1、Q/XRFxxxx公司 Q/XRF-J004-2015Xxx整車布置設(shè)計規(guī)范編制: 日期: 校對: 日期: 審核: 日期: 批準: 日期: 2015-03-15發(fā)布 2015-03-15實施xxxx公司 發(fā)布目 錄一 概述.2二 電動機和蓄電池的選擇 .22.1 蓄電池的選擇 .22.2 電動機的選擇 .32.3 電動機的布置方案 .5三 整車布置的基準線.63.1 車架上的平面線63.2前車中心線.63.3汽車中心線 .63.4 地面線 .63.5前輪垂直線 6四 各部件布置.7 4.1傳動系布置.7 4.2轉(zhuǎn)向裝置布置74.3懸掛系統(tǒng)的布置84.4制動系統(tǒng)的布置.9五 車身內(nèi)部布置 .95

2、.1確定駕駛員座椅 .95.1視野校核-眼橢圓 .115.3操縱和踏板的布置 135.4 儀表板的布置 .145.5乘客區(qū)座椅的布置 15六 車載充電器、快慢充電口的位置.15一 概述汽車總布置設(shè)計是整車開發(fā)項目工作的基礎(chǔ)，并貫穿整車開發(fā)始終。合理的總布置設(shè)計是保障整車設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)，總布置設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到整車設(shè)計的安全、舒適和性能，并能統(tǒng)籌設(shè)計方向，大大推進整車開發(fā)項目進度。二 電動機和蓄電池的選擇純電動汽車的組成如圖2-1所示。純電動汽車主要是由三個子系統(tǒng)組成：電力驅(qū)動系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。電力驅(qū)動子系統(tǒng)包括電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電機、接卸傳動裝置。能源子雄包括能源及能量管理系統(tǒng)。

3、輔助系統(tǒng)包括助力轉(zhuǎn)向單元、溫控單元和輔助動力供給單元等。圖中，雙線表示機械連接，粗線表示電氣連接，細線表示控制鏈接。每根線上的箭頭表示電能或者控制信息的流向。圖2-1純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)2.1蓄電池的選擇蓄電池作為電動汽車的能量源，要求其具有高的比能量和比功率，滿足車輛動力性和續(xù)駛里程的需要，還應(yīng)具有與車輛使用壽命相當(dāng)?shù)难h(huán)壽命、高效率、良好的性能價格比及免維護性?？捎糜陔妱悠嚨男铍姵貧w類為鉛酸電池、鎳基電池、金屬空氣電池、鈉電池和常溫鋰電池等。在眾多電池中，三元鋰電池由于它超長的使用壽命、安全性、大流快速充放電、耐高溫、大容量、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點，逐漸成為動力電池的佼佼者，表2-1

4、為三元鋰電池。電源主電源單體蓄電池生產(chǎn)企業(yè)上海德朗能動力電池有限公司形式三元鋰電池電芯型號NCM18650-220電壓3.6V容量95AH電池箱型號CN-BN01-S連接方式88串48并額定電壓316V總?cè)萘?0kWh車載充電時間8h表2-1三元鋰電池2.2電動機的選擇純電動汽車是利用電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能來實現(xiàn)驅(qū)動的。電機的種類多、用途廣、功率覆蓋面非常大。車輛行駛的路面工況比較復(fù)雜，所以作為純電動汽車用的電機的功率必須要適應(yīng)這種復(fù)雜的工況要求。其性能要求有：（1） 較大的啟動轉(zhuǎn)矩來保證純電動汽車的良好的起步和加速性能；（2） 較寬的功率范圍，保證純電動汽車具有高速行駛能力，電機過載系數(shù)應(yīng)達

5、到2-3倍；（3） 較大范圍的調(diào)速功能，在低速是具有較大的轉(zhuǎn)矩，在高速時具有較高的功率，能夠根據(jù)駕駛員對加速踏板的控制，隨機調(diào)整純電動汽車的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動力；（4） 電機的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕；（5） 電機的可靠性好，耐溫和耐潮性能強，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，運行時噪音低，維修方便。驅(qū)動電機的性能直接決定著驅(qū)動系統(tǒng)性能。根據(jù)其使用環(huán)境與使用頻率的不同，形式也不同。不同形式的電機其特點也不一樣。目前電動車電機普遍采用永磁直流電機。所謂永磁電機，是指電機線圈采用永磁體激磁，不采用線圈激磁的方式。這樣就省去了激磁線圈工作時消耗的電能，提高了電機機電轉(zhuǎn)換效率，這對使用車載有限

