第1頁(yè)共67頁(yè)電動(dòng)車第一章設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源本次畢業(yè)設(shè)計(jì)由老師輔導(dǎo),老師經(jīng)過(guò)多方面的搜集資料研究課題,最后他發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車將是21世紀(jì)城市的主要的交通工具之一。根據(jù)相關(guān)的資料,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市的汽車保有量急劇提高，然而，燃油汽車的尾氣排放已經(jīng)是城市污染的主要來(lái)源，而且也給人們健康帶來(lái)危害。電動(dòng)車耗能低，噪音小，無(wú)尾氣排放，綠色環(huán)保，可以為廣大市民營(yíng)造良好的生活環(huán)境。所以，電動(dòng)汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油車是未來(lái)汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我們?cè)O(shè)計(jì)的DDF-8電動(dòng)游覽車體積小、外型美觀、能耗低、價(jià)格低；能夠滿足市民的多元化需求。該車可用于車站、高爾夫球場(chǎng)、高檔小區(qū)、校園等場(chǎng)所。起初，我們都認(rèn)為這個(gè)課題沒有什么難度，所以大家也就不急。但是，隨著設(shè)計(jì)一步一步的進(jìn)行，我發(fā)現(xiàn)了很多值得研究的問(wèn)題，例如，機(jī)體內(nèi)零部件的合理安置，某些重要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，車架的總體設(shè)計(jì)等等。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，從中感受到了機(jī)械設(shè)計(jì)帶給我們的快樂以及那種難得的成就感，同時(shí)，也學(xué)會(huì)了怎樣去思考問(wèn)題和解決問(wèn)題，這是書本上學(xué)不到的。這也是本次設(shè)計(jì)的最大收獲。第二章總體方案設(shè)計(jì)一、概述DDF-8型電動(dòng)游覽車車的總體設(shè)計(jì)及其電傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括電動(dòng)車的總體外型設(shè)計(jì)、8人的座椅總體設(shè)計(jì)、功率的確定、車速的確定、車架設(shè)計(jì)、懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、車橋設(shè)計(jì)等。二、總體方案設(shè)計(jì)與論證1、動(dòng)力源的選擇：關(guān)于DDF-8的動(dòng)力源問(wèn)題，我們考慮了多種設(shè)計(jì)方案。首先，從環(huán)境保護(hù)方面，我們想到太陽(yáng)能，因?yàn)樘?yáng)能不但無(wú)污染而且技術(shù)方面先進(jìn)，操作易行。但目前我國(guó)太陽(yáng)能技術(shù)還不夠成熟，功率很小，若采用與機(jī)型相配合的尺寸，不能夠達(dá)到所需要的功率，這一缺點(diǎn)也抑制了它在許多方面的啟用，而且從使用場(chǎng)合方面，陰雨天也無(wú)法工作，另外價(jià)格昂貴，很難得到推行。鑒于以上幾個(gè)方面的缺點(diǎn)，決定放棄這一方案。電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的首要關(guān)鍵，要想在較大范圍內(nèi)應(yīng)用電動(dòng)汽車，要依靠先進(jìn)的蓄電池經(jīng)過(guò)10多年的篩選，現(xiàn)在普遍看好的氫鎳電池，鋰離子和鋰聚合物電池。氫鎳電池單位重量?jī)?chǔ)存能量比鉛酸電池多一倍，其它性能也都優(yōu)于鉛酸電池。但目前價(jià)格為鉛酸電池的4-5倍，正在大力攻關(guān)讓它降下來(lái)。鋰是最輕、化學(xué)特性十分活潑的金屬，鋰離子電池單位重量?jī)?chǔ)能為鉛酸電池的3倍，鋰聚合物電池為4倍，而且鋰資源較豐富，價(jià)格也不很貴，是很有希望的電池。我國(guó)在鎳氫電池和鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面均取得了快速的發(fā)展。電動(dòng)汽車其他有關(guān)的技術(shù)，近年都有巨大的進(jìn)步，如：交流感應(yīng)電機(jī)及其控制，稀土永磁無(wú)刷電機(jī)及其控制，電池和整車能量管理系統(tǒng)，智能及快速充電技術(shù)，低阻力輪胎，輕量和低風(fēng)阻車身，制動(dòng)能量回收等等，這些技術(shù)的進(jìn)步使電動(dòng)汽車日見完善和走向?qū)嵱没?。我?guó)大城市的大氣污染已不能忽視，汽車排放是主要污染源之一，我國(guó)已有10個(gè)城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市之中。我國(guó)現(xiàn)今人均汽車是每1000人平均10輛汽車，但石油資源不足，每年已進(jìn)口幾千萬(wàn)噸石油，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，假如我國(guó)人均汽車持有量達(dá)到現(xiàn)在全球水平每1000人有110輛汽車，我國(guó)汽車持有量將成10倍地增加，石油進(jìn)口就成為大問(wèn)題。因此在我國(guó)研究發(fā)展電動(dòng)汽車不是一個(gè)臨時(shí)的短期措施，而是意義重大的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。鉛酸電池的應(yīng)用歷史最長(zhǎng)，也是最成熟，成本售價(jià)最低廉的電池。當(dāng)前存在的主要問(wèn)題是一次充電的行程短，一般約在30-40；就是快速充電也要4-6h，且質(zhì)量能只有。為此人們一直探索著如何改進(jìn)鉛酸電池的性能，開發(fā)能量效率更高、穩(wěn)定性更好，電荷容量更大的新電池。在改進(jìn)鉛酸電池性能方面，人們現(xiàn)在已在廣泛使用免維護(hù)電池。免維護(hù)電池給人們帶來(lái)了使用的方便性。為使使用鉛酸電池更可靠，人們開發(fā)了膠體電池。膠體電池也是鉛酸電池范疇的二次電池。它依然用密度為1.28g/的硫酸水溶液，但在其中添加了，電解液呈膠體狀--乳白色的凝膠，構(gòu)成了膠體電解質(zhì)。膠體的狀況會(huì)隨著溫度和電場(chǎng)的作用而變化。當(dāng)電池放電時(shí)，膠體的凝聚性會(huì)更明顯；溫度降低，膠體內(nèi)部溶液擴(kuò)散遷移及傳導(dǎo)性變差，內(nèi)電阻增加。在溫度升到30℃以上，外施單格電壓超過(guò)2.6V，要產(chǎn)生充電氣泡；充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高，特別是單格電壓超過(guò)2.7V，膠體常常會(huì)發(fā)生水解，放出大量和，并伴有硫酸和水外溢，膠體變成了液態(tài)。如及時(shí)停止充電，下降溫度，去掉外電壓，膠體還可重新恢復(fù)。它的性能、價(jià)格與鉛酸電池差不多，只是由于膠體電解質(zhì)具有不易滲漏性，能保證電源使用的可靠性。即使電池殼體產(chǎn)生了裂紋也可繼續(xù)使用，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)車輛的腐蝕作用。因此其可適用于道路狀況差(鄉(xiāng)間土路)和用電負(fù)荷變化大的車輛，如在中西部地區(qū)的山區(qū)、半山區(qū)、鄉(xiāng)村使用車輛的電池，軍用車輛的起動(dòng)用電池，以及由于環(huán)保要求，限制酸腐蝕的特種車輛等用的電池。由于電解質(zhì)中有存在，在極板硫化過(guò)程中，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生硫酸鉛、硫酸鍋結(jié)晶，從而防止了極板生成粗大的硫酸鉛結(jié)晶體，使極板不易硫化，容易再次充電活化；不易喪失極板的多孔性；還能防止正極板上生出尖銳的硫酸鉛突起，避免隔板被刺穿形成極板間短路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)電動(dòng)游覽車、高爾夫球車、機(jī)場(chǎng)牽引車等動(dòng)力源約90%采用鉛酸蓄電池，每年全國(guó)報(bào)廢的鉛酸蓄電池達(dá)到30萬(wàn)噸。由于工藝和成本的限制，其中只有很少部分進(jìn)行了無(wú)害化的回收處理。廢棄電池導(dǎo)致的各種污染和病癥經(jīng)常見諸報(bào)端，由此導(dǎo)致的治理及醫(yī)療成本等更是難以計(jì)數(shù)。燃料電池是以氫為燃料，能量轉(zhuǎn)化效率最高，既無(wú)污染物排放又不產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳的理想能量轉(zhuǎn)化裝置。二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，車用燃料電池有了飛速的發(fā)展，于是各大汽車公司競(jìng)相開發(fā)燃料電池概念車。在這一技術(shù)領(lǐng)域各國(guó)累計(jì)總投資已達(dá)１００億美元，并形成了日本豐田與美國(guó)通用、日本東芝與美國(guó)國(guó)際燃料電池公司、德國(guó)ＢＭＷ與西門子公司、美國(guó)福特與德國(guó)戴－克聯(lián)盟等一批實(shí)力強(qiáng)大的跨國(guó)聯(lián)盟。燃料電池又叫氫能發(fā)動(dòng)機(jī)。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）技術(shù)使目前世界上最成熟的一種能將氫氣與空氣中的氧氣化合成潔凈水并釋放出電能的技術(shù)。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）能量轉(zhuǎn)化效率高。

（2）可實(shí)現(xiàn)零排放。其唯一的排放物是純凈水（及水蒸氣）。

（3）運(yùn)行噪聲低，可靠性高。

（4）維護(hù)方便。

（5）氫是世界上最多的元素，氫氣來(lái)源極其廣泛，是一種可再生的能源資源，取之不盡、用之不絕。可通過(guò)石油、天然氣、甲醇、甲烷等進(jìn)行重整制氫，也可通過(guò)電解水制氫、光解水制氫、生物制氫等方法獲取氫氣。（6）氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用等技術(shù)目前已非常成熟、安全、可靠。

燃料電池的應(yīng)用十分廣泛：（1）用作助動(dòng)車、摩托車、汽車、船舶等交通工具動(dòng)力，以滿足環(huán)保對(duì)車船排放的要求并解決對(duì)石油燃料依賴過(guò)重的問(wèn)題。

