設(shè)計(jì)的校園電動(dòng)車，所選擇的汽車輪胎是：萬通 195/65R 1588H195：輪胎寬（mm）65 ：扁平率（胎高/胎寬）R ：子午線結(jié)構(gòu)15 ：輪胎直徑88 ：載重指數(shù)H ：速度代號(hào)（最高安全極速是 210Km/h）(3)車架就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等?，F(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 在港臺(tái)汽車刊物中常稱作“陣式車架” ，是最早出現(xiàn)的車架類型（從全世界第一部汽車開始一直沿用至今） 。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名副其實(shí)的“ 車架 ”。 大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是鋼梁提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開發(fā)容易，生產(chǎn)工藝的要求也較低。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架重量占去全車總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的座廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高。也稱作整體式或單體式車架。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這個(gè)車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“無車架結(jié)構(gòu)的承載式車身” （采用大梁車架的汽車車身則稱為“ 非承載式車身 ”） 。 承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中國目前的車身設(shè)計(jì)開發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。成型的車架是個(gè)帶有座艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架，我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件。 承載式車架是目前轎車的主流，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)。但是除了開發(fā)制造難度高外，剛度（尤其是抗扭剛度）不足也是承載式車身的一大缺陷。近年還出現(xiàn)了采用承載式車身的大型客車（稱為“無大梁車身” 或“無陣車身”） ，由于取消了大梁，旅游大巴可以在車底騰出巨大且左右貫通的行李空間，用于市區(qū)的公共汽車則可以將地臺(tái)降至與人行道等高以便于上下車（要配合特殊的低置車橋） 。低地臺(tái)是客車的一個(gè)重要發(fā)展方向　　前面曾說過承載式車架的設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)工藝都復(fù)雜，只適宜大批量生產(chǎn)。但是對(duì)于少量生產(chǎn)的轎車又如何呢？雖然可以采用共用平臺(tái)策略，但所謂的“ 共用平臺(tái)” 能共用的只是懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)等底盤部件，承載式的車架由于必須與車身形狀吻合，對(duì)于不同的車身造型是不能共用車架的。于是鋼管式（又稱“ 框條式” ）車架便應(yīng)運(yùn)而生。顧名思義，鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，很適合小規(guī)模的工作坊作業(yè)，50-70 年代英國有很多小規(guī)模的車廠生產(chǎn)各式各樣的汽車，都是用自行開發(fā)制造的鋼管車架，是鋼管車架的全盛時(shí)期。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車車架也是鋼管式車架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自由設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于降低汽車的制造成本。3.5 電動(dòng)車的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系(1)轉(zhuǎn)向系我設(shè)計(jì)的是電動(dòng)觀光車，是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的微型車，前懸架是麥弗遜式的獨(dú)立懸架，鑒于上面所敘說的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)，所以我選擇的是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。下圖是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的幾種轉(zhuǎn)向輸出方式，根據(jù)我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的機(jī)構(gòu)以及車架和前懸架的特點(diǎn)，我選擇的是圖 c 的那種轉(zhuǎn)向輸出方式。 圖 4-2 輸出方式(2)制動(dòng)系汽車制動(dòng)器中有兩種形式，鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用于各類汽車上。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動(dòng)過程中散熱性能差和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降，因此在近三十年中，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類轎車中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)?！　〉湫偷墓氖街苿?dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸（制動(dòng)分泵） 、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動(dòng)的，上面裝有制動(dòng)蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。制動(dòng)鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在轎車制動(dòng)鼓上，一般只有一個(gè)輪缸，在制動(dòng)時(shí)輪缸受到來自總泵液力后，輪缸兩端活塞會(huì)同時(shí)頂向左右制動(dòng)蹄的蹄端，作用力相等。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動(dòng)鼓作用于制動(dòng)蹄的壓力左右不對(duì)稱，造成自行增力或自行減力的作用。