6、能源的電動車來講，可以降低行駛電流，延長續(xù)行里程。電動車電機按照電機的通電形式來分，可分為有刷電機和無刷電機兩大類；按照電機總成的機械結(jié)構(gòu)來分，一般分為“有齒”（電機轉(zhuǎn)速高，需要經(jīng)過齒輪減速）和“無齒”（電機扭矩輸出不經(jīng)過任何減速）兩大類。 綜上所述，此設(shè)計初步選用永磁電動機。由于永磁電動機在效率、功率密度和低速轉(zhuǎn)矩方面的突出優(yōu)點，使他非常適合應(yīng)用于多電機獨立驅(qū)動，所以使用永磁同步電動機。電機型式永磁同步電機冷卻液冷連接方式Y(jié)連接型 號SJ2103P030-L1額定功率30Kw峰值功率60kW額定轉(zhuǎn)速2700 r/min最高工作轉(zhuǎn)速7000r/min電壓320V (DC)峰值轉(zhuǎn)矩213Nm重

7、量48kg外形尺寸310X291生產(chǎn)企業(yè)上海中科深江電動車輛有限公司電機控制器研制單位上海中科深江電動車輛有限公司型號SJ2104B3C1-L1額定輸入電流102A額定輸入電壓320VDC冷卻要求液冷重 量15kg外形尺寸L407W310H203mm 工作溫度-20+60防護等級IP54表2-2 電機的各項參數(shù)2.3電動機的布置方案在電動汽車的布置方案中，一種是采用單個電動機驅(qū)動車輪，另一種是采用多個電動機一起單獨驅(qū)動每個車輪。單個電動機的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：由于只用一個電機，他能最大限度的減小相應(yīng)的體積、質(zhì)量及成本。多個電動機結(jié)構(gòu)能減小單個電動機的電流和功率的額定值，并能均衡電動機的尺寸和質(zhì)量。而

8、本次設(shè)計是使用單個電動機驅(qū)動車輪。 機械連接 電氣連接驅(qū)動電機電池組圖為驅(qū)動工況工作模式 三 整車布置的基準線 在初步確定汽車的載客量（裝載量）、驅(qū)動形式、車身形式、發(fā)動機形式等以后，要深入做更具體的工作，包括繪制總布置草圖，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車兄寸和參數(shù)的要求，以尋求合理的總布置方案。繪圖前要確定畫圖的基準線（面）。確定整車的零線（三維坐標面的變線）、正負方及標注方式，均應(yīng)在汽車滿載狀態(tài)下進行，并且繪圖時應(yīng)將汽車前部繪在左側(cè)。 3.1 車架上平面線 縱粱上翼面較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊粱的上緣面在側(cè)（前）視圖上的投影線稱為車架上平面，它作為垂直方自尺寸的基

9、準線（面），z坐標線，向上為“+”、向下為“-”，該線標記為。有些客車的車架上平面在滿載靜止位置時，通常與地面傾斜0.51.5，使車架呈前低后高狀，這樣在汽車加速時，客廂可接近水平。為了畫圖方便，可將車架上平面線畫成水平的，將地面畫成斜的。 3.2 前輪中心線 通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪中心線，它作為縱向方自尺寸的基準線(面)，即z坐標線，向前為“-”，向后為“+”，該線標記為。 3.3 汽車中心線 汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上曲投影線稱為汽車中心線，用它作為橫自尺寸的基準線（面）。即y坐標線，向左為“+”、自右為“-”，該線標記為

10、。 3.4 地面線 地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線稱為地面線，此線是標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和踏板高度等尺寸的基準線。 3.5 前輪垂直線通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪垂直線。此線用來作為標注汽車軸距和前懸的基準線。當(dāng)車架與地面平行時，前輪垂直線與前輪中心線重合（如轎車）。四 各部件的布置4.1 傳動系的布置 由于電動機、無極變速器裝成一體，所以在電動機位置確定后，包括電動機、無極變速器在內(nèi)的動力總成位置也隨之而定。驅(qū)動橋的位置取決于驅(qū)動輪的位置，同時為了使左右半軸通用，差速器殼體中心線應(yīng)與汽車中心線重合。為滿足萬向節(jié)傳動軸兩端夾角相

