摘要作為新能源汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的突破口，純電動(dòng)汽車耗電量少、車身重量輕，舒適安全、節(jié)能環(huán)保，具有較高性價(jià)比，深受使用公共交通汽車的消費(fèi)者以及私營(yíng)企業(yè)作為班車的青睞。近幾年，我國(guó)掀起了電動(dòng)汽車研發(fā)的熱潮，各地的院校、汽研所相繼研制開發(fā)了微型純電動(dòng)電動(dòng)轎車、大型電動(dòng)客車、微型廂式純電動(dòng)電動(dòng)車等。底盤是電動(dòng)車的主要結(jié)構(gòu)，電動(dòng)汽車上絕大多數(shù)零部件都要靠底盤固定和連接，它是承受載荷的主要結(jié)構(gòu)，是整個(gè)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件。因此，底盤應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)有合理的動(dòng)態(tài)特性以減小整車振動(dòng)。其結(jié)構(gòu)性能直接影響電動(dòng)汽車的安全性、操作性和舒適性。關(guān)鍵字：新型；電動(dòng)汽車；底盤；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

AbstractAsabreakthroughintheindustrializationofnewenergyautomotiveindustry,pureelectricvehiclesconsumelesspower,thebodyislight,comfortableandsafe,energysavingandenvironmentalprotection,andithashighcost,andispopularwithconsumersandprivateenterprisesaspublictransportvehicles.Inrecentyears,Chinasetoffawaveofelectricvehicleresearchanddevelopment,aroundtheinstitutions,researchinstituteshavedevelopedamicro-pureelectricelectriccars,largeelectricbuses,mini-typepureelectricelectricvehicles.Chassisisthemainstructureofelectricvehicles,electricvehiclesonthevastmajorityofpartshavetorelyonchassisfixedandconnected,itisthemainstructureoftheload,isthekeycomponentsoftheentireelectriccar.Therefore,thechassisshouldhavesufficientstiffnessandstrength,andshouldhavereasonabledynamiccharacteristicstoreducevehiclevibration.Itsstructuralperformancedirectlyaffectsthesafetyofelectricvehicles,operabilityandcomfort.

Keywords:new;electricvehicle;chassis;structuraldesign

目錄TOC\o"1-3"\h\u17888摘要 19928第一章緒論 694661.1電動(dòng)汽車底盤研發(fā)的背景 691751.2電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu) 7261951.2.1電動(dòng)汽車底盤 780221.2.2電動(dòng)汽車底盤設(shè)計(jì)方法 7311971.2.3電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)的分析方法 812201.3電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 921257第二章底盤結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 1181892.1底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 11173502.2電動(dòng)汽車的基本組成部分 12252612.3尺寸參數(shù) 13104042.3.1外輪廓尺寸 13272442.3.2軸距 13140742.3.3輪距 13299042.4質(zhì)量參數(shù) 1413362.4.1載人量 1463902.4.2總質(zhì)量 14263172.5其他參數(shù) 1467252.6本章小結(jié) 1416463第三章參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì) 1516743.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型的選擇 15240033.1.1根據(jù)電動(dòng)汽車的最高車速選擇 1585923.1.2根據(jù)車輛的爬坡性能要求來選擇 16256493.1.3加速性能的要求 16294133.1.3驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能 172443.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)確定 17118913.2.1電機(jī)參數(shù) 17195543.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的布置 18140863.2.3驅(qū)動(dòng)性能的分析 19170773.3電池組的選擇及布置 20128063.3.1電池組數(shù)量的選擇 2034353.3.2電池組容量的選擇 2176503.4蓄電池的選擇 22267403.4.1鉛酸電池 22105053.4.2鎳鎘電池 2225253.4.3鎳氫電池 23136583.4.4鋰離子電池 23265963.5電池組數(shù)量的計(jì)算及布置 2452403.5.1電池組數(shù)量的計(jì)算 24226763.5.2蓄電池的布置 2411114第四章電動(dòng)汽車底盤總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2580274.1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25246724.2電動(dòng)汽車車架設(shè)計(jì) 26246334.2.1電動(dòng)汽車對(duì)車架的要求 2629794.2.2車架結(jié)構(gòu)形式的選擇 27280244.3輪胎的選擇 2911506第五章總結(jié)與展望 30194665.1全文總結(jié) 30288915.2全文展望 3027656致謝 3311733參考文獻(xiàn) 34

第一章緒論隨著全球能源日趨短缺，環(huán)境污染及全球變暖問題日趨嚴(yán)重，新能源汽車被各國(guó)普遍關(guān)注，甚至被提高到關(guān)乎未來國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的高度。盡管新能源汽車并不是最近幾年才出現(xiàn)的技術(shù)，但是在國(guó)際金融危機(jī)的背景下，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)開始受到世界各國(guó)的高度重視。發(fā)達(dá)國(guó)家研發(fā)節(jié)能環(huán)保型電動(dòng)汽車也處于初期發(fā)展階段，在這一領(lǐng)域我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比沒有拉開明顯差距，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿?，甚至在局部領(lǐng)域具有后來居上的潛力，是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展最有可能超越的領(lǐng)域。因此加快發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)于振興我國(guó)汽車工業(yè)和掌握新一輪汽車革命競(jìng)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)具有十分重要的意義。