因此，業(yè)內(nèi)將自行增力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄，自行減力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為從蹄，領(lǐng)蹄的摩擦力矩是從蹄的 2～2.5 倍，兩制動(dòng)蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。為了保持良好的制動(dòng)效率，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間要有一個(gè)最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙增大，需要有一個(gè)調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)。過去的鼓式制動(dòng)器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙?，F(xiàn)在轎車鼓式制動(dòng)器都是采用自動(dòng)調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后會(huì)自動(dòng)調(diào)整與制動(dòng)鼓間隙。當(dāng)間隙增大時(shí)，制動(dòng)蹄推出量超過一定范圍時(shí)，調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)會(huì)將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個(gè)齒接合的位置，從而增加連桿的長度，使制動(dòng)蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙?！　?轎車鼓式制動(dòng)器一般用于后輪（前輪用盤式制動(dòng)器） 。鼓式制動(dòng)器除了成本比較低之外，還有一個(gè)好處，就是便于與駐車（停車）制動(dòng)組合在一起，凡是后輪為鼓式制動(dòng)器的轎車，其駐車制動(dòng)器也組合在后輪制動(dòng)器上。這是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，它完全與車上制動(dòng)液壓系統(tǒng)是分離的：利用手操縱桿或駐車踏板（美式車）拉緊鋼拉索，操縱鼓式制動(dòng)器的杠件擴(kuò)展制動(dòng)蹄，起到停車制動(dòng)作用，使得汽車不會(huì)溜動(dòng)；松開鋼拉索，回位彈簧使制動(dòng)蹄恢復(fù)原位，制動(dòng)力消失。盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定， 在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來說比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。我所合計(jì)的電動(dòng)觀光車是一輛低速的電動(dòng)車，行駛路況較好，為了降低成本，后輪將采用鼓式制動(dòng)器，前輪采用盤式制動(dòng)器。3.6 電動(dòng)車傳動(dòng)系的布置形式和驅(qū)動(dòng)橋的選擇(1)傳動(dòng)系的布置形式我在設(shè)計(jì)中采用后置后驅(qū)—RR：即發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)在大型客車上多采用這種布置型式，少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫和噪聲對(duì)駕駛員的影響。缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)散熱條件差，行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠(yuǎn)距離操縱也使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜、維修調(diào)整不便。但由于優(yōu)點(diǎn)較為突出，在大型客車上應(yīng)用越來越多。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)是電力式傳動(dòng)系統(tǒng)，它和燃油汽車的靜液式傳動(dòng)系統(tǒng)有些類似。我采用的也是后置后驅(qū)—RR，電動(dòng)機(jī)固定在后軸上，省去了傳動(dòng)裝置，離合器和變速器也都用不著，使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，同時(shí)也降低了汽車的自重，提高了汽車的動(dòng)力性性能。(2)驅(qū)動(dòng)橋的選擇汽車驅(qū)動(dòng)橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其作用主要有：支撐并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等，使左右驅(qū)動(dòng)車輪的軸向相對(duì)位置固定；同從動(dòng)橋一起支撐車架及其上的各總成質(zhì)量；汽車行駛時(shí)，承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩并經(jīng)懸架傳給車架等。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度且質(zhì)量小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。由于橋殼的尺寸和質(zhì)量比較大，制造較困難，故其結(jié)構(gòu)型式應(yīng)在滿足使用要求的前提下應(yīng)盡可能便于制造。驅(qū)動(dòng)橋殼分為整體式橋殼，分段式橋殼和組合式橋殼三類。整體式橋殼具有較大的強(qiáng)度和剛度，且便于主減速器的裝配、調(diào)整和維修，因此普遍應(yīng)用于各類汽車上。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車采用的是整體式后軸驅(qū)動(dòng)橋，主減速器和差速器是做成一體的，而電機(jī)固定在后軸上，利用齒輪連接直接與主減速器嚙合，省去了萬向傳動(dòng)裝置。第四章 參數(shù)的校核在參數(shù)校核的第一步要進(jìn)行的是汽車總質(zhì)量的估算：電機(jī)的質(zhì)量為 50kg，鉛酸蓄電池一共 4 個(gè)，共計(jì) 73 4=292 kg，乘客 8名，共計(jì) 8×65=520kg，除了這?些電動(dòng)車上面其余的質(zhì)量預(yù)計(jì)為 400 kg。預(yù)計(jì)汽車總質(zhì)量： ；計(jì)507346540126Qmkg?????130Qmkg?汽車的最高車速是已知的， max2/ukh?公式： .................................（2）max0.37nrui??由（2）式，即可得max ax20.195. .372/r kmhi i????