（2）可用作分散型電站與電源。

燃料電池應(yīng)用前景廣闊，市場(chǎng)潛力巨大，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展均有重要意義。隨著氫燃料電池的逐步普及及應(yīng)用，人類將從目前使用碳?xì)淙剂现鸩睫D(zhuǎn)向使用氫燃料，從而告別化石能源而進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代。專家們預(yù)言：21世紀(jì)將是氫能的世紀(jì)，然而，燃料電池的高成本以及氫能的供給問(wèn)題是當(dāng)前未能很好解決的難題。為此，進(jìn)一步尋找低成本的燃料電池技術(shù)，更好地解決高效率制氫、高密度儲(chǔ)氫以及燃料電池汽車的安全運(yùn)行等問(wèn)題仍有待進(jìn)一步克服。

把成本和使用性能及環(huán)保等綜合起來(lái)評(píng)比，最后決定采用以鉛酸蓄電池為動(dòng)力，用電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋間接帶動(dòng)后橋傳動(dòng)，這樣使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)單化。

2、總體設(shè)計(jì)方案

DDF-8電動(dòng)游覽車設(shè)計(jì)原則是：體積小、外型美觀、能耗低、多元化需求。

（1）DDF-8電動(dòng)游覽車底盤選型燃料電池轎車是以我國(guó)一款成熟的轎車為原形的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的。DDF-8電動(dòng)游覽車底盤一般選用定型二類貨車底盤或?qū)Ｓ玫妆P。雖然定型汽車底盤技術(shù)性能好、質(zhì)量穩(wěn)定，但總體布局限制條件多。為優(yōu)化結(jié)構(gòu)，決定采用專用底盤，自行設(shè)計(jì)。可參見車架設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。