在電動(dòng)汽車的各結(jié)構(gòu)中底盤結(jié)構(gòu)是最基本的，它負(fù)責(zé)連接其它零部件,是主要的承載部件，其上面的各種載荷都作用在底盤結(jié)構(gòu)上,底盤結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)在電動(dòng)車設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵，所以底盤結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)意義重大。電動(dòng)車在實(shí)際行駛中，懸架常常會(huì)經(jīng)受高強(qiáng)度的往復(fù)壓縮沖擊，此時(shí)底盤及其附件就起到了緩沖和減震的作用，其性能滿不滿足要求對(duì)電動(dòng)車正常行駛有著非常關(guān)鍵的作用。論文應(yīng)用Solidworks有限元軟件對(duì)電動(dòng)車底盤進(jìn)行有限元靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析，得到的參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)底盤的優(yōu)化處理和選型有很大幫助。1.1電動(dòng)汽車底盤研發(fā)的背景因?yàn)楣?jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車順應(yīng)了世界發(fā)展主題，所以，代表了先進(jìn)的生產(chǎn)力發(fā)展方向，受到了世界各個(gè)國(guó)家的關(guān)注，并成為各個(gè)國(guó)家研究和發(fā)展的重點(diǎn)。我國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)全面啟動(dòng)以來，發(fā)展電動(dòng)汽車給我國(guó)民族汽車產(chǎn)業(yè)帶來了難得的機(jī)遇，因此，電動(dòng)汽車被國(guó)家列為重大專項(xiàng)，電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。據(jù)悉2014年小型電動(dòng)汽車憑借精準(zhǔn)的定位、較低的價(jià)格、小巧的的車身設(shè)計(jì)和環(huán)保性能，迅速獲得了消費(fèi)者的認(rèn)可，連續(xù)刷新國(guó)內(nèi)新能源汽車單日銷量紀(jì)錄，位列純電動(dòng)汽車市場(chǎng)前三甲。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的中低速純電動(dòng)汽車主要由：電池、車架、車橋、前后懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向以及動(dòng)力匹配設(shè)計(jì)計(jì)算組成，車橋、前后懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向有本小組其他成員完成，本文主要進(jìn)行電池、車架的設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行動(dòng)力匹配設(shè)計(jì)計(jì)算。純電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配首先要考慮：中低速純電動(dòng)汽車行駛速度一般低于50km/h，故可以去掉傳動(dòng)比小于1的擋位以及爬坡?lián)?。然后在根?jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩來確定電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力，然后根據(jù)車速以及電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算得出傳動(dòng)比。1.2電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)1.2.1電動(dòng)汽車底盤底盤是汽車中最為基本的部分，幾乎所有部件都要安裝在底盤上，所以它就需要承受電動(dòng)車以及它上面部件的所有質(zhì)量、載荷和實(shí)行中各種工況下產(chǎn)生的力和力矩，因此，底盤必須滿足剛度和強(qiáng)度的要求，并盡可能的使底盤輕量化，還要使電動(dòng)車達(dá)到平穩(wěn)性的要求。底盤系統(tǒng)包含了懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等子系統(tǒng),在傳統(tǒng)意義上它影響著整車的舒適性、安全性與操控性,而對(duì)于電動(dòng)汽車而言,它的影響更加深遠(yuǎn)【2】。電動(dòng)汽車的底盤系統(tǒng)需要適應(yīng)于車載能源的多樣性、適用于高度集成的系統(tǒng)模塊,同時(shí)不限制汽車內(nèi)部空間與外部造型的設(shè)計(jì)。一般所說的底盤工程包括前后懸架、轉(zhuǎn)向系，制動(dòng)系和車輪的設(shè)計(jì)配置。與這些系統(tǒng)直接相關(guān)的整車性能有制動(dòng)性、操穩(wěn)性和平順性。底盤的懸架部件本身要足夠牢固，而其設(shè)計(jì)是否到位直接影響車架車身的受力大小，同時(shí)底盤設(shè)計(jì)也和耐久性相關(guān)。 1.2.2電動(dòng)汽車底盤設(shè)計(jì)方法縱觀各類新能源汽車，從概念車到量產(chǎn)車，從國(guó)內(nèi)自主車型到國(guó)際典型車型，底盤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)朝著兩大方向發(fā)展，其一以傳統(tǒng)車平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)需求進(jìn)行局部改進(jìn);其二推翻傳統(tǒng)思維模式，創(chuàng)造出全新的理念。以傳統(tǒng)車平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)需求進(jìn)行局部改進(jìn)，其設(shè)計(jì)思路是被動(dòng)的。在該思路指導(dǎo)下，傳統(tǒng)車的成熟零部件得到最大可能的沿用，保持底盤框架不改變，制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等在保持工作原理基本不變的前提下做相應(yīng)改變或調(diào)整。思路特點(diǎn)是，盡可能地沿用傳統(tǒng)車底盤，根據(jù)需要進(jìn)行部分的改制工作，開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車公用平臺(tái)，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。(1)沿用底盤平臺(tái)。沿用原有平臺(tái)的底盤構(gòu)架，即副車架不變、底盤子系統(tǒng)工作原理不變。(2)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的取消影響部分底盤子系統(tǒng)。因?yàn)樾碌膭?dòng)力系統(tǒng)取代了原傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)都需要在原有構(gòu)架上做出相應(yīng)調(diào)整。制動(dòng)真空助力泵失去了真空源，需要增加電動(dòng)真空泵為其提供真空源，相應(yīng)的管路等零部件需要更改；原動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的取消而無法沿用，需要開發(fā)新的轉(zhuǎn)向動(dòng)力源，相應(yīng)的管路等零部件需要更改;新動(dòng)力系統(tǒng)的減速器接曰與原車相比發(fā)生了改變，因此傳動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)新的輸入信息進(jìn)行更改或者重新設(shè)計(jì)。各子系統(tǒng)零部件更改的設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)總布置的位置與零部件數(shù)模設(shè)計(jì)懸置支架，最后通過軟件分析來確定懸置系統(tǒng)的強(qiáng)度與噪音并做出相應(yīng)的改進(jìn)。