1、SRP項(xiàng)目設(shè)計(jì)題目：基于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)SUV純電動(dòng)化改造 學(xué) 院 機(jī)械與汽車工程 專 業(yè) 車輛工程 學(xué)生姓名 官川豐 學(xué)生學(xué)號(hào) 201230080156 指導(dǎo)教師 羅玉濤 提交日期 2014年 12月26日 指導(dǎo)教師簽名： 摘 要 新能源車現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車行業(yè)頗具前瞻性的領(lǐng)域，而新能源車型的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有著不小的區(qū)別，而其中有一類驅(qū)動(dòng)技術(shù)有著很大的發(fā)展前景，這就是輪轂電機(jī)技術(shù)。輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡化。輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車

2、，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對于乘用車所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術(shù)有所涉足。那之后，國內(nèi)部分車企也投入資金加入了研發(fā)輪轂電機(jī)技術(shù)的陣營。原因在于，其具有眾多傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：一、 省略大量傳動(dòng)部件，可以大大簡化車體結(jié)構(gòu)，這樣也可以避免在傳動(dòng)過程中造成的。二、 可實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)類型，無論是兩軸還是多軸汽車，只要加裝輪轂電機(jī)，即可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的分配。只需要設(shè)置合理的控制單元安排各個(gè)輪轂電機(jī)之間的協(xié)同工作。三、 便于與多種新能源技術(shù)相配合。無論新能源電池，物理電池還是傳統(tǒng)的

3、電池，都可以為輪轂電機(jī)提供能量。本SRP項(xiàng)目旨在將輪轂電機(jī)加裝一個(gè)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的SUV上，讓其可以脫離汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，單憑借輪轂電機(jī)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)前行，倒退等功能。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；C語言程序；輪轂電機(jī)；SUV。目 錄摘 要1第一章SRP項(xiàng)目概述51.1項(xiàng)目的目的51.2 項(xiàng)目研究的思路51.3 項(xiàng)目研究與實(shí)踐6第二章 輪轂電機(jī)的建模92.1 車輪92.2 輪轂電機(jī)車軸固定塊92.3 輪轂電機(jī)外殼（靠近半軸一側(cè)）102.4 輪轂電機(jī)外殼（靠近車輪一側(cè)）112.5 車輪幅板122.6 輪轂電機(jī)裝配圖13第三章 控制模塊相關(guān)固定件建模143.1 固定件1：143.2 固定件2143.3 固定件31

4、53.4 固定件4163.5 固定件5173.6 固定件618第四章 控制模塊主體建模191、192、193、204、控制模塊裝配體20第五章 電機(jī)車輪部分連接設(shè)計(jì)211、車底懸架實(shí)物圖（為改裝的基礎(chǔ)）212、213、224、225、車架與車輪建模236、減震器237、上擺臂248、下擺臂249、裝配總成圖25總結(jié)和心得體會(huì)25參考文獻(xiàn)26第一章 SRP項(xiàng)目概述 1.1 項(xiàng)目的目的1、 建立輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案，根據(jù)結(jié)構(gòu)方案建立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模型并確定電機(jī)、電池參數(shù)和控制模型。2、 對原汽車的相關(guān)部件進(jìn)行拆除和改造，并根據(jù)汽車的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行電池模塊、變頻器模塊、控制模塊等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3、

5、 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì)，并加工出樣機(jī)。4、 設(shè)計(jì)并制作控制系統(tǒng)。完成控制策略設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速測量裝置的設(shè)計(jì)制作，包括傳感器的選型，安裝，檢測電路的設(shè)計(jì)制作，單片機(jī)檢測程序的編制、調(diào)試。5、 進(jìn)行輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)輪系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，然后安裝到汽車上進(jìn)行整車實(shí)驗(yàn)。1.2 項(xiàng)目研究的思路研究方案流程圖：討論項(xiàng)目大綱分配任務(wù)查閱基本資料查閱重點(diǎn)資料各自完成已分配的任務(wù)根據(jù)任務(wù)完成情況撰寫結(jié)題報(bào)告修改結(jié)題報(bào)告提交結(jié)題報(bào)告注：（1）基本資料：SolidWorks教程，CATIA教程，電路（第五版），模擬電路基礎(chǔ)， 數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)；（2）重點(diǎn)資料：VC+編程，軟件Keil uVision3應(yīng)用教程，單片機(jī)教程，