（2）總體設(shè)計(jì)說(shuō)明，總體布置示意圖如下所示：

（3）主要結(jié)構(gòu)型式和主要技術(shù)參數(shù)1）主要結(jié)構(gòu)型式電池：3-DG-170調(diào)速器：DC-C電動(dòng)機(jī):XQ-3.0-1H最大功率:3.0kW額定轉(zhuǎn)速：1500r/min續(xù)駛里程：80Km2)主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸（mm）3600×1200×1830軸距（mm）960輪距（mm）2460最小離地間隙（mm）114最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）4000最大爬坡度18%整備質(zhì)量（kg）1000最高車速20km/h輪胎145/70R123．穩(wěn)定性計(jì)算1）縱向穩(wěn)定性計(jì)算根據(jù)《汽車?yán)碚摗?，DDF-8電動(dòng)游覽車低速上坡，保證不縱向傾翻的極限坡度為：但此極限坡度受到車輪滑轉(zhuǎn)的限制，為使車輪滑轉(zhuǎn)發(fā)生在縱向傾翻之前，對(duì)于DDF-8電動(dòng)游覽車（后輪驅(qū)動(dòng)）應(yīng)滿足（式中-附著系數(shù)，取0.8）。而該DDF-8電動(dòng)游覽車滿足上述條件。2）橫向穩(wěn)定性設(shè)計(jì)在側(cè)坡上直線行駛時(shí)，當(dāng)坡度大到質(zhì)心通過(guò)一側(cè)車輪中心，而另一側(cè)車輪的地面法向反作用力等于0時(shí)，則DDF-8電動(dòng)游覽車將發(fā)生側(cè)向傾翻。顯然，此時(shí)，該角度大于GB725887《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中規(guī)定的。第三章動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)電機(jī)是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心。電動(dòng)汽車要求電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流較小,在滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下要求啟動(dòng)力矩較大。從蓄電池的容量而言要求電動(dòng)機(jī)的比功率、比轉(zhuǎn)矩和效率都盡可能的高。為使整車性能達(dá)到最佳匹配,還要求電動(dòng)機(jī)功率必須滿足整車的動(dòng)力性,滿足最高車速、爬坡、滿載加速等性能要求。作為汽車三大動(dòng)力性之一的加速性,直接影響汽車的起步、超車。由于電動(dòng)游覽車不會(huì)頻繁起步和超車，因此對(duì)加速性的要求可放低點(diǎn)。另外，電動(dòng)汽車所用牽引電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍，高效、低耗，各種配套的控制裝置的重量要盡可能輕，系統(tǒng)噪聲要低。另外，還要求可靠性好、耐高溫及耐潮、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合于大批量生產(chǎn)、使用維修方便、價(jià)格便宜等。一、電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于電動(dòng)車上的電極也各式各樣，層出不窮。因此選擇合適的電動(dòng)機(jī)參數(shù)是相當(dāng)重要的。電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)類型、電動(dòng)機(jī)額定功率和電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。1．電動(dòng)機(jī)類型的選擇用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)主要有以下幾種：直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)汽車所用各種牽引電動(dòng)機(jī)中，直流電動(dòng)機(jī)效率低、可靠性差、重量大；交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠；永磁電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的性能也都較直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)越，它們的基本性能比較見表1。表7.1電動(dòng)汽車常用各種電動(dòng)機(jī)的性能比較表項(xiàng)目?jī)?nèi)容直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)比功率低中高較高可靠性一般好優(yōu)優(yōu)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性差好一般優(yōu)外型大小大中小小目前成本較高低高較高控制器成本低較高較高一般表7.2美國(guó)通用汽車公司對(duì)各類電機(jī)的評(píng)價(jià)直流電動(dòng)機(jī)永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)最高效率85～8995～97～9091～9410%負(fù)載時(shí)的效率80～8773～8293～94最高轉(zhuǎn)速4000～60004000～1000015000以上9000～15000成本/單位軸功率20～305～202.75～5配套控制器的相對(duì)成本13.7～6.04～102.5～3.0電機(jī)的牢固性好尚可優(yōu)優(yōu)參照以上的說(shuō)明，結(jié)合電動(dòng)游覽車車實(shí)際工作情況，并考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)。我采用串勵(lì)直流牽引電機(jī)。下面簡(jiǎn)單介紹一下直流電機(jī)：（1）直流牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)直流牽引電動(dòng)機(jī)有轉(zhuǎn)子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞阻、機(jī)座和電刷換向裝置等主要部件組成。串激式直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組串聯(lián)，而它激式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組是分開的。（2）直流電動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)接上直流電源后，勵(lì)磁繞組將有勵(lì)磁電流通過(guò)，建立磁場(chǎng)。這磁場(chǎng)在空間固定不動(dòng)，當(dāng)電樞繞組經(jīng)電刷和換向器的滑動(dòng)接觸而通過(guò)電流時(shí)，受到固定不動(dòng)的勵(lì)磁磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁力，力的方向可按左手定則判定，通過(guò)控制電樞及勵(lì)磁繞組的電壓、電流大小調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)汽車輪子轉(zhuǎn)動(dòng)而驅(qū)電動(dòng)汽車。（3）直流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)以前通過(guò)電阻降壓調(diào)速，這要消耗大量能量。目前多數(shù)采用直流斬波器來(lái)控制它的輸入電壓、電流，根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的需要，脈沖輸出和變換直流電動(dòng)機(jī)所需從零到最高電壓，來(lái)控制和驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的容量范圍大，可以根據(jù)需要選用。其制造技術(shù)和控制技術(shù)都較成熟，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。但直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上有電刷、換向器等易磨損件，因此存在維修保養(yǎng)困難、壽命較短、使用環(huán)境要求高。2．電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率若選小了,則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在過(guò)載狀態(tài)下運(yùn)行,會(huì)因過(guò)熱而過(guò)早損壞,還有可能承受不了沖擊負(fù)載或造成起動(dòng)困難。額定功率若選得過(guò)大,電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在欠載下運(yùn)行,其效率及功率因數(shù)等指標(biāo)變差,使綜合經(jīng)濟(jì)效益下降。正確選擇電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)考慮動(dòng)汽車最高車速、爬坡、滿載加速等性能要求。(1)最高車速:作為電動(dòng)游覽車多數(shù)情況下是以中、低速行駛,因此,最高車速可以定得低些。(2)加速性能:一般來(lái)說(shuō),電動(dòng)汽電動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備功率越高,加速性越好,但又會(huì)使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于欠載下工作。為了不浪費(fèi)能源盡可能提高電動(dòng)機(jī)的使用效率,其加速性考慮到行駛工況的復(fù)雜性,如坑洼路面、坡度、滿載啟動(dòng)加速等,這就要求電動(dòng)機(jī)有一定的過(guò)載能力,能發(fā)出高于額定轉(zhuǎn)矩1.5～3倍的轉(zhuǎn)矩。同燃油汽車一樣,設(shè)計(jì)中一般先從預(yù)期的最高車速來(lái)初步擇電動(dòng)機(jī)的功率,使功率大體等于、但不小于以最高車速行駛時(shí)行駛阻力功率之和。①根據(jù)燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)功率選擇計(jì)算式：Pemax為電動(dòng)機(jī)的最大功率（kw）； ηT為傳動(dòng)效率，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的4×2汽車可取為90%；ma為汽車總質(zhì)量（Kg）；g為重力加速度m/s2fr滾動(dòng)阻力系數(shù)，fr其范圍為0.015～0.020；V用最高車速代入。CD為空氣阻力系數(shù)貨車取0.80-1.00，轎車取0.30～0.35，大客車取0.60～0.70；A為正面投影面積（㎡）；vamax為高車速（km/h）。根據(jù)上式，結(jié)合實(shí)際情況，我們?nèi)ˇ荰為0.90，ma為1000Kg，g=9.8m/s2，fr=0.015，CD為0.80，A=1.9125㎡，=20Km代入①中：可求得Pemax=3.0kw3．電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速(或額定頻率)的選擇額定功率相同的電動(dòng)機(jī),額定轉(zhuǎn)速高時(shí),其體積小、重量輕、價(jià)格低、效率功率因數(shù)也較高,且從整車性能來(lái)說(shuō)既可減少實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)械損耗,也可控制系統(tǒng)提供較大的調(diào)速范圍,因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高越有利。但在汽車的行駛速度一定時(shí),電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速越高,則傳動(dòng)速比大,有可能加大主減速器的速比和尺寸。而在此車中，我們是將電機(jī)的輸出直接引入后橋主減速器上的。最高時(shí)速選為20km。綜合考慮以上因素，結(jié)合電機(jī)的速度范圍，我們?nèi)‰姍C(jī)的額定轉(zhuǎn)速取為1500r/min左右。結(jié)合以上幾點(diǎn)，我們選取XQ-3.0-1H。其主要參數(shù)表3：XQ-3.0-1H主要參數(shù)型號(hào)XQ-3.0-1H額定轉(zhuǎn)速1500r/min重量56Kg額定功率3.0kw勵(lì)磁方式串勵(lì)防護(hù)形式IP20額定電壓48V機(jī)座外徑242mm額定電流139A二、電動(dòng)機(jī)調(diào)速器的選擇電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置是為電動(dòng)汽車的變速和方向變換等設(shè)置的，其作用是控制電動(dòng)機(jī)的電壓或電流，完成電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。早期的電動(dòng)汽車上，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速采用串接電阻或改變電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)線圈的匝數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因其調(diào)速是有級(jí)的，且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)在已很少采用。目前電動(dòng)汽車上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速，通過(guò)均勻地改變電動(dòng)機(jī)的端電壓，控制電動(dòng)機(jī)的電流，來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。在電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其他電力晶體管（如GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斬波調(diào)速裝置所取代。在選擇調(diào)速器時(shí)首先要考慮滿足電動(dòng)機(jī)功率的要求,此外,還要考慮調(diào)速器能根據(jù)整車的行駛要求,按照預(yù)定的調(diào)速邏輯對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)在網(wǎng)上查閱各種控制器的資料最后我們選擇了山東火云公司生產(chǎn)的調(diào)速器，火云公司系列直流電機(jī)斬波調(diào)速器采用電動(dòng)車專用控制電路和國(guó)際上先進(jìn)的SMD工藝制成，能使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，減少電機(jī)和蓄電池發(fā)熱，延長(zhǎng)電機(jī)和蓄電池的使用壽命，高效節(jié)能，性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。其主電路基板為本公司獨(dú)家研制生產(chǎn)的陶瓷覆銅板（DCB），導(dǎo)電性、絕緣性和耐久性國(guó)際領(lǐng)先。產(chǎn)品選用模塊封裝，將主電路與斬波調(diào)速控制電路集成在一起，體積小，安裝方便；封裝材料防潮、抗老化；外型美觀、精巧。其主要技術(shù)參數(shù)如下：表7.4DC-C型調(diào)速器參數(shù)型號(hào)額定工作電壓額定工作電流瞬時(shí)最大電流適用電機(jī)DC-C48（V）80（A）500（A）1500～3000（W）三、蓄電池的選擇選擇蓄電池時(shí),所選擇的蓄電池、電動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)必須合理匹配,電動(dòng)汽車才能獲得高的性能與效率，同時(shí)使汽車更具經(jīng)濟(jì)性。蓄電池參數(shù)的選擇主要包括蓄電池類型、蓄電池電壓與蓄電池容量這三方面。在選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：（1）不同類型的蓄電池其性能價(jià)格比都不一樣,選用何種類型的蓄電池,既要考慮改裝后車輛的動(dòng)力性指標(biāo),也要考慮其價(jià)格因素。目前,一些高能電池如鎳氫電池、鋰電池、燃料電池等,由于其價(jià)格昂貴,不適合我國(guó)的國(guó)情,而鉛酸電池由于其技術(shù)較成熟,比功率也較大,且價(jià)格便宜,因此在我國(guó)比較普及,用得較多。（2）蓄電池的電壓高些,在一定功率條件下,電流較小,從而可以減少線路的功率損失。但另一方面受安全性影響和電子元件性能的限制,電壓也不宜太高,一般在240V以下。（3）蓄電池的類型一定后,其容量隨蓄電池質(zhì)量的增加而增加,從而可使續(xù)駛里程也增加,但蓄電池質(zhì)量的增加又受汽車的空間結(jié)構(gòu)及底盤承載能力的限制,故蓄電池的容量也不宜太大。在選型進(jìn)行之前，必須對(duì)整車功率進(jìn)行計(jì)算：=2.5（Kw）根據(jù)電池的放電規(guī)律，電池的標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間一般為5小時(shí)。因此我們的連續(xù)行駛時(shí)間也為5小時(shí)。=5×2.5=12.5（Kw）綜合考慮以上幾點(diǎn)，并通過(guò)上網(wǎng)查閱各蓄電池生產(chǎn)廠家的資料我們最后選擇了鎮(zhèn)江通達(dá)蓄電池廠生產(chǎn)的電池，其主要參數(shù)如下。表7.53-DG-170蓄電池參數(shù)型號(hào)5小時(shí)額定容量（Ah）最大外型尺寸參考質(zhì)量容量材料極柱數(shù)量單體電池電壓長(zhǎng)寬高總高無(wú)液（Kg）帶液（Kg）LWHH3-DG-1701702451902752882028PP26（V）至于電池單體的個(gè)數(shù)可由下式確定：取整為Z=8。第四章車架設(shè)計(jì)一、車架總體設(shè)計(jì)前的注意事項(xiàng)1．車架總體設(shè)計(jì)要求電動(dòng)游覽車是以我國(guó)一款成熟的電動(dòng)游覽車為原型車的基礎(chǔ)上進(jìn)行改制設(shè)計(jì)的。首先,按照汽車車身設(shè)計(jì)的一般原則確定汽車車身的基本參數(shù),包括總長(zhǎng),總寬,總高,軸距,離地間隙,接近角、離去角等,并初步畫出汽車的外形草圖,如圖下所示。在確定汽車的基本參數(shù)和外形特征時(shí)，由于要最大可能借用原型車的零部件,如前后懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、儀表板、座椅等，所以充分考慮了原型車的基本參數(shù)和外形，基本做到各種參數(shù)與原型車的相同或相近，然后，在草圖上進(jìn)行初步布置。燃料電池汽車的各個(gè)動(dòng)力總成部件被分別布置在車架的后部。在進(jìn)行這些部件布置時(shí),由于蓄電池和燃料電池堆被分別安裝于座椅下方,發(fā)現(xiàn)如果按照原型車的空間進(jìn)行布置時(shí)，燃料電池汽車車架的最小離地間隙過(guò)小將無(wú)法滿足法規(guī)的要求,經(jīng)討論研究決定將車身骨架適當(dāng)?shù)奶Ц?然后在車架設(shè)置鐵籃用以放置燃料電池,以滿足總成的布置空間要求。2．功能性和工藝性的要求在設(shè)計(jì)車架的鋼管件的形狀和連接時(shí)必須根據(jù)車架的功能性和生產(chǎn)的工藝性來(lái)設(shè)計(jì)，同時(shí)還要盡量使設(shè)計(jì)的車架造型美觀。在功能性方面需要注意如下幾點(diǎn)：1）車身的關(guān)鍵定位點(diǎn)，如前、后懸架與汽車車身的連接點(diǎn)，轉(zhuǎn)向器與車身的連接點(diǎn)，必須確保與原型車一致，不得任意變動(dòng)。車架取消了副車架，懸架下擺臂直接用支架安裝在車架上，前懸架與車架的連接采用碗狀結(jié)構(gòu)，后懸架與車架的連接處采用槽鋼連接，可以較好地保證安裝精度。2）車架的外形設(shè)計(jì)不得與汽車運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)相干涉。如前后輪胎的跳動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向桿的運(yùn)動(dòng)等。在設(shè)計(jì)中參考了原車的輪包的位置，車架梁不應(yīng)與原車輪干涉。同時(shí)也要盡量避開轉(zhuǎn)向器拉桿和汽車傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)位置。3）車架的縱梁和橫梁的位置布置應(yīng)滿足燃料電總成的安裝要求。且盡量保證各個(gè)總成的安裝方便可靠。如在電動(dòng)機(jī)的安裝位置布置電動(dòng)機(jī)橫梁，車架底部縱梁的間隙與蓄電池組和燃料電池堆的寬度相適應(yīng)以利于這些部件的安裝。工藝性方面需要注意如下幾點(diǎn)：1）在設(shè)計(jì)鋼管的走向時(shí)，盡量避免了小半徑的圓弧和過(guò)多的折線；盡量采用平面曲線，避免空間曲線；曲線部分應(yīng)保證圓滑過(guò)渡，管路盡量垂直相交。小半徑的圓弧將造成鋼管過(guò)分拉伸和褶皺，易出現(xiàn)應(yīng)力集中和裂紋。2）在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，盡量減少汽車車架鋼管的數(shù)量和鋼管的壁厚，以減輕汽車車架的總體質(zhì)量。3）在鋼管的接頭上，應(yīng)避免多根鋼管焊接于同一點(diǎn)，造成焊接施工的不便。有些焊接點(diǎn)在內(nèi)部的，焊接處周圍應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g使焊槍能夠伸入作業(yè)。3．車架設(shè)計(jì)的基本原則車架是車輛的骨架，是車輛上用以安裝和固定各主要總成、零部件、乘客、專用設(shè)備及裝置的主要承載件。車架在其使用過(guò)程中，不僅要承受由懸架系統(tǒng)所產(chǎn)生的各種反力的作用，而且要承受車輛行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的各種動(dòng)載荷的作用，因此，車架還是一個(gè)受力很大且受載情況十分復(fù)雜的部件。車架設(shè)計(jì)的基本原則是：1）具有足夠的強(qiáng)度，車架的主要零部件不受應(yīng)力而破壞。2）具有足夠的抗彎剛度。最大彎曲撓度應(yīng)小于10mm，以免車架上的總成因變形過(guò)大而早期損壞。3）車架要有合適的扭轉(zhuǎn)剛度，一般兩端的扭轉(zhuǎn)剛度大些，而中間小些。4）車架的自身總量要輕。一般應(yīng)在汽車整備質(zhì)量的10%左右。二、車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇1．縱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）縱梁為車架的主要承載零件，在汽車行駛當(dāng)中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直梁結(jié)構(gòu),長(zhǎng)度3100mm,高度170mm,寬度734mm。（2）縱梁的截面為槽形。槽形便于批量生產(chǎn)和加工，有利于等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，強(qiáng)度和剛度也能滿足。矩形易保證強(qiáng)度和剛度，但不便加工，不便與橫梁連接，且不易做到等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。故采用槽形截面。槽形斷面如圖所示，高63mm，寬40mm，厚7.5mm。在查詢了國(guó)內(nèi)外已完成的車架的資料，結(jié)合本車架結(jié)構(gòu)和承載的特點(diǎn)，初步確定采用6.3材料為16Mn的槽鋼。圖8.22．橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橫梁的主要作用是連接左右兩根縱梁成一完整的框架，保證車架有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。一般車架的剛度是兩端大，中間小。（1）車架前部的橫梁布置由于本車架前部裝有前覆蓋件和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，因此為了保證駕駛室在汽車行駛當(dāng)中不致扭壞，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不致由于車架的撓曲變形而影響轉(zhuǎn)向特性和操縱穩(wěn)定性。因此在前端布置了兩根抗彎強(qiáng)度較大的槽形梁（即第一橫梁和第二橫梁）。第二橫梁采用整體貫穿式,槽形斷面高63mm、寬40mm,采用厚7.5mm的16Mn槽鋼，第一橫梁開有保險(xiǎn)杠安裝孔。（2）車架后部橫梁布置由于本車的電池放在后輪前部的車架上，固在車架的中后部布置了兩根橫梁，橫梁上焊有吊兒，用于安裝電池。該車后鋼板彈簧為平衡懸架，懸架支座只與大梁的側(cè)翼面連接。為了保證汽車操作穩(wěn)定，減少軸轉(zhuǎn)向，提高側(cè)傾的穩(wěn)定性，這一部分設(shè)計(jì)剛性也應(yīng)較大。電機(jī)的質(zhì)量較重，固在車架后部布置了一根橫梁，梁上開有螺紋孔，用于加固電機(jī)。在車架尾部布置了一根槽型梁，用于安裝車的后地板。（3）車架中部橫梁布置由于車架前部和后部的彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均較大，因此車架的變形（彎曲、扭轉(zhuǎn)）均集中在中部，這一段應(yīng)允許有一定的撓曲變形來(lái)避免車架的早期損壞。因此，布置了兩根跨度較大的槽型梁。3．加強(qiáng)梁的布置（1）車架中部（即前懸后支架到平衡懸架支架之間）所受彎矩、扭矩最大，而且還是水平方向彎曲最大的部位。因此在這一區(qū)域應(yīng)加加強(qiáng)梁，由于下翼板所受彎曲應(yīng)力較大，因此，加強(qiáng)板梁在縱梁內(nèi)側(cè)緊貼下翼板，為了避免下翼板由于鉆孔而導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度下降，除與后加強(qiáng)板重疊部位，該加強(qiáng)梁與縱梁連接。4．縱梁與橫梁的連接縱梁與橫梁的連接方式有主要有兩種，一為鉚接，二為焊接。為了簡(jiǎn)化車架，采用焊接。如圖所示：5．注意開孔對(duì)車架的影響要盡量避免在高應(yīng)力區(qū)和車架上翼緣自由端附近開孔。第五章覆蓋件與座椅的設(shè)計(jì)一：概述1.前言社會(huì)不斷的向前發(fā)展，對(duì)與物質(zhì)文明的享受有非常大的提高，所以在設(shè)計(jì)覆蓋件與座椅的同時(shí)就要充分的考慮人機(jī)關(guān)系，當(dāng)然人的審美觀念也發(fā)生了，所以設(shè)計(jì)時(shí)也要適應(yīng)社會(huì)的變化。本車是電動(dòng)游覽車，如果它顏色造型很自然得體。那么會(huì)給整個(gè)過(guò)程帶來(lái)一中美的效果，本著這樣的原則設(shè)計(jì)了覆蓋件與座椅，覆蓋件與座椅技術(shù)美學(xué)設(shè)計(jì)的目的是，使覆蓋件與座椅的骨架結(jié)構(gòu)、造型風(fēng)格、內(nèi)外裝飾和整體造型與人的心理需要相協(xié)調(diào)，與自然美融為一體。