(3)總布置的改變影響懸架系統(tǒng)。由于實(shí)施了新的總布置方案，前后艙布置內(nèi)容較原型車有重大改變，需要重新計(jì)算整車的質(zhì)量與載荷匹配，來確定原有懸架系統(tǒng)是否可靠，若不可靠需調(diào)整或重新設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)。首先需要統(tǒng)計(jì)電動(dòng)汽車相對(duì)于同一平臺(tái)的原型車新增部件的質(zhì)量與質(zhì)心位置，結(jié)合沿用的原車部件的質(zhì)量與質(zhì)心位置，計(jì)算出新總布置方案下電動(dòng)汽車的質(zhì)量與質(zhì)心位置；再通過質(zhì)量與X向質(zhì)心位置計(jì)算出前后軸荷分布然后根據(jù)質(zhì)量與軸荷來校驗(yàn)原有懸架系統(tǒng)的可靠性，若不可沿用則重新設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)或更改原系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)；最后通過軟件對(duì)懸架進(jìn)行受力分析，并對(duì)懸架設(shè)計(jì)做出相應(yīng)調(diào)整。1.2.3電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)的分析方法汽車是專門負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品，在實(shí)際工作中需要承受各種載荷的作用。底盤又是整個(gè)汽車的基礎(chǔ)構(gòu)件，起支撐作用，幾乎所有的載荷都由底盤承受，所以，底盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣是判斷汽車質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)。為了驗(yàn)證所研究底盤結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，本章對(duì)底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)分析，底盤靜態(tài)有限元分析是計(jì)算在固定不變的載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，它不考慮外界的一些影響，如結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化載荷的情況，靜態(tài)分析主要是運(yùn)用有限元知識(shí)，在結(jié)構(gòu)、幾何、物理等領(lǐng)域上對(duì)底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。(1)底盤的靜強(qiáng)度分析分析時(shí)，要施加固定不變的載荷，通過計(jì)算這種情況下底盤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移及受到的應(yīng)力應(yīng)變分布情況，即研究底盤結(jié)構(gòu)受到外部載荷作用后的分布情況，通過這些數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，既保證結(jié)構(gòu)性能符合標(biāo)準(zhǔn)又滿足實(shí)際要求。(2)靜力分析的基本概念及流程靜力分析主要從靜力學(xué)、幾何學(xué)、物理學(xué)三個(gè)方面來研究結(jié)構(gòu)的特性，其依據(jù)的是物理平衡原理、位移變化原理和胡克定理。在處理這些問題時(shí)，用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析的一般方程可以表示為：[K]{D}={P}式中：[K]—經(jīng)過邊界條件處理的結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣；{D}—待解答的整體位移向量；{P}—與待解答整體位移向量對(duì)應(yīng)的載荷向量。1.3電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)電動(dòng)汽車是一個(gè)技術(shù)含量高、涉及面廣的新興產(chǎn)業(yè)，我們必須取人之長(zhǎng)補(bǔ)己之短，加強(qiáng)合作，積極發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)，搞好綜合開發(fā)，早日實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化、大眾化。石油資源日趨緊張，環(huán)保壓力日趨增大，燃油汽車必將被其他能源汽車所取代，這是人類發(fā)展歷史的必然選擇。本文對(duì)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)作了綜合評(píng)述，并指出了目前電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展面臨的主要問題，最后展望了未來電動(dòng)汽車的發(fā)展前景。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車保有量的不斷增加，汽車帶來的環(huán)境污染、能源短缺等問題越來越突出。各國(guó)政府及汽車行業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向。電動(dòng)汽車具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著特點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此發(fā)展電動(dòng)汽車將是解決環(huán)境污染、能源短缺等問題的最佳途徑。低速電動(dòng)汽車是集中了低速汽車和電動(dòng)汽車特點(diǎn)的復(fù)合型產(chǎn)品。低速電動(dòng)汽車由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，行駛速度一般在40~70km/h之間，行駛里程一般在100km左右。主要適用于二、三級(jí)城市和城鄉(xiāng)結(jié)合部，是有發(fā)展前景的低成本、節(jié)能車輛。國(guó)外一般以時(shí)速70千米為分水嶺，將電動(dòng)車劃分為高速電動(dòng)車和低速電動(dòng)車。歐盟、日本等對(duì)低速電動(dòng)四輪車進(jìn)行單獨(dú)管理，這類車的牌照區(qū)別于傳統(tǒng)汽車，車主可享受購(gòu)車補(bǔ)貼、免年檢、過路等費(fèi)用的優(yōu)惠政策。在歐洲，一些國(guó)家已經(jīng)為低速車型專門劃分了行駛道路。而我國(guó)還沒有對(duì)低速電動(dòng)汽車進(jìn)行明確的定義，一般指時(shí)速低于70km/h，有一定整備質(zhì)量、外廓尺寸等指標(biāo)約束，具備安全、節(jié)能、舒適等性能要求的M1類純電動(dòng)汽車。在美國(guó)、日木、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，電動(dòng)汽車已開始進(jìn)入實(shí)用化階段。由于高新技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)和政府對(duì)汽車排放越來越苛刻的要求，各大汽車公司投入了大量的人力、物力和財(cái)力用于電動(dòng)汽車開發(fā)，不斷推出自己的新產(chǎn)品。