11、等，而且在滿載靜止時不大于4、最大不得大于7的要求，常將后橋主減速器的軸自上翹起。而在轎車布置中，在側(cè)視圖上常將傳動軸布置成U形方案，見圖2。這樣做可降低傳動軸軸線的離地高度，有利于減小客廂地板凸包高度和保證后排中間座椅座墊處有足夠的厚度。在繪出傳動軸最高輪廓線之后，根據(jù)凸包與中間傳動軸之間的最小間隙般應(yīng)在10-15mm來確定地板凸包線位置。對于高地板客車，傳動軸布置比較自由，盡量減小各段傳動軸夾角即可。圖2 傳動軸布置4.2轉(zhuǎn)向裝置的布置 （1）轉(zhuǎn)向盤的位置轉(zhuǎn)自盤位于駕駛員座椅前方，為保證駕駛員能舒適地進行轉(zhuǎn)向操作，應(yīng)注意轉(zhuǎn)向盤平面與水平面之間的夾角，并以取得轉(zhuǎn)目盤前部盲區(qū)距離最小為佳，同時

12、轉(zhuǎn)向盤叉不應(yīng)當(dāng)影響駕駛員觀察儀表，還要照顧到轉(zhuǎn)向盤周圍（如風(fēng)擋玻璃等）有足夠的空間。 （2）轉(zhuǎn)向器的位置前懸架采用鋼板彈簧時，為了避免懸架運動與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，應(yīng)該將轉(zhuǎn)自器布置在前鋼板彈簧跳動中心附近，即前鋼板彈簧前支架偏后不多的位置處。 因轉(zhuǎn)目器固定在車架上，其軸線常與轉(zhuǎn)向盤中心線不在一條直線上，為此用萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸將它們連接起來。此時因萬向節(jié)連接的軸不在一個平面，在正面撞車時這對防止轉(zhuǎn)向盤后移傷及駕駛員有利。長頭車一般用兩個萬向節(jié)，平頭車不用或用一個萬向節(jié)的居多。 如果轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間通過一根剛性軸直接連接時，轉(zhuǎn)向盤相對駕駛員在縱向平面內(nèi)偏斜一個角度，這既導(dǎo)致操作不便，又

13、會因轉(zhuǎn)向傳動軸在俯視圖上自前斜插而影響踏板的布置和駕駛員腿部的操縱動作。為此，要求轉(zhuǎn)向軸在水平面內(nèi)與汽車中心線之間的夾角不得大于5。轉(zhuǎn)向搖臂與縱拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱拉桿之間的夾角，在中間位置時應(yīng)盡可能布置成接近直角，以保證有較高的傳動效率。圖3 轉(zhuǎn)向輪胎包絡(luò)（3）轉(zhuǎn)向盤的要求轉(zhuǎn)向盤應(yīng)操縱輕便，轉(zhuǎn)動靈活、可靠，無卡滯現(xiàn)象，駕駛員應(yīng)感覺有良好的路感，轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量不大于300；轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向后能自動回正，使車輛具有穩(wěn)定的直線行駛能力；車輪及橫、直拉桿與其它部件無干涉、碰擦；動力轉(zhuǎn)向可靠輕便（當(dāng)動力轉(zhuǎn)向失效時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)能準確實現(xiàn)轉(zhuǎn)向和具有控制車輛的能力）；轉(zhuǎn)向節(jié)及臂，轉(zhuǎn)向橫、直拉桿及球銷應(yīng)無裂紋和損傷

14、，并且球銷不得松況。轉(zhuǎn)向系基本性能的要求應(yīng)符合GB 17675的規(guī)定。4.3懸掛系統(tǒng)的布置 客、貨車的前、后懸架多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。為了滿足轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)所需要的空間，常將前鋼板彈簧布置在縱梁下面。鋼板彈簧前端通過彈簧銷和支架與車架連接，而后端用吊耳和支架與車架相連。這樣布置有利于緩和來自路面的沖擊。同時，為了滿足主銷后傾角的要求，客車的前鋼板彈簧應(yīng)布置成前高后低狀。后鋼板彈簧布置在車架與車輪之間，應(yīng)注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。減振器應(yīng)盡可能布置成直立狀，以充分利用其有效行程?？臻g不允許時才布置成斜置。4.4 制動系布置 踩下制動踏板所需要的力，比踩