覆蓋件與座椅是整機(jī)的重要組成部分，其造型美和外觀美對(duì)整機(jī)的外在形象影響很大。在設(shè)計(jì)覆蓋件與座椅時(shí)，首先要注意造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在符合結(jié)構(gòu)、使用和工藝要求的前提下，使外形給人以美觀協(xié)調(diào)的感覺；同時(shí)要注意整體性要求，即覆蓋件與座椅與整機(jī)的整體觀念，注意整機(jī)的側(cè)向視覺效果和立面造型的協(xié)調(diào)，覆蓋件與座椅與整機(jī)的外部輪廓應(yīng)自然溝通成形；另外還要注意涂裝工藝和色彩設(shè)計(jì)符合美學(xué)的要求。

2.設(shè)計(jì)的要求人們心理上的美感是最高、最復(fù)雜的一種感覺美，很難對(duì)其進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。工程設(shè)計(jì)人員只有加強(qiáng)修養(yǎng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中把人們的心理美感與產(chǎn)品的造型美統(tǒng)一在大多數(shù)人所能理解和接受的范圍之內(nèi)，才能使技術(shù)美學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到完美的體現(xiàn)：

1）技術(shù)美學(xué)與覆蓋件與座椅的造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

覆蓋件與座椅的造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是：安全、舒適、外形美觀、結(jié)構(gòu)合理、操作方便，符合人機(jī)工程學(xué)原理，其技術(shù)美學(xué)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

２）外形線條

傳統(tǒng)的覆蓋件與座椅的外形線條是直線加棱角，由于直線形結(jié)構(gòu)具有工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因而在我國(guó)早前獲得廣泛的應(yīng)用。但單純的直線線條不符合人們的審美要求，圓弧和曲面更能體現(xiàn)自然美的特點(diǎn)。異型管彎曲成形的圓弧框架結(jié)構(gòu)，給人以線條流暢、自然、美觀的感覺。金屬薄板件壓延成形、模具成形、無(wú)骨架雙層板拼焊的圓弧，以及曲面流線造型，具有精美、流暢、自然等優(yōu)點(diǎn)。3）強(qiáng)度和剛度

強(qiáng)度和剛度嚴(yán)重制約技術(shù)美學(xué)的充分發(fā)揮，如果覆蓋件與座椅的強(qiáng)度和剛度不夠，不但影響其密封性能，也會(huì)因結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生彎扭變形而影響造型美觀。覆蓋件與座椅的主體強(qiáng)度和剛度可通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核、剛度校核和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行有限元分析確定。

5）生產(chǎn)條件和工藝

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用為覆蓋件與座椅的技術(shù)美學(xué)設(shè)計(jì)提供了可靠的技術(shù)支持和保障。采用數(shù)控彎管機(jī)彎曲成形工藝，可使異型無(wú)縫管形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、造型美觀的圓??；智能化的數(shù)控激光切割機(jī)下料，數(shù)控折彎?rùn)C(jī)成形制造工藝，可制造出各種優(yōu)美的曲面。在結(jié)構(gòu)件拼焊方面由機(jī)器人焊接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工焊接，可以使焊縫均勻規(guī)則，體現(xiàn)完美的設(shè)計(jì)要求。

另外，覆蓋件與座椅總成的概念也在日臻完善。國(guó)際上有多家生產(chǎn)廠商已經(jīng)形成了包括覆蓋件的結(jié)構(gòu)總成、電氣儀表總成、操縱裝置總成、座椅和儀表盤支架總成及舒適軟化的汽車內(nèi)部裝飾的配套生產(chǎn)體系。3.技術(shù)美學(xué)與覆蓋件的涂覆設(shè)計(jì)

駕駛室的涂覆設(shè)計(jì)與覆蓋件的造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一樣，也是覆蓋件技術(shù)美學(xué)的一大分支。內(nèi)外表面的涂覆設(shè)計(jì)和色彩設(shè)計(jì)雖然只占覆蓋件制造工序中很小一部分，但是對(duì)于汽車形象的認(rèn)知印象卻起到很重要的作用，在某種程度上汽車表層的涂覆及色彩的搭配直接影響著產(chǎn)品的形象和生命力。