底盤結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)2.1底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案擬設(shè)計(jì)的電動(dòng)車底盤是邊梁式底盤結(jié)構(gòu)，以便更好的安放底盤上的各部件，更好的布局，滿足今后的改裝需要，并且這種底盤具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、強(qiáng)度高和剛度大等特點(diǎn)。該底盤長(zhǎng)2450mm，寬1280mm，底盤采用Q235鋼材料，各橫縱梁均用標(biāo)準(zhǔn)的矩型管型材焊接而成。具體電動(dòng)車整車參數(shù)如表1-1所示：表1-1電動(dòng)車整車參數(shù)底盤尺寸2550mm*1300mm*350mm電池最大續(xù)航里程80--120km最大爬坡度20%載重量50--100kg電池48v輸出功率1.5--7KW座位數(shù)4最大行駛速度30--50km/h蓄電池設(shè)計(jì)說明：該純電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上去掉了離合器，采用鋰離子電池從而減少了整車質(zhì)量，同時(shí)在行李箱處安裝了蓄電池組及充電系統(tǒng)，另外為了前后軸荷分配合理在前軸傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)處安裝電動(dòng)機(jī)，用于連接電池和電動(dòng)機(jī)并進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換的控制器，起動(dòng)用的繼電器，另外電動(dòng)機(jī)在剎車時(shí)可以作為發(fā)電機(jī)回收能量。設(shè)計(jì)后的電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)如圖1-1所示：蓄電池控制器位置前端懸掛電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)位置載客區(qū)控制器位置前端懸掛電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)位置載客區(qū)圖1-1電動(dòng)車底盤結(jié)構(gòu)2.2電動(dòng)汽車的基本組成部分電動(dòng)汽車的發(fā)展已有很多年歷史了。顯然，電動(dòng)車輛和傳統(tǒng)車輛最顯著的區(qū)別就在于動(dòng)力源裝置的不同，電動(dòng)汽車使用電池-電機(jī)系統(tǒng)，取代了汽車采用的汽油機(jī)、柴油機(jī)。電動(dòng)汽車主要由以下幾個(gè)部分組成：1.電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池電池組的管理包括：控制動(dòng)力電池組的充電與放。對(duì)動(dòng)力電池組的維護(hù)系統(tǒng)的建立，保證純電動(dòng)汽車的正常運(yùn)行。然而由于充放電性能對(duì)中低速純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的各項(xiàng)性能有著非常重要的影響，一般常見的充電裝置有地面充電器、接觸式充電器、車載充電器等。2.車載電源在目前現(xiàn)有的中低速純電動(dòng)汽車上，車載動(dòng)力源一般都是以各式各樣的蓄電池，利用周期性的充電來補(bǔ)充能源。目前，電動(dòng)汽車用電池的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了三代。第一代電動(dòng)汽車用電池是鉛酸電池。第二代的高能鋰電池電池或者鎳氫電池。鋰電池電池的比能量和比功率都要比鉛酸電池高出很多，提高了電動(dòng)汽車的續(xù)航是形式駛里程和動(dòng)力性。然而第二代動(dòng)力電池現(xiàn)在依然是電能-化學(xué)能-電能的化學(xué)反應(yīng)過程中儲(chǔ)存和供給電能，各種電池對(duì)充電技術(shù)還都有這不同的要求。而且第二代電池同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)老化，喪失充放電能力，造成污染。這又增加了電動(dòng)汽車的使用成本。第三代電池燃料的電池，燃料電池是直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，有很高的能量轉(zhuǎn)變率，比功率和比能量高。同時(shí)可以有效地控制燃料電池的反應(yīng)過程，所以電動(dòng)汽車用電池來說燃料電池是比較理想的。以上的各種電池都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但是綜合相關(guān)技術(shù)的成本以及現(xiàn)有技術(shù)條件，本文討論的對(duì)象是使用鉛酸電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車。3.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置，這是電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別?，F(xiàn)代的純電動(dòng)汽車使用的一般是永磁電動(dòng)機(jī)或者是開關(guān)磁阻電機(jī)。4.控制技術(shù)中低速純電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)主要是對(duì)于動(dòng)力電池組的管理和對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，隨著車輛行駛工況變化而引起的電動(dòng)機(jī)輸出功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化，通常采用電壓表、電流表、溫度表電、轉(zhuǎn)速表和功率表等儀表來顯示。特別是動(dòng)力電池組剩余續(xù)駛里程還有剩余電量的顯示有著非常重要的意義。由于中低速純電動(dòng)汽車的高度電氣化，所以有更好的條件實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和采用自動(dòng)化的控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，在電動(dòng)汽車上現(xiàn)代控制理論得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)汽車的一些先進(jìn)的電子設(shè)備都可以在電動(dòng)汽車上使用。5.安全保護(hù)系統(tǒng)本文的電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組是48v的直流電，人身觸電時(shí)會(huì)造成危險(xiǎn)。因此必須設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，確保安全駕駛。另外如果在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠自動(dòng)的控制電動(dòng)汽車不能啟動(dòng)等，避免事故的發(fā)生。6.車身及底盤電動(dòng)車已經(jīng)有各種車型，包括電動(dòng)客車、電動(dòng)貨車、電動(dòng)轎車及其他改裝的電動(dòng)車輛。有的豪華大氣，有的卻簡(jiǎn)單實(shí)用，而且更加輕盈美觀。2.3尺寸參數(shù)2.3.1外輪廓尺寸外輪廓尺寸之整車的長(zhǎng)、寬、高。由所選用的汽車底盤及工作裝置確定。最大尺寸必須滿足《道路車輛外輪廓尺寸軸荷及質(zhì)量限值》的要求。整車總長(zhǎng)是軸距、前懸、后懸之和。車身尺寸為2550×1300×350mm；最小離地間隙100mm；2.3.2軸距軸通過車輛同一側(cè)相鄰兩側(cè)輪的中點(diǎn)。并垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面的垂線之間的距離。軸距的大小會(huì)影響車輛正常最小轉(zhuǎn)彎直徑，縱向通過半徑或者縱向通過角、軸荷分配。質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)、操縱穩(wěn)定性和平順性，由于該車行駛的路況較好，對(duì)通過性要求不高。因此軸距可以取大一些。2.3.3輪距輪距指同一車橋的左右輪胎胎面中心線間的距離。輪距影響車輛總寬、橫向通過半徑、側(cè)傾剛度、轉(zhuǎn)彎時(shí)通道的寬度和橫向穩(wěn)定性，要和車寬想適應(yīng)，由于該車要求較好的側(cè)傾剛度和橫向穩(wěn)定性，因此輪距可以取大些。輪距為1100mm，軸距約為1900mm2.4質(zhì)量參數(shù)整車整備質(zhì)量是指電動(dòng)汽車車帶有全部工作裝置及底盤所有附屬設(shè)備。但未載人和載貨時(shí)的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性影響很大。整車整備質(zhì)量減小百分之十可是經(jīng)濟(jì)性提高百分之8.5。因此要盡量減輕整車整備質(zhì)量。設(shè)計(jì)是要根據(jù)各種成不勁兒及政策的有關(guān)資料數(shù)據(jù)，并結(jié)合電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行。2.4.1載人量該設(shè)計(jì)乘客總數(shù)為4人。2.4.2總質(zhì)量總質(zhì)量指電動(dòng)汽車裝備齊全，滿載乘客時(shí)的質(zhì)量總重2300kg。2.5其他參數(shù)最高時(shí)速為50公里；最大爬坡度為15%；可以連續(xù)行駛120公里。2.6本章小結(jié)本章詳細(xì)討論了電動(dòng)汽車的各個(gè)組成部分的構(gòu)成，以及整個(gè)系統(tǒng)的整合。電動(dòng)汽車主要由5部分組成，即為車身、電池、懸架、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)。本章對(duì)于電動(dòng)汽車5大系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，對(duì)于電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)，有一定的綜合指導(dǎo)作用。