6、A/D轉(zhuǎn)換資料，C程序設(shè)計(jì)（第四版），OpenGL庫函數(shù)等。1.3 項(xiàng)目研究與實(shí)踐1. 第一階段：指導(dǎo)教師召集學(xué)生開會(huì)介紹本項(xiàng)目的意義，并討論項(xiàng)目的方向與步驟，先總后分，由細(xì)入微剖析項(xiàng)目的各方面。1） 主題方案的確定我們目的是將一臺(tái)江淮瑞鷹SUV改裝成為一臺(tái)可以脫離汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，單單憑借輪轂電動(dòng)機(jī)動(dòng)力行駛的載具。以下是江淮瑞鷹SUV的發(fā)動(dòng)機(jī)以及車體車身部分參數(shù)。 瑞鷹2011款 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)2.0T 177馬力L4長*寬*高(mm)4500*1820*1730車身結(jié)構(gòu)5門5座SUV軸距(mm)2620前輪距(mm)1540后輪距(mm)1540最小離地間隙(mm)207整備質(zhì)量(kg)1

7、645車門數(shù)(個(gè))5座位數(shù)(個(gè))5行李廂容積(L)776驅(qū)動(dòng)方式前置四驅(qū)前懸架類型麥弗遜式獨(dú)立懸架后懸架類型雙叉臂式，帶雙向充氣式減振器及螺旋彈簧車體結(jié)構(gòu)承載式前輪胎規(guī)格225/70 R16后輪胎規(guī)格225/70 R162）主題確定后的討論改裝設(shè)計(jì)步驟的確定： 老師給出了具體的設(shè)計(jì)步驟，首先先去測繪輪轂電機(jī)的直徑，厚度等尺寸；再去測繪控制模塊以及電池的尺寸。根據(jù)測繪得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，然后就可以進(jìn)一步根據(jù)車體的結(jié)構(gòu)確定安裝方位和方式。思考適宜的懸架形式，將輪轂電機(jī)安裝到SUV上。最后再采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，對輪轂電機(jī)加以控制，以實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)合理的配合運(yùn)作。任務(wù)的分工： 在確定了具體的設(shè)計(jì)以及安裝

8、步驟之后，我們就可以進(jìn)行任務(wù)的分工了。由以上步驟，可以將任務(wù)具體分成：測繪，建模，懸架設(shè)計(jì)，控制模塊的搭建（單片機(jī)的選用和編程）。具體要求如下： 測繪：1識(shí)圖、審圖、繪圖的能力。2掌握不同工程類型、不同施工方法對測量放線不同要求的能力。3了解儀器構(gòu)造、原理，掌握儀器的使用、檢校、維修的能力。4對各種幾何形狀、數(shù)據(jù)、點(diǎn)位的計(jì)算與校核的能力。5了解誤差理論，能針對誤差產(chǎn)生的原因采取措施，以及對各種觀測數(shù)據(jù)處理的能力。 建模：1、模型的質(zhì)量 、嚴(yán)格遵守對齊原則。對齊有兩種，一種是捕捉對齊；另一種是用對齊工具，捕捉對齊時(shí)要用2.5維捕捉，這樣可防止對齊的錯(cuò)誤出現(xiàn)。、能用二維建模的盡量不用三維

9、建模(poly建模除外,因?yàn)樗莻€(gè)很好用的另一種建模方法)。這樣可以隨時(shí)修改，便于操作。 、從學(xué)習(xí)的開始就要養(yǎng)成這種專業(yè)習(xí)慣，到以后就會(huì)感覺非常輕松，不好的專業(yè)習(xí)慣必須克服。 2、建模的速度 、不管你是用哪個(gè)版本的軟件，都要找到它的快捷鍵，如果習(xí)慣了用以前版本的快捷鍵，你可以在新版本軟件中載入原來的快捷鍵。 、全英文界面和一個(gè)視窗操作。這里說的全英文界面決不是“崇洋媚外”，相信大家能理解。而一個(gè)視窗操作才將你的顯示器發(fā)揮出最大的功效，并且很節(jié)省你的眼睛，由于顯示的圖形大，你操作時(shí)也不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，這些都會(huì)無形的縮短制作的輔助時(shí)間。一個(gè)視窗操作的另一層含義