1）涂裝工藝

表面處理、噴涂與干燥是汽車覆蓋件涂裝的三大工序。表面處理主要包括表面清洗、刮膩?zhàn)拥裙ば?，刮膩?zhàn)优c技工的技巧、經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，要選派技術(shù)熟練的工人，嚴(yán)格按程序操作程序去完成。噴涂質(zhì)量不僅與技工的操作技巧有關(guān)，新設(shè)備、新技術(shù)的采用對(duì)提高噴涂質(zhì)量也有著積極作用。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的用壓縮空氣來(lái)完成噴涂工序難以保證質(zhì)量，主要因?yàn)閴嚎s空氣中的殘余水分、油霧和塵埃對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。德國(guó)KurjSchmidt公司生產(chǎn)的真空熱噴涂裝置，噴涂質(zhì)量就非常高。專用噴漆烤漆房對(duì)提高機(jī)件的干燥質(zhì)量也非常有幫助二、座椅設(shè)計(jì)座椅設(shè)計(jì)糅合了人體工程學(xué)的概念。有系統(tǒng)分布的撥桿和踏板，一目了然的儀表板，使汽車的操作更容易、更安全。力至優(yōu)的汽車視野佳、操控容易、設(shè)有舒適的座墊、可調(diào)校的駕駛椅、低車身設(shè)計(jì)使上/下車更方便。以上各優(yōu)點(diǎn)使操作員更舒適，減少開車的疲勞，提高安全性及工作效率。1H點(diǎn)和R點(diǎn)的選取H點(diǎn)和R點(diǎn)分別是駕駛座椅內(nèi)尺寸布置和測(cè)量的基礎(chǔ)?？琰c(diǎn)H指座椅調(diào)整至最后最下位置時(shí)乘員乘坐在座椅上大腿與軀干相連的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法和程序用H點(diǎn)測(cè)量模型測(cè)得。座倚參考點(diǎn)R點(diǎn)是設(shè)計(jì)時(shí)的確定點(diǎn)，其意義與H點(diǎn)是一致的，區(qū)別在于點(diǎn)是設(shè)計(jì)時(shí)事先按經(jīng)驗(yàn)確定的，而H點(diǎn)是實(shí)物測(cè)量得到的。H點(diǎn)應(yīng)落入以R點(diǎn)的中心、水平邊30mm，垂直邊20mm的方框中（靠背角與設(shè)計(jì)值相差不大雨）,否則應(yīng)修正設(shè)計(jì)。2眼橢圓眼橢圓是數(shù)量男女駕駛員眼睛位置的分布范圍，呈兩個(gè)橢圓體形狀，眼橢圓的大小因包含駕駛員數(shù)量（百分比）的不同而不同。一般用90%駕駛員數(shù)量的眼橢圓（簡(jiǎn)稱902%眼橢圓）校核視野、風(fēng)窗刮水器刮掃面積、除霜除霧范圍及儀表反光等性能（見圖）眼橢圓中心位置因座椅前后調(diào)整量亦即跨點(diǎn)行程而和靠背角度的不同有所變化，變化范圍見表和表。眼橢圓大?。ㄩL(zhǎng)短軸尺寸）與跨點(diǎn)行程和駕駛員數(shù)量（百分比）的關(guān)系，見表和見表表9.1眼橢圓中心因跨點(diǎn)行程引起的變化量跨點(diǎn)行程到X-X軸距離到Z-Z軸距離到Y(jié)-Y軸距離（左眼）到Y(jié)-Y軸距離（右眼）102+1.8-5.6-6.4+58.0114-6.4-6.4-5.6+58.0127-10.7-7.1-5.1+59.0140-17.0-7.6-4.3+59.7152-20.3-8.4-4.1+60.2165-22.9-8.4-4.1+60.5表9.2靠背角不同引起的眼橢圓中心的變化量靠背角（）水平位移（㎜）鉛直位移（㎜）靠背角（）水平位移（㎜）鉛直位移（㎜）5.6-186.427.623-17.54.96.0-176.527.324.0-8.72.57.0-166.627.025.0008.0-156.826.526.08.6-2.69.0-147.125.927.017.2-5.410.0-137.425.128.025.8-8.211.0-127.824.329.034.2-11.212.0-118.323.330.042.6-14.313.0-108.822.231.050.9-17.514.0-99.421.032.059.2-20.815.0-90.019.733.067.4-24.316.0-80.718.334.075.6-27.917.071.516.735.083.6-31.518.0-62.315.036.091.6-35.419.0-53.213.237.099.6-39.320.0-44.211.238.0107.5-43.321.0-26.37.240.0123.0-51.8表9.3眼橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度（mm）跨點(diǎn)行程側(cè)視圖與俯視圖中長(zhǎng)軸長(zhǎng)度90%eq\o\ac(○,1)95%eq\o\ac(○,1)99%eq\o\ac(○,1)102109147216114122160229127135173241140147185254152155193262165160198267eq\o\ac(○,1)指駕駛座椅數(shù)量百分比。表9.4眼橢圓短軸長(zhǎng)度（mm）側(cè)視圖與俯視圖中短軸長(zhǎng)度90%eq\o\ac(○,1)95%eq\o\ac(○,1)99%eq\o\ac(○,1)側(cè)視圖7786122俯視圖82105145eq\o\ac(○,1)指駕駛員數(shù)量百分比。3．駕駛員操作作業(yè)區(qū)及操作力駕駛員手腳的操作作業(yè)區(qū)，取決于駕駛員的約束條件（佩帶二點(diǎn)或三點(diǎn)式安全帶）、座椅尺寸參量及男女駕駛員的比例。經(jīng)常使用的操作條件布置早操作作業(yè)區(qū)內(nèi)。操作力是引起駕駛員駕駛疲勞的主要因素。操作力過(guò)大容易疲勞，過(guò)小不易分辨。按忸的手控操作力在20~50N之間。配置間距為60~90mm。4．生理與心理反應(yīng)人體負(fù)擔(dān)可用測(cè)量呼吸的氧氣消耗量的方法，即能量代謝法來(lái)評(píng)價(jià)。振動(dòng)對(duì)人體影響的規(guī)律一般是：頻率不變時(shí)，能量代謝隨振幅的增加而增加；振幅不變時(shí)，能量代謝在5~6時(shí)呈現(xiàn)峰值，反映出人對(duì)該頻率的震動(dòng)是不適應(yīng)的。精神負(fù)擔(dān)可用測(cè)量心跳、皮膚電阻（反映出汗）、呼吸等得出。疲勞程度可用閃光檢查發(fā)來(lái)測(cè)量。當(dāng)閃光頻率逐漸增加到變成連續(xù)光的一瞬間，稱為臨界閃光頻率。隨著疲勞程度的增加，臨界閃光頻率降低。疲勞程度以作業(yè)前后臨界閃光頻率的比值來(lái)衡量。5．內(nèi)部座椅布置尺寸根據(jù)人機(jī)工程學(xué)以及設(shè)計(jì)積累的經(jīng)驗(yàn)，并遵照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在圖1和表5中給出了駕駛室尺寸布置表9.5符號(hào)內(nèi)容貨車和客車轎車A室內(nèi)肩部寬度單人座≥850≥1016雙人座≥1250三人座≥1650輕型貨車≥1650BR點(diǎn)至踵點(diǎn)水平距離550~900CR點(diǎn)至前圍水平距離≥950DR點(diǎn)至頂蓋內(nèi)面高（沿軀干線量?。?50輕型貨車≥910850~970ER點(diǎn)至地板高370±130300~380F座椅上下最小調(diào)整范圍±20，±35較好輕型貨車可不調(diào)±20~±35微型和普通級(jí)轎車可不調(diào)G座椅前后最小調(diào)整范圍100，140較好140~160H座墊深度440±60430~480I座墊與靠背寬度≥450480~550N轉(zhuǎn)向盤外緣至前、下障礙物的距離≥80TR點(diǎn)距儀表板的水平距離≥500S儀表板下緣至地面距離≥540B1座椅中心面至前門支柱內(nèi)側(cè)距離360±30輕型客、貨車≥310E1轉(zhuǎn)向盤外緣至側(cè)面障礙物距離≥100輕型客、貨車≥80Q車門打開時(shí)下部通道寬度≥250U車門打開時(shí)上部通道寬度≥650V離合器踏板中心至側(cè)壁距離≥80X離合器踏板縱向中心面至制動(dòng)踏板縱向中心面距離≥110Y制動(dòng)踏板縱向中心面至通過(guò)加速踏板中心縱向中心面的距離≥100Z加速踏板中心縱向中心面至最近障礙物的距離≥60A1離合器踏板縱向中心面至轉(zhuǎn)向柱縱向中心面的距離50~150D1制動(dòng)踏板縱向中心面至轉(zhuǎn)向柱縱向中心面距離50~150C1轉(zhuǎn)向柱中心對(duì)座椅中心面的偏移量≤40λ轉(zhuǎn)向盤平面與汽車對(duì)稱平面的夾角（O）變速桿和手制動(dòng)器受柄在任意位置距離室內(nèi)其他零件的距離90±5F1變速桿和手制動(dòng)器受柄在任意位置距離室內(nèi)其他零件的距離轉(zhuǎn)向盤直徑≥50G1轉(zhuǎn)向盤直徑水平視角（O）400~500300~420φ水平視角（O）≥180L1前后排座位跨點(diǎn)距離≥680750~900ω上視角（O）≥12≥15ε下視角（O）≥12≥15P靠背高度520±70對(duì)于帶頭枕的整體式靠背，此尺寸可增加，但增加部分的寬度應(yīng)減小480~560α坐墊上表面與水平夾角（O）2~106~20β靠背與坐墊夾角（臀角）（O）90~115105~130γ靠背與坐墊夾角（背角（O）5~28θ足角（O）87~95105~130WR點(diǎn)至離合器和制動(dòng)器踏板中心在座椅縱向中心平面上的距離750~850對(duì)于助力踏板，此尺寸的增加不大于100J離合器、制動(dòng)器踏板行程≤200K轉(zhuǎn)向盤下緣至坐墊上表面的距離≥160L轉(zhuǎn)向盤后緣距靠背距離≥350350~400M轉(zhuǎn)向盤下緣至離合器和制動(dòng)踏板中心在轉(zhuǎn)向柱中心平面上距離≥600圖9.1車身內(nèi)部的布置尺寸機(jī)器造型的宜人性設(shè)計(jì)汽車車客座椅的主要空間尺寸參數(shù)/mm代號(hào)尺寸參數(shù)名稱短途車中途車長(zhǎng)途車α靠背與坐墊之間的夾角β坐墊一水平面的夾角—D座椅的有效深度420—450420450420450H座椅高度480450440E靠背高度530--560530-560530-560坐墊寬度440-450470--480490--550靠背寬度440-450470--480490--550F扶手高度230--240230--240230--240K前后座椅間距650--700720--760750--800L后椅坐墊前緣至前椅背面的最小距離260270280M后椅坐墊前緣至前椅后腳下端的距離550560580N后椅前腳至前椅后腳的水平距離大于300大于300大于300P坐墊上平面與車頂內(nèi)壁間的距離1300--15001300--1500950--1000根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我α取，H取380mm，F(xiàn)取210mm，K取680mm，M取550mm，N取380mm。第六章驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)與系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求電動(dòng)汽車通過(guò)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求如下:(1)足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以滿足電動(dòng)汽車快速啟動(dòng)、加速、爬坡、頻繁啟/停的要求，通常電機(jī)的過(guò)載系數(shù)應(yīng)達(dá)3-4.(2)電機(jī)的調(diào)速范圍大，一般在25%^'100%最大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，近似有小轉(zhuǎn)矩、恒功率的輸出特性，滿足電動(dòng)汽車最高車速和公路巡航行駛工況的要求。(3)比功率大，以最大功率計(jì)時(shí)，一般應(yīng)達(dá)(1~1.25)kw/kg.(4)具有良好的效率特性，在較寬的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，獲得最優(yōu)的效率，提高一次充電后的持續(xù)行駛里程，一般要求在典型的駕駛循環(huán)區(qū)，獲得85%——93%的效率。(5)再生制動(dòng)時(shí)的能量回收率高。(6)快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性，在各種車速范圍內(nèi)能快速而柔和地控制驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩;在多電機(jī)系統(tǒng)中，要求電機(jī)可控性高、穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性好。(7)具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，在不同的工作條件下能可靠地工作。(8)單位功率系統(tǒng)成本低，目前電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本約為$10/kw,其目標(biāo)要達(dá)到$4/kw.(9)維護(hù)簡(jiǎn)單，工作噪聲低。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制策略由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直軸和交軸的磁禍合作用，導(dǎo)致其動(dòng)態(tài)模型高度非線性，使得感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制比直流電動(dòng)機(jī)要復(fù)雜得多。為了實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的理想控制，許多新的控制方法被應(yīng)用到電動(dòng)汽車的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中來(lái)。(1)變壓變頻控制變頻變壓控制方法在基頻以下用恒壓恒頻控制，基頻以上用變頻恒壓控制。