第三章參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)3.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型的選擇電機(jī)具有一定的效率特性及在一定的轉(zhuǎn)速和功率對(duì)應(yīng)一定的效率。由于電動(dòng)汽車的能源是有限的，在選擇電機(jī)功率時(shí)盡量使電機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中。能夠經(jīng)常處于高效率的范圍以獲得較高的能量轉(zhuǎn)換效率。3.1.1根據(jù)電動(dòng)汽車的最高車速選擇電機(jī)功率的選擇，既要滿足整車具有一定的車速。有根據(jù)整車的適用條件使得電機(jī)經(jīng)常在較滿負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行，必須滿足電動(dòng)汽車最高車速的要求。以保證在良好的工況下或空載時(shí)所以較高的車速行駛?？紤]到汽車主要作為城市交通工具。大多數(shù)情況下是一中低速行駛，因此電機(jī)的功率不能選擇過大，否則會(huì)使其經(jīng)常處于部分負(fù)荷下工作，電機(jī)效率大大降低。浪費(fèi)蓄電池有限的電能，如果給出期望最高的車速。選擇的電電機(jī)功率應(yīng)大體上等于但不能小與最高車速。即：式中：電機(jī)額定功率：整車質(zhì)量：重力加速度：滾動(dòng)阻力系數(shù)：最高車速：空氣阻力系數(shù)：迎風(fēng)面積：動(dòng)力傳動(dòng)系數(shù)效率：計(jì)算得出：3.1.2根據(jù)車輛的爬坡性能要求來選擇電動(dòng)汽車行駛的運(yùn)動(dòng)方程為：式中：—電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力；—電動(dòng)汽車車輪的滾動(dòng)阻力；—電動(dòng)汽車的空氣阻力，在爬坡過程中，車速低，空氣阻力可以忽略；—電動(dòng)汽車的坡道阻力，—電動(dòng)汽車加速阻力，爬坡過程中一般為勻速行駛，故?！碌澜嵌扔梢陨峡傻茫河梢陨峡芍?，電機(jī)額定功率的取值應(yīng)滿足：最高車速不小于期望車速；起步加速時(shí)間不大于期望值；爬坡角度最大值不小于期望值。由于電動(dòng)汽車的行駛路況比較復(fù)雜，需要電機(jī)具有一定的過載能力，即能夠承受較大的過載電流，電機(jī)最大的功率取值為：式中：—電機(jī)過載系數(shù)。得：3.1.3加速性能的要求電機(jī)的功率越大，則電動(dòng)汽車汽車的后備功率越多，從而其加速性能越好，但過多的后備功率又會(huì)增加汽車不必要的能量消耗。在水平良好的路面上，車輛的行駛加速度計(jì)算為：式中：—車輛行駛驅(qū)動(dòng)力—車輛行駛空氣阻力—車輛行駛滾動(dòng)阻力—轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量換算系數(shù)，對(duì)于電動(dòng)汽車其計(jì)算式為：式中：—驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—電機(jī)輸出軸和傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—變速箱傳動(dòng)比—主減速器傳動(dòng)比—車輪半徑—?jiǎng)恿鲃?dòng)比效率由以上可知，電動(dòng)汽車起步到加速到車速為V的加速時(shí)間為：3.1.3驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能目前電動(dòng)汽車普遍采用的電機(jī)，主要有直流電機(jī)感應(yīng)電機(jī)，永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻式電機(jī)四種，總的發(fā)展趨勢(shì)由通用電機(jī)向?qū)Ｓ秒娖鞯陌l(fā)展。由直流電機(jī)向交流電機(jī)發(fā)展，通過對(duì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率進(jìn)行比較。直流電機(jī)的傳動(dòng)效率最低，感應(yīng)電機(jī)的傳動(dòng)效率較高，永磁同步電機(jī)的才能效率最高。采用數(shù)字評(píng)分的方法來比較上述幾種電機(jī)的性能。只要對(duì)電機(jī)的六個(gè)方面的性能加以評(píng)價(jià)。3.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)確定3.2.1電機(jī)參數(shù)由以上計(jì)算可知，所選電機(jī)的功率至少超過2.76KW，故這里選而定功率為3KW的電機(jī)，其具體參數(shù)如下：型號(hào)：ZY-CD-4額定功率：3KW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：1500r/min絕緣等級(jí)：F防護(hù)等級(jí)：IP44冷卻方式：風(fēng)冷質(zhì)量：50KG外形尺寸：φ250x3603.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的布置將電機(jī)固定在底座的底部，這樣電機(jī)的位置直接靠近蓄電池和驅(qū)動(dòng)器，方便控制，減少成本，同事也節(jié)省了空間。3.2.3驅(qū)動(dòng)性能的分析目前純電機(jī)汽車普遍采用的電機(jī)主要有直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)四種。總的發(fā)展趨勢(shì)是由通用電機(jī)向?qū)Ｓ秒姍C(jī)發(fā)展，由直流電機(jī)向交流電機(jī)發(fā)展。通過對(duì)純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率進(jìn)行比較，直流電機(jī)的傳動(dòng)效率最低，感應(yīng)電機(jī)的傳動(dòng)效率最高，永磁同步電機(jī)的傳動(dòng)效率為最高。采用數(shù)字評(píng)分的方法來比較上述幾種電動(dòng)的性能，主要對(duì)電機(jī)的六個(gè)方面的性能加以評(píng)價(jià)。每個(gè)性能的得分為1～5分,表2-3給出了比較結(jié)果。選用高效電機(jī)，對(duì)改變目前純電動(dòng)汽車因蓄電池容量較小而續(xù)駛里程短的狀況非常重要。下面簡(jiǎn)單分析上述四種電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是以直流電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)相匹配的變流器是斬波器，它將固定的直流電壓變成可調(diào)的直流電壓，調(diào)速方法主要是調(diào)壓調(diào)速和調(diào)磁調(diào)速。直流電機(jī)是最早應(yīng)用于純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的電機(jī)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性。目前，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍在城市無軌電車上廣泛應(yīng)用。