15、下油門踏板要大得多，因此制動踏板應(yīng)布置在更靠近駕駛員處，并且還要做到腳制動踏板和手制動操縱輕便。應(yīng)檢查桿件運動時有無干涉和死角，更不應(yīng)當(dāng)在車輪跳動時自行制動。布置制動管路要注意安全可靠、整齊美觀。在一條管路上，當(dāng)兩個固定點之間有相對運動時，要采用軟管過渡。平行管之間的距離不小于5mm，或者完全束在起，交叉管之間的距離應(yīng)不小于20mm，同時注意不要將管子布置在車架縱梁內(nèi)側(cè)下翼上，以免由于積水使其腐蝕。五 車身內(nèi)部布置5.1確定駕駛員座椅駕駛員座椅與操縱機構(gòu)的相對對化置關(guān)系稱為駕駛員位置( driving position)。在進行車身總布置設(shè)計時，重要的一環(huán)就是確定駕駛員位置，確定坐在駕駛員座椅

16、的人與汽車操縱機構(gòu)之問的位置關(guān)系，它是汽車人體程學(xué)的基礎(chǔ)。在行使過程中油門踏板是經(jīng)常需要踩的，駕駛員總是腳放在其上，油門踏板與地板的支點幾乎總是與駕駛員腳后跟點相一致，人體程學(xué)上將此點作為人體的踵點(AHP)；人體身軀干與大腿活動的餃接點定義為胯點(HP)。踵點(AHP)和胯點(HP)是人機工程定義的基準點。H.P以及方向盤中心W，相對A.H.P在水平和垂直兩個方向上的距離hex，he，WI，wiz，及體腿角、座椅靠背角、方向盤傾角等尺寸是相互關(guān)聯(lián)的，它們之間按人體工程學(xué)上的某些關(guān)系緊密結(jié)合在一起。也就是說，駕駛位置是一個整體的有機整體，并不是象一個簡單函數(shù)那樣由幾個獨立因素簡單決定的。所有參

17、數(shù)互相關(guān)聯(lián)，確定了駕駛員的位置。設(shè)計方法：由人體工程學(xué)的理論可知，車身布置不能以適合中等身材的人體尺寸為依據(jù)。采用“平均人”的設(shè)計方法，既不能準確地確定車身的最大或最小尺寸邊界，也不能確切地回答“某一車身布置是否適合大多數(shù)人的身材”的問題。新的設(shè)計觀點，車身布置應(yīng)適合不同身材的一群人80%或90%的大多數(shù)人。由數(shù)理統(tǒng)計可知，可引入“百分位”的概念，它表示對應(yīng)于每一種身材尺寸都可以求得小于該尺寸的人數(shù)所占的百分數(shù)，如95%百分位身高是182cm，表示有95%的人的身高低于在182cm。 首先確定H.P與A.H.P在進行工作空間、操作位置的綜合設(shè)計和分析時，不僅需要單一的某項人體尺寸，而是同時考慮

18、和應(yīng)用多個相互關(guān)聯(lián)的人體尺寸。人體尺寸進行分析整理簡化為繞固定軸的簡單幾何學(xué)轉(zhuǎn)動。并將人體體表輪廓尺寸按一定的比例換算成人體關(guān)節(jié)點的尺寸。從而設(shè)計制作出各個關(guān)節(jié)均可活動的二維人體模板。二維人體樓板是H點人體模型的平面表達，是一種理想的輔助設(shè)計工具。人體模板一般由軀干、上臂、前臂、手、大腿、小腿、腳（帶鞋）等幾個板塊組成，通過模擬人體各關(guān)節(jié)的平面鉸接相連，各板塊均可繞鉸接點轉(zhuǎn)動，以便擺成各種姿勢。在車身布置設(shè)計中通常需要用到第95、50、5百分位三種人體模板。分別代表大、中、小身材的人體。并且為適應(yīng)車身總布置圖的比例還要制成各種比例（如1：1、1：2、1：5等）。借助人體模板，使人車界面在初步設(shè)

19、計階段就可以得到模擬，能夠比較詳細地觀察分析人車的相對位置關(guān)系。以便盡早識別和排除錯誤的和不合理的設(shè)計位置。由GB，r15759-1995人體模板尺寸可查得并計算出人體模板各部尺寸（見附表）圖4 二維人體模型表1 人體姿態(tài)舒適度夾角為了更合理的進行駕駛位置的設(shè)計布置，采用女子第5百分位、男子第95百分位的尺寸制作人體模板。 通過調(diào)整人體坐姿使人體模板處于舒適角范圍，這樣即可確定H.P和AH.P點。通過擺放人體模型（具體過程見附圖），即可得出決定駕駛位置的參數(shù)及相關(guān)角度(95百分位)。 表2 人體姿態(tài)取值 在做客車總布置設(shè)計時，如果選用角度和方向可調(diào)的轉(zhuǎn)向管柱和駕駛座椅，則可以獲得更大充裕度的人