由于變壓變頻控制方法具有氣隙磁通偏移和延時(shí)響應(yīng)等缺點(diǎn)，在高性能電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)中很少使用這種方法。（2)矢量控制為了改善電動(dòng)汽車感應(yīng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，應(yīng)優(yōu)先選擇磁場(chǎng)定向(FOC)而不是VVVF控制。通過(guò)使用FOC控制，把靜態(tài)參考坐標(biāo)系變換為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的新數(shù)學(xué)模型，使電動(dòng)機(jī)各電磁學(xué)參量均用標(biāo)量表示。當(dāng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸與轉(zhuǎn)子磁鏈方向一致，與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，就是我們通常所說(shuō)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制是磁場(chǎng)定向控制策略中的最佳選擇，也是目前應(yīng)用最多的一種。矢量控制方式類似直流電機(jī)的控制，控制方法簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，具有較好的控制效果。自FOC問(wèn)世以來(lái)，出現(xiàn)了許多實(shí)現(xiàn)FOC的方法，這些方法基本上分為兩類:直接FOC和間接FOC。直接FOC需要直接測(cè)量轉(zhuǎn)子磁通，增加了實(shí)施的復(fù)雜性和低速測(cè)量時(shí)的不可靠性，因此很少用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)。間接FOC是用計(jì)算代替直接測(cè)量決定轉(zhuǎn)子磁通，間接FOC比直接FOC更容易實(shí)現(xiàn)，因此，間接FOC在高性能電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用具有更好的前景。(3)自適應(yīng)控制間接FOC控制中，由于轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)隨工作溫度和磁飽和度的變化會(huì)發(fā)生很大變化，導(dǎo)致FOC控制性能變差。為解決這一問(wèn)題，人們研究出一種模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)算法用于電動(dòng)汽車感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的FOC控制。其原理是:首先，建立滿足電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)要求的參考模型，通常把參考模型設(shè)計(jì)成一個(gè)優(yōu)化系統(tǒng);然后為使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于超時(shí)工作而引起參數(shù)變化時(shí)仍能跟蹤參考模型，系統(tǒng)引入自適應(yīng)機(jī)制，自適應(yīng)機(jī)制的主要作用是自動(dòng)和漸進(jìn)地消除電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和參考模型之間的誤差。(4)滑?？刂苹？刂剖且环N響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)的控制方法?；？刂埔脖灰雭?lái)確保FOC，它們都是以FOC機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)。然而，系統(tǒng)在超時(shí)工作引起轉(zhuǎn)子參數(shù)發(fā)生變化很大時(shí)，就可能違反了解禍條件，電動(dòng)機(jī)不能再用二階模型，而應(yīng)用一個(gè)五階模型來(lái)描述。盡管滑?？刂频聂敯粜詮?qiáng)，但電動(dòng)機(jī)模型的改變對(duì)其影響很大，這些方法就不能很好地使用了。最近，也有人提出一種新型滑模控制方法，用于電動(dòng)汽車感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在高溫、高磁飽和時(shí)驅(qū)動(dòng)。(5)效率優(yōu)化控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采用傳統(tǒng)地FOC，控制電流的勵(lì)磁分量在恒功率區(qū)負(fù)載的變化時(shí)基本保持不變。大部分運(yùn)行條件下，它的鐵心損耗沒有銅耗明顯，因此，傳統(tǒng)的FOC能提供最大的單位安培轉(zhuǎn)矩。但是輕載運(yùn)行時(shí)，鐵耗與銅耗相當(dāng)，會(huì)使效率很低。電動(dòng)汽車載運(yùn)行過(guò)程中，由于車載能量有限、負(fù)載和速度變化范圍大，電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)優(yōu)化，效率優(yōu)化控制便是為解決這一問(wèn)題而產(chǎn)生。它主要是針對(duì)效率函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化，來(lái)確定轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量之比，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制目的。使用效率優(yōu)化FOC，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率提高大約17%.(6)變極控制改變感應(yīng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。鼠籠電動(dòng)機(jī)比繞線式電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)多，能自動(dòng)使轉(zhuǎn)子的極數(shù)適合定子的極數(shù)。早期，變極控制又機(jī)械接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)，獲得不連續(xù)的兩、三個(gè)轉(zhuǎn)速。隨著功率電子和控制技術(shù)的發(fā)展，變極控制能用電子控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。從電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的各種控制策略來(lái)看，矢量控制技術(shù)是目前應(yīng)用最廣、最受人們青睞的，也是其它復(fù)雜控制策略的核心技術(shù)，所以本文將研究重心放在了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制技術(shù)上。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制技術(shù)矢量控制I'll(VC)是1971年由西德FelixBlaschke等人首先提出來(lái)的。這種原理的基本思想是:考慮到異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)禍合、非線性的時(shí)變系統(tǒng)，很難直接通過(guò)外加信號(hào)準(zhǔn)確控制電磁轉(zhuǎn)矩，但如果以轉(zhuǎn)子磁通這一旋轉(zhuǎn)的空間矢量為參考坐標(biāo)系，利用從靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換，則可以把定子電流中的勵(lì)磁電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量變成標(biāo)量獨(dú)立開來(lái)，分別進(jìn)行控制;其基本出發(fā)點(diǎn)是:一個(gè)三相交流的磁場(chǎng)系統(tǒng)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)體上的直流磁場(chǎng)系統(tǒng)，通過(guò)兩相交流作為過(guò)渡，可以互相進(jìn)行等效變換。所以，如果將用于控制交流調(diào)速的給定信號(hào)變換成類似于直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)系統(tǒng)的控制信號(hào)，也就是說(shuō)，假想由兩個(gè)互相垂直的直流繞組同處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)體上，兩個(gè)繞組中分別獨(dú)立地通入由給定信號(hào)分解而得的勵(lì)磁電流信號(hào)和轉(zhuǎn)矩電流信號(hào)，并將它們作為基本控制信號(hào)，通過(guò)等效變換，可以得到與基本控制信號(hào)等效的三相交流控制信號(hào)，用它們?nèi)タ刂颇孀冸娐?。同樣，?duì)于電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)的三相交流數(shù)據(jù)，又可以等效變換成兩個(gè)互相垂直的直流信號(hào)，反饋到控制端，用來(lái)修正基本控制信號(hào)。在進(jìn)行控制時(shí)，可以和直流電動(dòng)機(jī)一樣，使其中一個(gè)磁場(chǎng)電流不變，而控制另一個(gè)轉(zhuǎn)矩電流，從而獲得和直流電動(dòng)機(jī)類似的控制效果。矢量控制技術(shù)中，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型首先作如下假設(shè):a)忽略空間諧波，假設(shè)三相繞組對(duì)稱，所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙圓周按正弦規(guī)律分布;b)忽略磁路飽和，各繞組的自感和互感都是線性的，忽略鐵芯損耗;c)忽略磁滯及渦流等因素的影響，不計(jì)電機(jī)鐵芯和導(dǎo)線的集膚效應(yīng)。無(wú)論異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是繞線式還是鼠籠式的，都將其等效成繞線轉(zhuǎn)子，并折算到定子側(cè)，折算后的每相匝數(shù)都相等。轉(zhuǎn)子為對(duì)稱的多相繞組，轉(zhuǎn)子每相均在氣隙中產(chǎn)生正弦分布的磁勢(shì)及磁密。矢量控制的基本原理可以用圖5.1來(lái)加以說(shuō)明。將給定信號(hào)分解成兩個(gè)互相垂直而獨(dú)立的直流信號(hào)1礦、礦，通過(guò)Park逆變換將其變換成兩相交流信號(hào)ia,ie.，然后經(jīng)過(guò)Clarke逆變換，得到三相交流的控制信號(hào)iA,iB,ic，去控制逆變電路。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng)是由定子、轉(zhuǎn)子三相繞組的磁勢(shì)(或磁動(dòng)勢(shì))產(chǎn)生的，根據(jù)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論可以知道，向?qū)ΨQ的三相繞組中通以對(duì)稱的三相正弦電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生合成磁動(dòng)勢(shì)，它是一個(gè)在空間以一定速度旋轉(zhuǎn)的空間矢量。如果用磁勢(shì)或電流空間矢量來(lái)描述三相磁場(chǎng)、兩相磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)直流磁場(chǎng)，并對(duì)它們進(jìn)行坐標(biāo)變換，就稱為矢量坐標(biāo)變換。矢量坐標(biāo)變換必須要遵循以下原則:應(yīng)遵循變換前后電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等效;應(yīng)遵循變換前后兩個(gè)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)功率不變。Clarke變換是將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子變量分別由與各自繞組相對(duì)靜止的三相坐標(biāo)系中變換到兩相直角坐標(biāo)系中，也即將定、轉(zhuǎn)子均為三相繞組的電動(dòng)機(jī)變成定、轉(zhuǎn)子均為兩相繞組的電動(dòng)機(jī)。定子繞組的Clarke變換如圖5.2所示為定子三相電動(dòng)機(jī)繞組A,B,C的磁勢(shì)矢量和兩相電動(dòng)機(jī)繞組a,b的磁勢(shì)矢量的空間位置關(guān)系。其中選定A軸與a軸重合。普通直流電機(jī)的脈寬調(diào)制20世紀(jì)90年代前開發(fā)的電動(dòng)汽車通常采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有成本低、易于平滑調(diào)速、控制器簡(jiǎn)單、控制相對(duì)成熟等優(yōu)點(diǎn)。但由于直流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要電刷和機(jī)械換向器換向，效率和轉(zhuǎn)速均低于交流感應(yīng)電機(jī)。直流電機(jī)可以用作電動(dòng)機(jī)，也可以用作發(fā)電機(jī)。當(dāng)電動(dòng)汽車在起動(dòng)、加速和恒速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的變換，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。當(dāng)電動(dòng)汽車減速或制動(dòng)時(shí)，要求直流電機(jī)處在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，即處于再生制動(dòng)狀態(tài)，給蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。