由于直流電機(jī)使用電刷結(jié)構(gòu)，使得它的轉(zhuǎn)速、功率密度、使用壽命都受到了限制，同時(shí)它的重量和體積也較大。隨著現(xiàn)代交流電機(jī)調(diào)速方法的改進(jìn)，交流電機(jī)的調(diào)速性能已經(jīng)趕上了直流電機(jī)。作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，直流電機(jī)最終將被交流電機(jī)所取代。感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。感應(yīng)電機(jī)又稱異步電機(jī)。最初由于電力電子技術(shù)以及調(diào)速方法的限制，他在純電動(dòng)汽車系統(tǒng)中應(yīng)用并不被看好。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，功率電力電子器件的出現(xiàn)，以及調(diào)速方法的改進(jìn)，使得感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速性能逐漸趕上了并超過了直流電機(jī)，目前感應(yīng)電機(jī)已經(jīng)成為在工業(yè)應(yīng)用中使用最為廣泛的拖動(dòng)電機(jī)。雖然感應(yīng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本較高，但是由于電機(jī)本身具有體積較小、成本較低、調(diào)速范圍寬、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)大部分純電動(dòng)汽車還是采用了感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于蓄電池以直流電的形式輸出能量，所以要用蓄電池輸出的能量來驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)，就先必須將蓄電池輸出的直流電進(jìn)行變流處理，將其逆變?yōu)榻涣麟?。逆變器的工作原理是通過電力電子器件的開關(guān)及合理的變流電路來將直流電逆變成交流電?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，為感應(yīng)電機(jī)調(diào)速性能的改善提供了硬件條件。永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)又分為無刷直流電機(jī)和無刷交流電機(jī)。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)遣豢煽氐?，可以控制的只有定子繞阻的電流。所以永磁同步電機(jī)的控制方式一般是電流控制。永磁同步電機(jī)由于轉(zhuǎn)子無導(dǎo)條，無銅耗，所以轉(zhuǎn)子慣量可以做得很小。與普通直流電機(jī)和異步電機(jī)相比，它的功率密度大，體積小，轉(zhuǎn)矩／慣量比大，傳動(dòng)系動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型的機(jī)電一體化無極調(diào)速電動(dòng)系統(tǒng)，無電刷、無整流子，它通過電子電路輪流接通和斷開各相繞組使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的磁阻式電機(jī)，由電機(jī)本體，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器，功率變換器和控制單元組成，電機(jī)本體是一種定轉(zhuǎn)子雙邊均開有開口槽的電機(jī)，定轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成，定子上裝有空間不同位置的多相集中繞組，每相繞組由相對(duì)的兩個(gè)定子齒上的兩組線圈串聯(lián)構(gòu)成，很容易做到散熱，易于密封，電機(jī)堅(jiān)固耐用，可靠性高，轉(zhuǎn)子沒繞組。開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度范圍寬，是一種極具潛力的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但目前，它的噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比較大，在純電動(dòng)汽車上的應(yīng)用還不很廣泛。3.3電池組的選擇及布置3.3.1電池組數(shù)量的選擇動(dòng)力電池串聯(lián)起來為電機(jī)供電，動(dòng)力電池模塊的最小數(shù)目為：3-1式中：－動(dòng)力電池模塊的最小數(shù)目；－電機(jī)的最小工作電壓，v；－動(dòng)機(jī)電池模塊的最小電壓，V。動(dòng)力電池需向電機(jī)提供足夠的功率以滿足電機(jī)的峰值功率要求，故動(dòng)力電池模塊數(shù)目的最大值為：3-2式中：動(dòng)力電池模塊的最大數(shù)目；－電機(jī)的最大功率，KW；－動(dòng)力電池的功率密度，W/kg；－電機(jī)及其控制系統(tǒng)的效率；－動(dòng)力電池模塊的質(zhì)量，kg。由式3-1計(jì)算得，電池模塊的最小數(shù)目，由式3-2計(jì)算得電池模塊的最大數(shù)目，取。電池組如下圖所示。3.3.2電池組容量的選擇動(dòng)力電池的容量主要是由純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程決定，故動(dòng)力電池容量的限值可由設(shè)計(jì)的純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程范圍得到：3-3式中：—?jiǎng)恿﹄姵亟M的容量；—續(xù)駛里程；—單位距離消耗的能量；—?jiǎng)恿﹄姵啬K的工作電壓；—放電深度。設(shè)車輛最大行駛里程為50KM，電池放電深度為0.8：所以選擇200Ah電池3.4蓄電池的選擇3.4.1鉛酸電池鉛酸電池已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)可靠，生產(chǎn)工藝成熟，成本低，單位電池電壓高，適合純電動(dòng)汽車使用的良好的大電流輸出性能，良好的高溫和低溫性能，高的能量效率（75%－80%）以及多種多樣的型號(hào)和尺寸。鉛酸電池也具有一些缺點(diǎn)還需要進(jìn)一步的完善，比如，鉛酸電池的比能量和能量密度都比較低（通常為35－70Wh/kg），自放電率較高循環(huán)壽命相對(duì)較低。性能得到改進(jìn)的多種類型的鉛酸電池正不斷地被應(yīng)用到純電動(dòng)汽車上。其中閥控鉛酸電池地比能量已超過40Wh/kg，能量密度超過80Wh/L，并且可實(shí)現(xiàn)快速充電。3.4.2鎳鎘電池目前，鎳鎘蓄電池的應(yīng)用程度僅次于鉛酸蓄電池，其比能量可達(dá)到55Wh/kg，比功率超過225w/kg。極板強(qiáng)度高，工作電壓平穩(wěn)，能夠帶電充電，并可以快速充電。過充電和過放電性能好，有高倍率的放電特性，瞬時(shí)脈沖放電率很大，深度放電性能也好。循環(huán)使用壽命較長(zhǎng)，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達(dá)到2000多次，但價(jià)格為鉛酸蓄電池的4－5倍。采用全封閉外殼，可以在真空環(huán)境中正常工作。低溫性能較好，能夠長(zhǎng)時(shí)間存放。鎳鎘電池有記憶效應(yīng)，使用中要注意做好回收工作，以免重金屬鎘造成環(huán)境污染。3.4.3鎳氫電池鎳氫電池是一種堿性電池，鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.2V，比能量可達(dá)到70－80wh/kg，有利于延長(zhǎng)EV的行駛里程。比功率可達(dá)到200w/kg，是錢酸電池的2倍，能夠提高車輛的起動(dòng)性能和加速性能。有高倍率的放電特性，短時(shí)間可以以3C放電，瞬時(shí)脈沖放電率很大。鎳氫電池的過充電和過放電性能好，能夠帶電充電，可以快速充電，在15分鐘內(nèi)可充60%的容量，1小時(shí)內(nèi)可以完全充滿，應(yīng)急補(bǔ)充充電的時(shí)間短。在80%的放電深度下，循環(huán)壽命可達(dá)到1000次以上，是鉛酸電池的3倍。鎳氫電池中沒有Pb和Cd等重金屬元素，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，鎳氫電池可以隨充隨放，不會(huì)出現(xiàn)鎳鎘電池在沒有放完電后即充電而產(chǎn)生的“記憶效應(yīng)”。