10、是說明你的三維感覺已經(jīng)具備，一個(gè)三維感覺不強(qiáng)烈的人怎么能提高做圖的速度呢。視窗背景色要用黑色。 3、制作模型的基礎(chǔ)制作模型要嚴(yán)格，因?yàn)檫@是基礎(chǔ)。但好多學(xué)員不會(huì)感覺有多大困難是因?yàn)樵谖覀儗W(xué)習(xí)過程中不斷滲透和完善的過程，總是循序漸進(jìn)沿著專業(yè)建造模型的方法前進(jìn)的。對于已經(jīng)養(yǎng)成不很專業(yè)建模的學(xué)員來講，有時(shí)再回頭走這條路會(huì)感覺到無所侍從、適應(yīng)不了，有的感覺非常困難。這時(shí)不要著急，按著好的學(xué)習(xí)方法強(qiáng)化自己，很快就會(huì)回到正常的軌道上。 4、命令要準(zhǔn)確 、命令準(zhǔn)確程度關(guān)系到我們制作模型的準(zhǔn)確性和質(zhì)量，也關(guān)系到制作效率的問題。 、命令不要重復(fù)。 懸架設(shè)計(jì)：要求設(shè)計(jì)出的懸架

11、能夠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，并減少由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛?？刂颇K要求：1、具備協(xié)調(diào)控制兩側(cè)輪轂電機(jī)以保證其協(xié)調(diào)工作的能力，使車輪在盡可能合理的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作，減少不必要的滑動(dòng)摩擦。2、具有一定的抗干擾能力，由于車身結(jié)構(gòu)所制約，電池組可能放離控制模塊較近的部位，所以要求控制器能在有較強(qiáng)磁場干擾的條件下正常工作。3、可以在給定的額定電壓范圍內(nèi)正常工作。第二章 輪轂電機(jī)的建模2.1 車輪2.2 輪轂電機(jī)車軸固定塊2.3 輪轂電機(jī)外殼（靠近半軸一側(cè)）2.4 輪轂電機(jī)外殼（靠近車輪一側(cè)）2.5 車輪幅板2.6 輪轂電機(jī)裝配圖第三章

12、控制模塊相關(guān)固定件建模3.1 固定件1：3.2 固定件23.3 固定件33.4 固定件43.5 固定件53.6 固定件6第四章 控制模塊主體建模1、2、3、4、控制模塊裝配體第五章 電機(jī)車輪部分連接設(shè)計(jì)1、車底懸架實(shí)物圖（為改裝的基礎(chǔ)）2、3、4、5、車架與車輪建模6、減震器7、上擺臂8、下擺臂9、裝配總成圖總結(jié)和心得體會(huì)經(jīng)過一年的SRP項(xiàng)目的學(xué)習(xí)研究，我收獲良多。以前從沒有過做項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，所以剛開始接觸這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，可以說毫無頭緒，不知道從哪里著手。在老師的指導(dǎo)下，我漸漸知道我需要做什么，可以做什么。我負(fù)責(zé)的部分剛好和我的專業(yè)相對應(yīng)。項(xiàng)目剛開始的時(shí)候，我不知道該用什么來收集傳感器輸出的信號(hào)，不知道該怎么測繪，不知道怎么設(shè)計(jì)懸架受力，不知道怎么用單片機(jī)采集數(shù)據(jù)以及執(zhí)行控制。但是經(jīng)過一年以來關(guān)于課題的相關(guān)努力，培養(yǎng)了我使用測繪工具的能力，使用catia等建模軟件建模的能力，以及使用KEIL C51編寫單片機(jī)程序的能力。