出 ，故取 =5.85.7i?其中 ：電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速maxn：車輪半徑r：汽車減速比i下面要驗(yàn)證 取 5.8 是否滿足要求：根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的，汽車至少要能克服爬坡度為 15%的坡道，即在坡度角為的坡道上也能正常行駛。下面根據(jù)公式來確定減速比的大小8.63?公式 ...................................（3）max(cosin)tqTGfri????由（3）式 ax(si)1309.8(0.15.)0.19592tqTfi ????經(jīng)計(jì)算汽車爬坡所要克服的阻力大小為：公式： sincosfiQQFmgf????............................（4）sincos1309.8sin.63109.815cos8.63209.4fiQQFmgf N?????????其中 ：滾動(dòng)阻力f：坡道阻力i：坡度角?要使汽車能正常行駛，減速比 需滿足一定要求，此時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力所要達(dá)到i的要求為： 150.920.94.tqTtiiFr????即 2.9i?其中 ：電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩tqT：機(jī)械效率：車輪半徑r由以上計(jì)算可知， 取 5.8符合要求。i取 5.8后汽車的最高速度發(fā)生了變化，要重新計(jì)算：由公式（2）可得，imaxmax20.1950.37.3724.76/25/8nru kmhkhi??????最后要驗(yàn)證的是汽車的續(xù)行駛里程：即汽車的續(xù)行駛里程也符合要求，通過以上的驗(yàn)證，可知所取參數(shù)都符合要求。整理一下上面的計(jì)算以及驗(yàn)證，下面是最后確定的參數(shù)：汽車主減速比：5.8汽車總質(zhì)量：1300kg汽車最高車速：24.765km/h汽車電機(jī)額定功率：2.5kw汽車所使用電池容量：200Ah汽車的續(xù)行駛里程：95.10km第 5章 小結(jié)過去的兩個(gè)多月里我都一直在做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。我非常想要做好它，因?yàn)樽鐾赀@次的設(shè)計(jì)就意味著大學(xué)的結(jié)束了。我很希望有個(gè)很滿意的結(jié)局。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，越來越發(fā)現(xiàn)自己對(duì)于汽車知識(shí)的匱乏。還好在大學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中曾完成過多次課程設(shè)計(jì)。對(duì)于設(shè)計(jì)的大概流程還是比較清晰的。過去的一段時(shí)間里，整個(gè)人都埋在汽車資料里。但是對(duì)于汽車的了解一樣在很表面的程度。這次我的設(shè)計(jì)題目是電動(dòng)觀光汽車，可能由于是近幾年才比較普及的關(guān)系，相關(guān)的資料非常的少。我就在各個(gè)圖書館和網(wǎng)絡(luò)論壇上找資料，最后能夠做出這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺自己成長了不少。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，也更加鞏固了我的汽車知識(shí)，不僅僅是知道是怎么樣，還知道了為什么要這樣。另外在這之中學(xué)到的設(shè)計(jì)能力和解決問題的能力，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作將會(huì)有巨大的影響和幫助。希望在接下來的學(xué)習(xí)和工作當(dāng)中，我都能保持刻苦鉆研的精神，永遠(yuǎn)把自己當(dāng)作初學(xué)者來對(duì)待。在不久的將來，希望以一個(gè)中國的成功汽車人的身份來幫助祖國發(fā)展民族汽車工業(yè)。 致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我最要感謝的就是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師田老師。因?yàn)槭堑谝淮巫鲞@樣重要的設(shè)計(jì)，所以在做的過程中會(huì)遇到很多問題。然后我們就會(huì)去請(qǐng)教田老師。不管多忙，田老師都會(huì)抽出時(shí)間不厭其煩的為我們解答問題。最后在田老師的指導(dǎo)下順利完成了這次設(shè)計(jì)，因此我非常的感謝和敬佩田老師在大多數(shù)時(shí)間里，我們幾個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)在一個(gè)小組的同學(xué)都會(huì)互相幫助，想盡量以自己的能力解決問題。在此之中，我們不僅僅學(xué)到了知道，也從中得到了團(tuán)結(jié)協(xié)作的快樂。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中留下了許多的回憶，在以后想起來也會(huì)不禁的會(huì)心一笑。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)快要結(jié)束了。在過程中有很多人都幫助過我，指導(dǎo)過我。在此，我對(duì)你們衷心的說聲謝謝。謝謝兄弟姐妹們！謝謝大學(xué)之中教導(dǎo)過我的老師們！謝謝畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師田老師！ 參考文獻(xiàn)（1）朱正禮. 殷承良 張建武 基于遺傳算法的純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成參數(shù)優(yōu)化[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)， 2004， 38 （11)1907-1912.（2）于金風(fēng) .電動(dòng)汽車動(dòng)力性初步研究[D]. 洛陽： 河南科技大學(xué),2003.（3）余志生 .汽車?yán)碚揫M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2000.（4）萬沛霖 電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版, 1998.1-14 ，34-42.(5) 徐東輝 . 論發(fā)展限定范圍的電動(dòng)汽車[J] . 專用汽車 , 1999（1）: 5 - 7.(6) 李春霞. 電動(dòng)汽車用先進(jìn)電池的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 電池 , 2003（2）: 83 - 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