3.4.4鋰離子電池鋰離子電池比能量達(dá)到100－120wh/kg，是鎳鎘電池的1.5－3倍，比功率高達(dá)1500w/kg，循環(huán)壽命可達(dá)1000次。充電放電效率高，功率輸出密度大，沒有記憶效應(yīng)等，其能量達(dá)到錢酸電池的三倍以上。鋰離子電池的主要問題是快速充、放電的性能差，需要進(jìn)一步解決對(duì)其充放電過程的控制和配備專用的充電器。對(duì)于大容量鋰離子電池組，還需要解決電池組的可靠性和各個(gè)單體電池之間的一致性。鈷系鋰離子電池在過充電狀態(tài)時(shí)會(huì)引起電池爆炸，需要用安全閥以防止電解液受高溫汽化后產(chǎn)生的壓力升高。并裝自動(dòng)溫度調(diào)控裝置，進(jìn)行過充、放電的保護(hù)。鋰的制取較困難，管理和使用比較復(fù)雜，要求有嚴(yán)格的安全措施，需要配備電子保護(hù)電路、電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)等，使得其附屬裝置更復(fù)雜，也增加了電池組的造價(jià)。就近期來看，由于閥控鉛酸電池技術(shù)成熟、成本低廉，仍將得到廣泛使用，鎳氫電池性能優(yōu)越也極具吸引力，鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)為降低初始生產(chǎn)成本和量化生產(chǎn)成本，所以本車采用鉛酸電池。3.5電池組數(shù)量的計(jì)算及布置3.5.1電池組數(shù)量的計(jì)算鉛酸電池的具體參數(shù)如下：額定電壓：12V額定容量：200Ah外形尺寸：長(zhǎng)x寬x高=520x240x220總高度：255重量：73KG由于每個(gè)電池的電壓為12V，電機(jī)的額定電壓為48V，故需這樣的電池四個(gè)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3.5.2蓄電池的布置蓄電池的布置如下圖所示，將蓄電池安裝在底座的一側(cè)，便于安裝維護(hù)和充電。蓄電池組蓄電池組

第四章電動(dòng)汽車底盤總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)純電動(dòng)汽車是利用電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的。電機(jī)的種類多、用途廣、功率覆蓋面非常大。車輛行駛的路面工程較復(fù)雜，所以作為純電動(dòng)汽車用的電機(jī)功率必須要適應(yīng)這種復(fù)雜工況的要求。

其性能要求有：較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來保證純電動(dòng)汽車的良好的起動(dòng)和加速性能；

較寬的恒功率范圍，保證純電動(dòng)汽車具有高速行駛的能力，電機(jī)的過載系數(shù)應(yīng)達(dá)到2－3倍；較大范圍的調(diào)速功能，在低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)具有高功率，能夠根據(jù)駕駛員對(duì)加速踏板的控制，隨即地調(diào)整純電動(dòng)汽車的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力；電機(jī)的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕；電機(jī)的可靠性好，耐溫和耐潮性能強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，運(yùn)作時(shí)噪音低，維修方便。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能直接決定著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能。目前純電動(dòng)汽車普遍采用的電機(jī)主要有直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)。選用高效電機(jī)，對(duì)改變目前純電動(dòng)汽車因蓄電池較小而續(xù)駛里程短的狀況非常重要。下面簡(jiǎn)單分析上述四種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。采用不同的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)型式的純電動(dòng)汽車。目前，純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下幾種布置方案：第一種類型這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍然帶有離合器、變速器，主要是為了提高純電動(dòng)汽車的起動(dòng)扭矩及增加低速時(shí)純電動(dòng)汽車的后備功率。第二種類型這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是取消了離合器和變速器，因此對(duì)電機(jī)的要求較高，不僅要求有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求較大的后備功率，以保證純電動(dòng)汽車的起步、爬坡、加速等動(dòng)力性能。第三種類型這種結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)橫向前置、前輪驅(qū)動(dòng)的燃油汽車的布置方式類似，它把電機(jī)固定速比減速器和差速器集成為一個(gè)整體，兩根半軸連接驅(qū)動(dòng)車輪，結(jié)構(gòu)更加緊湊。第四種類型直接將電機(jī)裝到了驅(qū)動(dòng)輪上，由電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速、差速，它不僅要求電機(jī)性能好，有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較大的后備功率，而且對(duì)控制系統(tǒng)的要求很高?？刂葡到y(tǒng)不僅要有較高的控制精度，而且具有良好的可靠性，從而保證純電動(dòng)汽車安全、平穩(wěn)地行駛。

目前，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車的各種研究，大多數(shù)都是建立在改裝車的基礎(chǔ)上的。純電動(dòng)汽車的改裝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)機(jī)電一體化的綜合工程，純電動(dòng)汽車的改裝后高性能的獲得并不是簡(jiǎn)單地將內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱換成電機(jī)和蓄電池便可以實(shí)現(xiàn)，它必須通過對(duì)蓄電池、電機(jī)、變速器、減速器和控制系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配選擇，并且在總體方案布置時(shí)使其連接可靠，軸荷分配合理等才能獲得。4.2電動(dòng)汽車車架設(shè)計(jì)就像人的身體山骨架來支持一樣，汽車也必須有一副骨架，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質(zhì)量和行駛時(shí)所受的沖擊，扭曲，慣性力等。現(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。汽車車架的幾種結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)、制造工藝和材料。車架的結(jié)構(gòu)形式主要有梯形車架、周邊型車架、脊梁式車架、桁梁式車架。車架的整體設(shè)計(jì)如下圖所示。4.2.1電動(dòng)汽車對(duì)車架的要求汽車的使用條件復(fù)雜，其受力情況也十分復(fù)雜，隨著汽車行駛條件（車速和路況）的變化，車架上的載荷變化也很大，而車架，作為汽車的主要承載工件，它的好壞直接關(guān)系著汽車的各方面性能，如操作穩(wěn)定性、安全性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性等。而廣西都安建興機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DA180低速汽車車架，在使用過程中，由于使用環(huán)境復(fù)雜惡劣，存在著斷裂的危險(xiǎn)，也有過汽車在使用過程中，車架斷裂的情況發(fā)生。所以對(duì)車架的主要受力件車架縱梁的強(qiáng)度進(jìn)行校核，有著至關(guān)重要的意義。確保車架在各個(gè)工況下，車架縱梁的彎曲強(qiáng)度都符合材料的彎曲強(qiáng)度極限要求，如果不符合要求的，找出解決的方案，保證人與財(cái)產(chǎn)的安全。