電動(dòng)汽車直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的直流電機(jī)通常采用串勵(lì)電機(jī)和他勵(lì)電機(jī)。當(dāng)電動(dòng)汽車制動(dòng)和減速時(shí)，一般采用再生制動(dòng)。再生制動(dòng)是利用直流電機(jī)可以從電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)平滑地轉(zhuǎn)換到發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)這一特性。此時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，電機(jī)吸收機(jī)械能，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，可節(jié)省能量。直流電機(jī)的控制器采用的是斬波控制器(又稱電壓斬波器)，它是直流電源和負(fù)載電機(jī)之間的一個(gè)周期性通斷的開關(guān)控制裝置，它的作用是通過(guò)改變供給直流電機(jī)的電壓，來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在調(diào)節(jié)電樞電壓的直流調(diào)速系統(tǒng)中，為了獲得可調(diào)的直流電壓，也可利用電力電子元件的可控性能，采用脈寬調(diào)制技術(shù)，直接將恒定的直流電壓調(diào)制成極性可變大小可調(diào)的直流電壓，用于實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)電樞端電壓的平滑調(diào)節(jié)，構(gòu)成直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。其主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱PWM變換器。脈寬調(diào)制器內(nèi)一般使用全控電力晶體管作為可控電子元件。當(dāng)其接通時(shí)，直流電流給電動(dòng)機(jī)供電;當(dāng)其斷開時(shí)，電流被切斷，電機(jī)的儲(chǔ)能經(jīng)二極管續(xù)流，電樞兩端電壓接近為零。如果其按照某固定頻率開閉而改變周期內(nèi)的接通時(shí)間時(shí)，控制脈沖寬度相應(yīng)改變，從而改變了電動(dòng)機(jī)兩端平均電壓，達(dá)到調(diào)速的目的〔們。一般的八位或十六位單片機(jī)就可滿足控制要求。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是采集與電機(jī)運(yùn)行相關(guān)的控制輸入信號(hào)，如檔位信號(hào)、危險(xiǎn)限制信號(hào)、加速踏板、剎車等，以及部分運(yùn)行參數(shù)，如電機(jī)的轉(zhuǎn)速和溫度、功率器件的溫度、回路的電壓和電流信號(hào)等，通過(guò)采用合理的控制算法處理這些信號(hào)，調(diào)節(jié)控制主回路接觸器以及驅(qū)動(dòng)單元中功率元件(工GBT)的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行方向、速度的調(diào)節(jié)、以及剎車制動(dòng)過(guò)程中的能量回收控制。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為45千瓦直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電源為北京世紀(jì)千網(wǎng)公司提供的水平鉛布蓄電池組。每節(jié)蓄電池額定電壓為12伏，共有18節(jié)電池串聯(lián)。電池組最高電壓為230伏，一般放電至180伏后即應(yīng)停止，否則有損害電池的危險(xiǎn)。強(qiáng)電回路的通斷由五個(gè)接觸器完成，其中兩個(gè)(E1,E4)用于主回路，分別接在電源的正負(fù)兩極，兩個(gè)(E2.E3)用于勵(lì)磁電流的換向，一個(gè)(E5)用于電樞電流的通斷。控制系統(tǒng)的微處理器采用8OC196KC單片機(jī)，它的主頻可運(yùn)行到20MHZ，具有豐富的外部接口資源與較高的可靠性。鑒于邏輯處理(強(qiáng)電回路接觸器控制)的特殊重要性，本系統(tǒng)采用了可編程邏輯處理器件(XC9572)與處理器管理相結(jié)合的工作模式以實(shí)現(xiàn)安全邏輯控制，這樣一方面消除了單片機(jī)程序跑飛的潛在危險(xiǎn)(當(dāng)然較少出現(xiàn)，但對(duì)安全威脅極大，不能允許)，同時(shí)能方便的實(shí)現(xiàn)邏輯的在系統(tǒng)更改。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖與強(qiáng)電回路結(jié)構(gòu)框圖分別如圖6.1——6.2所示6.1整體結(jié)構(gòu)框圖6.2電回路結(jié)構(gòu)框圖控制單元硬件設(shè)計(jì)1）嵌入式微處理器80C控制系統(tǒng)的核心芯片采用Intel公司的MCS%系列單片機(jī)80C196KC}26341MCS96系列單片機(jī)是在工業(yè)界有著廣泛應(yīng)用的嵌入式微處理器，具有高性能的寄存器一寄存器結(jié)構(gòu)，可以很好地運(yùn)用于實(shí)時(shí)控制的場(chǎng)合，如自動(dòng)化控制、車輛控制、電機(jī)控制等。其中，80C196KC是采用CHMOS技術(shù)的高性能16位單片機(jī)，主頻可運(yùn)行到20MHZ，具有豐富的外部接口資源，較高的可靠性。80C196KC具有一個(gè)邏輯上完全統(tǒng)一的寄存器空間，可尋址范圍為64K，其中0200H-1FFFH和2080H-FFFFH是用戶可以自由使用的空間，其余空間主要用作中斷向量、芯片配置字節(jié)、內(nèi)部寄存器等。其特點(diǎn)如下:具有高效的指令系統(tǒng);8路可編程轉(zhuǎn)換時(shí)間的10或8位AID轉(zhuǎn)換器;3個(gè)硬件產(chǎn)生的8位PWM輸出(12MHz下脈沖周期為64us);高速(相對(duì)于定時(shí)器自動(dòng))輸入/輸出器;5個(gè)8位標(biāo)準(zhǔn)(復(fù)用)輸入/輸出口;18個(gè)中斷向量共對(duì)應(yīng)28個(gè)中斷源;;16位監(jiān)視定時(shí)器(Watchdogtimer);帶捕捉的16位上升/下降沿計(jì)數(shù)器;512字節(jié)的寄存器(488)陣列和專用寄存器;2個(gè)16位定時(shí)器:4個(gè)16位軟件定時(shí)器;1個(gè)全雙工位串口(SIO);看門狗定時(shí)器:經(jīng)過(guò)細(xì)致的分析與統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)80C196KC單片機(jī)提供了系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的所有資源，完全能夠滿足本次驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。其封裝的俯視圖如圖3-3所示。6.3SOC196KC封裝圖制單元開關(guān)量的輸入輸出在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入輸出邏輯處理主要就是根據(jù)擋位、鑰匙、等輸入信號(hào)的處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的合理、有效控制。邏輯處理的可靠性是十分重要的，錯(cuò)誤動(dòng)作不僅會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行錯(cuò)誤，甚至?xí)斐缮蚴秦?cái)產(chǎn)的損失。如何在保證效率的同時(shí)，確保汽車安全可靠運(yùn)行，這對(duì)于邏輯控制提出了更高的要求，因此有必要對(duì)邏輯控制部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中所涉及到的主要開關(guān)量輸入有:DIO:鑰匙信號(hào);DI1擋信號(hào);DI2:前進(jìn)信號(hào):DI3:后退信號(hào);DI4:殺i]車信號(hào);DI5:發(fā)電機(jī)狀態(tài)信號(hào);DI6:電樞過(guò)流信號(hào);DI7;其他限制性輸入信號(hào)。主要的開關(guān)量輸出有:DOD:主回路通斷接觸器;DO1:電樞回路通斷接觸器;D02:勵(lì)磁正向接通接觸器;D03:勵(lì)磁反向接通接觸器:D04:過(guò)流報(bào)警:D05:剎車報(bào)警;D06:其他限制性輸入報(bào)警;D07:預(yù)留。由于邏輯處理的特殊重要性，在邏輯處理的過(guò)程中采用了光電隔離等抗干擾措施。在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用的是東芝公司的TLP-4光電禍合管。在數(shù)字量傳輸?shù)倪^(guò)程中，為了避免可能出現(xiàn)的懸浮狀態(tài)，也就是說(shuō)處理器不能夠辨別電平是高是低的狀態(tài)，而在不同的場(chǎng)合分別使用了上拉和下拉電阻。輸出數(shù)字量所控制的接觸器的線圈電阻為75歐姆或200歐姆，而要求的驅(qū)動(dòng)電壓為48伏，因而在這些控制量進(jìn)入接觸器前，用BD237三極管進(jìn)行了電壓和電流的放大，以保證接觸器觸點(diǎn)的穩(wěn)定吸合。整個(gè)邏輯處理部分的信號(hào)流向示意圖如圖6-46.4邏輯信號(hào)示意圖模擬量的輸入輸出本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及到的主要模擬輸入量有:AIO:電池組電壓;All:電池組電流;AI2:電樞電流;AI3:勵(lì)磁電流;AI4:加速踏板;A15:剎車踏板;AI6:IGBT溫度;AI7:預(yù)留。由于系統(tǒng)中存在著多種形式的模擬輸入量，因此需要針對(duì)不同的信號(hào)設(shè)計(jì)不同的接口調(diào)理電路。用于電壓電流測(cè)量的霍爾傳感器，它將外部信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，需要通過(guò)一個(gè)一階RC并聯(lián)電路將其轉(zhuǎn)化為電壓輸出。剎車、加速踏板等信號(hào)則采用滑線變阻分壓電路將其調(diào)理為0-5V范圍內(nèi)，以便進(jìn)一步處理。熱敏電阻式溫度傳感器的輸出信號(hào)是弱電流信號(hào)，將其變換為電壓信號(hào)后，還要經(jīng)過(guò)一級(jí)放大電路的處理。以上信號(hào)經(jīng)過(guò)初步處理后，接入到邏輯運(yùn)算單元進(jìn)行二級(jí)調(diào)理。二級(jí)調(diào)理的主要目的是利用輸入電阻進(jìn)行信號(hào)差動(dòng)隔離以及簡(jiǎn)單信號(hào)變換。這些信號(hào)分別經(jīng)過(guò)差動(dòng)模擬加法器、差動(dòng)模擬減法器、差動(dòng)跟隨器的處理后，就變成了單片機(jī)所需要的0-5V標(biāo)準(zhǔn)模擬輸入信號(hào)。變換電路中所采用的300K的輸入電阻，有效防止了電壓沖擊干擾對(duì)邏輯運(yùn)算電路造成的損害，同時(shí)限制了輸入電流，減少了傳感器信號(hào)的失真程度。在電機(jī)控制系統(tǒng)中，最重要的輸出量為三路PWM波。通過(guò)改變PWM占空比實(shí)現(xiàn)電樞、勵(lì)磁、回饋回路運(yùn)行狀況的控制，調(diào)節(jié)取得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于80C196KC芯片自帶的3路硬件PWM發(fā)生波形頻率較高，周期不可調(diào)，只能調(diào)節(jié)占空比，而工程計(jì)算的結(jié)果要求2K左右的頻率，因此不直接采用自帶的PWM波形發(fā)生器，而是通過(guò)3路高速輸出口HSO0、HSO1、HSO2的定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)2K頻率的PWM占空比輸出。然后通過(guò)富士公司推出的專用集成驅(qū)動(dòng)模塊EXB841實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT和GTR的驅(qū)動(dòng)，關(guān)于該芯片的用法與實(shí)際的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路?？刂葡到y(tǒng)需要多路電源供電。除了接觸器所需的48伏外，還有各種芯片與傳感器所需的5，12，-12，20伏等電源。因汽車本身單獨(dú)載有48伏電池組，因而采用輸入電壓為48伏的DC/DC電源模塊來(lái)獲得各種需要電源。其中，EXB841模塊需要單獨(dú)的20伏隔離電源，而標(biāo)準(zhǔn)直流轉(zhuǎn)換模塊中沒有20伏的輸出信號(hào)，因此我們需要在選用48/24伏DC/DC后，又采用了L7820芯片來(lái)獲得標(biāo)準(zhǔn)20伏隔離輸出。整個(gè)電源板實(shí)物如圖串行通訊接口電路為方便系統(tǒng)的調(diào)試，設(shè)計(jì)了串行通訊借口電路，通過(guò)MAX232芯片將5V的單片機(jī)串口信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)串口通訊的功能如下圖所示復(fù)位電路控制系統(tǒng)的可靠復(fù)位是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保證，系統(tǒng)中采用MAX705進(jìn)行供電電壓的檢測(cè)和系統(tǒng)復(fù)位處理，電路原理如下圖所示6-7復(fù)位電路圖功率驅(qū)動(dòng)單元的分析與設(shè)計(jì)原有單元的分解分析整體結(jié)構(gòu)原I型電動(dòng)汽車的強(qiáng)電設(shè)計(jì)部分結(jié)構(gòu)緊湊，耐壓器件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，因此在改進(jìn)設(shè)計(jì)中盡量利用原有高壓器件，并保持原有強(qiáng)電控制箱的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)地分解分析，得出其強(qiáng)電回路結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-8所示。