另外，隨著油價(jià)的上漲和國(guó)家對(duì)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對(duì)載貨汽車車架進(jìn)行設(shè)計(jì)，不管是對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行輕量化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還是對(duì)汽車車架進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)分析等，都是出于對(duì)汽車動(dòng)力性、安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性的考慮。是非常有必要的。研究新的車架材料，減輕其質(zhì)量，可以有效減少其整備質(zhì)量，特別是對(duì)重型載貨汽車來說，車架的質(zhì)量占了汽車整備質(zhì)量很大以部分，如果可以將其質(zhì)量減小，將可以大大增加裝載質(zhì)量；抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的準(zhǔn)備質(zhì)量的增加，降低其燃油消耗。4.2.2車架結(jié)構(gòu)形式的選擇汽車車架的幾種結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)：梯形車架，梯形車架(也稱大梁式車架或是邊梁式車架)是隨著沖壓技術(shù)發(fā)展起來的鋼板沖壓車架，其結(jié)構(gòu)如圖2—1所示。通常由兩根縱梁和若干根橫梁組成。其基本功能優(yōu)于以前采用的木質(zhì)車架。后來梯形車架的縱梁由槽形截面改為較低的箱形截面，橫梁也做了一定的簡(jiǎn)化以利于整車高度的降低。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車廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高梯形車架適用于要求有大載重量的貨車、中大型客車，以及對(duì)車架剛度要求很高的車輛，如越野車。如下圖所示的示意圖。周邊式車架，周邊式車架的特點(diǎn)是前后兩端縱梁變窄，中部縱梁加寬，前端寬度取決于前輪最大轉(zhuǎn)角，后端寬度取決于后輪距，中部寬度取決于車身門檻梁的內(nèi)壁寬，其主要構(gòu)件為封閉斷面。這種車架在撞車時(shí)可吸收部分能量，主要用于中級(jí)以上的轎車。脊骨式車架，脊骨式車架也被稱為中梁式車架，脊梁式車架由一根位于汽車左右對(duì)稱中心的大斷面管形梁（圓形或是箱形斷面）和某些懸伸托架構(gòu)成，猶如一根脊梁。管梁將動(dòng)力—傳動(dòng)系連成一體，傳動(dòng)軸從其中間通過，故采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)驅(qū)動(dòng)橋必須是斷開式的并與獨(dú)立懸架相匹配。與其他類型的車架比較，其扭轉(zhuǎn)剛度最大，容許車輪有較大的跳動(dòng)空間，使得汽車有較好的平順性和通過性。但這種車架制造工藝復(fù)雜，精度要求高，給維護(hù)和修理造成諸多不便，因而未能在轎車上大量采用。桁梁式車架，桁梁式車架，又稱空間車架，這種立體結(jié)構(gòu)式車架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，兼有車架和車身的作用。它的剛度大，質(zhì)量輕，但是制造工藝差，主要是用于競(jìng)賽汽車及特種汽車身上。上世紀(jì)50—70年代英國(guó)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。時(shí)至今日仍采用鋼管車架的都是一些產(chǎn)量較少的跑車廠，原因是可以省去沖壓設(shè)備的巨大投資。由于對(duì)鋼管車車架進(jìn)行局部加強(qiáng)十分容易(只須加焊鋼管)，在質(zhì)量相等的情況下，往往可以得到比承載式車架更強(qiáng)的剛度，這也是很多跑車廠仍樂于用它的原因。x形車架，隨著動(dòng)力性的改善，車速的提高，迫使整車高度逐年下降，在裝有X橫梁的梯形車架被廣泛采用之后，又發(fā)展出了X形車架。它放棄了梯形車架的左右縱梁，將梯形車架的x橫梁向前后延伸，形成兩根互相交叉的縱梁。其扭轉(zhuǎn)剛度很大，而車身底板在放腳處即可下降到車架上平面之下。其不足之處是：在后部放腳處，略顯擁擠，其前部放腳處則較高。4.3輪胎的選擇我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽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(zhǎng)。胎冠較厚。有堅(jiān)硬的帶束層，不易刺穿；行駛時(shí)變形小，可降低能耗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。

第五章總結(jié)與展望5.1全文總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的題目是電動(dòng)汽車底盤設(shè)計(jì)。老師所給出了要求和大致數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，并且是以電池作為動(dòng)力源。所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的最高車速不得高于所設(shè)計(jì)的20%。此次要做的是一個(gè)底盤總體布置設(shè)計(jì)，對(duì)象是一臺(tái)低速的電動(dòng)汽車汽車。而根據(jù)已知的條件和要求，最高車速為20km/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)然是電功機(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)的電動(dòng)汽車來說，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，在后而會(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，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，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候也會(huì)以這個(gè)為原則。底盤用來安裝電池的，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，這樣就省去傳動(dòng)系統(tǒng)，使整個(gè)給構(gòu)簡(jiǎn)單明了。5.2全文展望自上世紀(jì)爆發(fā)石油危機(jī)后，不少跨國(guó)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!一?？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、易操縱、維修及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能下具有不可比擬的憂勢(shì)，它是解決人類能源和環(huán)境壓力的最有效途徑。下文已經(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)車是完全由電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或等離子電池)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(guó)外汽車發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。近日，北京公交線推出的兩輛以鉛酸蓄電池和等離子電池為動(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)也突出，能量低，質(zhì)量大，充電時(shí)間長(zhǎng)，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)汽車行駛里程短、充