6.8原有強(qiáng)電回路結(jié)構(gòu)框圖由上圖可知，強(qiáng)電回路接觸器共有5個(gè)。其中，接觸器E1接電池組正極，接觸器E4接電池組負(fù)極，為主回路接觸器，受同一信號(hào)控制，而接觸器E2和E3為勵(lì)磁回路接觸器，通過(guò)兩種不同的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流的換向，E5為電樞回路接觸器，它們的接觸器線圈總的工作電流為1.35A。通過(guò)調(diào)節(jié)控制單元產(chǎn)生的PWM波的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率器件的高頻通斷，改變電樞與勵(lì)磁電流的大小，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的變化。電樞回路6.9電樞回路原理圖電樞回路原理如圖3-9所示，通過(guò)控制PRXKS62455。中Q1的導(dǎo)通占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)電樞回路電流大小的控制。在Q1關(guān)斷時(shí)，電樞回路通過(guò)PRXKS624530中的D2形成續(xù)流，減小了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使得電機(jī)運(yùn)行較平穩(wěn);剎車動(dòng)能的回饋也可以利用這一回路實(shí)現(xiàn)。剎車時(shí)，保持電機(jī)的有效勵(lì)磁，這時(shí)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，向外輸出能量，通過(guò)控制PRXKS624530中Q2導(dǎo)通，在電機(jī)中產(chǎn)生反向電流，當(dāng)關(guān)斷Q2時(shí)，電機(jī)可以通過(guò)D1、電池形成續(xù)流，此時(shí)的電流與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的電流相反，形成對(duì)電池的反充電。要實(shí)現(xiàn)有效的能量回饋，關(guān)鍵在于根據(jù)轉(zhuǎn)速有效的控制Q2的導(dǎo)通占空比，在保證電流處于安全范圍內(nèi)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)能較大限度的回收，這一問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)目前課題組還在研究中。3.3.1.3勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流方向的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的非常巧妙，它僅僅通過(guò)兩個(gè)接觸器的不同吸合狀態(tài)就實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁電流的變化，大大降低了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。圖6-10所示為空擋狀態(tài)，勵(lì)磁繞組沒有電流流過(guò);當(dāng)掛上前進(jìn)檔，就會(huì)輸入相應(yīng)的前進(jìn)邏輯信號(hào)由此促使接觸器E2接觸片向上吸合，接觸器E3接觸片保持原態(tài)向下吸合，接觸器E2的常開觸點(diǎn)e21,e22被接觸片導(dǎo)通，常閉觸點(diǎn)e23,e24斷開;接觸器E3的常開觸點(diǎn)e31,e32保持?jǐn)嚅_，常閉觸點(diǎn)e33,e34保持被接觸片導(dǎo)通，回路中電流流向?yàn)?電源"+"--e32-e22e21一經(jīng)過(guò)勵(lì)磁線圈、e31e33--e34-電源“一”，勵(lì)磁繞組線圈電流從左至右。當(dāng)掛上倒車檔，倒車檔的后退邏輯信號(hào)會(huì)使接觸器E2接觸片回落到初態(tài)向下吸合，接觸器E3接觸片保持向上吸合。接觸器E2的常開觸點(diǎn)e21,e22保持?jǐn)嚅_，常閉觸點(diǎn)e23,e24保持導(dǎo)通，接觸器E3的常開觸點(diǎn)e31,e32被接觸片導(dǎo)通，常閉觸點(diǎn)e33,e3被斷開，回路中電流流向?yàn)?電源"+--e32-e31~經(jīng)過(guò)勵(lì)磁線圈-e21-一e23-e24，e34-源“-，勵(lì)磁繞組線圈電流順利實(shí)現(xiàn)反向。如果E2,E3接觸器由于控制邏輯的錯(cuò)誤而全部接通時(shí)，勵(lì)磁回路則處于斷開狀態(tài)，這就保證了勵(lì)磁電路的相對(duì)安全，并且避免了由于短路而造成對(duì)電池組的可能的損害。6.10勵(lì)磁電路換向圖功率單元的改進(jìn)設(shè)計(jì)原有功率單元中，所有的功率器件均為GTR。在由分立元件搭接而成的原控制系統(tǒng)中，GTR工作良好。在改進(jìn)控制系統(tǒng)后，可能由于電流等級(jí)匹配及最佳工作點(diǎn)的尋找上存在問(wèn)題，頻頻出現(xiàn)燒毀GTR的現(xiàn)象。為此，我們把電樞回路的GTR換成了性能更為優(yōu)良的新一代電力電子產(chǎn)品工GBT，由此帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路根本性的改變將在第四章中講述，而勵(lì)磁回路依然采用GTR。改進(jìn)后的強(qiáng)電單元電氣原理如圖6-11所示。改進(jìn)后的強(qiáng)電原理圖第七章車橋設(shè)計(jì)概述驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速箱傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并將動(dòng)力合理分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。外形尺寸要小，保證有足夠的離地間隙。齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有較高的傳動(dòng)效率。在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式（或稱為整體式），即驅(qū)動(dòng)橋殼是一根列界左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車輪傳動(dòng)裝置（由左、右半軸組成）都裝在它里面。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為斷開式。這種驅(qū)動(dòng)橋無(wú)剛性的驅(qū)動(dòng)外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車架或車身作上下擺動(dòng)，車輪傳動(dòng)裝置采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)。為了防止運(yùn)動(dòng)干涉，應(yīng)采用滑動(dòng)花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動(dòng)的萬(wàn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。具有橋殼的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝行好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和小轎車上。但整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋均屬于簧下質(zhì)量，對(duì)于汽車平順性和降低動(dòng)載荷不利。斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。這種驅(qū)動(dòng)橋在轎車和高通過(guò)性的越野車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。我們這里設(shè)計(jì)的是電動(dòng)游覽車驅(qū)動(dòng)橋，其負(fù)載較小。根據(jù)結(jié)構(gòu)、成本和工藝等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)橋我們采用非斷開式結(jié)構(gòu)，這樣，成本低，制造加工簡(jiǎn)單，成本低，便于維修。主減速器設(shè)計(jì)1.主減速器結(jié)構(gòu)方案分析（1）齒輪形式主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪、蝸輪蝸桿等形式。這里我們采用斜齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，每對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合和脫離嚙合都是漸進(jìn)進(jìn)行的，因而傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，所以嚙合方式也減小了制造誤差對(duì)傳動(dòng)的影響。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)重合度大，可以減低了每對(duì)輪齒的載荷，從而提高了齒輪的承載能力，延長(zhǎng)了使用壽命，并使傳動(dòng)平穩(wěn)。另外，結(jié)構(gòu)緊湊，可以減少空間。但是在工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。（2）減速形式主減速器的減速形式可風(fēng)為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單雙級(jí)貫通、單雙級(jí)減速配以輪邊減速等。本車電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min車的最高時(shí)速為20km/min車輪的直徑是509mm計(jì)算的i=7.1957。而且我們?cè)O(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)橫置，固采用采用雙級(jí)減速器。雙級(jí)主減速器由兩對(duì)斜齒圓柱齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。2.主減速器第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪的支承方案主減速器中必須保證第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除于齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。（1）第一級(jí)斜齒圓柱齒輪的支承（如下圖）第一級(jí)斜齒圓柱齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨臂式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差這里我們采用跨臂式支承支承形式?？绫凼街С兄С行问浇Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在斜齒圓柱齒輪兩端的軸上都有軸承。這樣可以大大增加支承剛度，有使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐磙子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可以減小傳動(dòng)軸夾角。有利于整車的布置。其中的不足是，跨臂式支承必須在主減速器殼體上有支承手需要的軸承座，使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。圖10.1（2）第二級(jí)斜齒圓柱齒輪的支承（如下圖）第二級(jí)斜齒圓柱齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。第二級(jí)斜齒圓柱齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使第二級(jí)斜齒圓柱齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于第二級(jí)斜齒圓柱齒輪分度圓直徑的70%。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。3.主減速器斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)有第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪齒數(shù)、、和,第二級(jí)從動(dòng)斜齒圓柱齒輪法向分度圓直徑和法向模數(shù)、第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪輪面寬、螺旋角β、法向壓力角等。1．第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪齒數(shù)。選擇第一級(jí)和第二級(jí)斜齒圓柱齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻，、和、之間應(yīng)避免有公約數(shù)。為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車，一般不少于9；對(duì)于貨車，一般不少于6。當(dāng)傳動(dòng)比較大時(shí)，應(yīng)盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。對(duì)于不同的傳動(dòng)比，齒數(shù)應(yīng)有適宜的搭