20、體布置空間。5.2視野校核-眼橢圓 眼橢圓Eyelids用來描述以正常駕駛姿勢坐在座椅上時，駕駛員眼睛位置在車身坐標中的分布范圍的統(tǒng)計表示法。由于身材、坐姿及駕駛習(xí)慣等方面的差異，汽車駕駛員的眼睛位置不可能是某個固定的點，而是分布在一定的范圍內(nèi)，因此必須用統(tǒng)計的方法來描述這個分布范圍。在汽車的側(cè)視圖和俯視圖上，駕駛員眼睛位置的分布均服從二維正態(tài)分布。 眼橢圓是駕駛員視線的出處，是汽車視野性分析、設(shè)計的基準。一切與視野性相關(guān)的布置設(shè)計均應(yīng)以此為依據(jù)。 第X百分位眼橢圓表示：若在投影圖中任意作一條該眼橢圓的切線，則有X%的駕駛員的眼睛位置分布在切線的含有眼橢圓的一側(cè)，而有1-X%的駕駛員的眼睛位置

21、分布在切線的不舍有眼橢圓的另一側(cè)。 眼橢圓在車身布置圖上的畫法1）眼橢圓樣板的繪制建立眼橢圓自身坐標系，X-X軸向前為負，向后為正；Y-Y軸向右為負，向左為正，Z-Z軸向下為負，向上為正；根據(jù)H點的水平調(diào)節(jié)量Hx，查表3，確定眼橢圓中心在自身坐標系X，Y，Z中的位置數(shù)據(jù)X，Z，Y左眼，Y右眼，確定左右眼橢圓的中心位置；表3 眼橢圓坐標位置根據(jù)H點的水平調(diào)節(jié)量Hx，查附表4，確定眼橢圓的長短軸；表4 眼橢圓長短軸確定眼橢圓的方向角 至此，可以制作出眼橢圓樣板。2) 眼橢圓樣板在車身標準圖上的定位在側(cè)視圖中的定位 在側(cè)視圖上作垂直工作線和水平工作線兩線的交點即為靠背角為250時眼橢圓自身坐標原點。

22、 垂直工作線：過是后H點（即R點）所作的垂直線。 水平工作線：在最后H點（即R點）上方距R點635mm所作的水平線。 在側(cè)視圖中確定眼橢圓自身坐標原點的位置 根據(jù)座椅靠背角，在附表中查得眼橢圓自身坐標原點相對于垂直工作線和水平工作線的偏移量。即可確定眼橢圓自身坐標原點在側(cè)視圖中的位置。 在俯視圖上確定眼橢圓自身坐標原點的位置 將左右眼橢圓中心連線的中點置于H點上，且保持x-x軸與汽車縱向中心線相平行。5.3操縱和踏板的布置 操縱桿件和踏板的位置是以座椅的位置為基準，布置原則是必須在駕駛員最大操作范圍內(nèi)，盡量在最佳操縱空間內(nèi)。離臺器踏板、制動踏板和油門踏板，布置在地板凸包與車身內(nèi)例壁之間。在離臺

23、器踏板左側(cè)，應(yīng)當(dāng)留出離臺器不工作時可放下左腳的空間，因此，輪罩最好不要凸出到客廂內(nèi)，油門踏板一般比制動踏板稍低，要求油門踏板與制動踏板之間留有大于一只完整鞋底寬B(60mm)的距離。對于需要一定踏板力的離臺器踏板，制動踏板來說，僅確定與座椅的距離還不夠，還必須考慮它們相對于座椅的高度差。因為踏板相對于座椅的高度差決定了腳掌踩在踏板力Pk的大小，一般來說Pk的大小隨座椅高度的增加而增大，這是由于座椅高度增加使駕駛員的腿和踏板支桿幾乎可成一直線，駕駛員背部得到有力的支承。為此，踏板相對于座椅表面的最佳位置是在兩者高度差hp=100300mm范圍內(nèi)。因為汽車行駛時駕駛員要不停頓地踩油門踏板，所以要求

24、踩下時輕便。駕駛員應(yīng)當(dāng)用腳后跟支靠在地板上，變化操縱時僅是通過改變踝關(guān)節(jié)角度來達到。為了操縱方便，從駕駛員方自看，油門踏板布置成朝外轉(zhuǎn)的樣子。人體工程學(xué)駕駛因子：其中：圖5 踏板布置5.4儀表板的布置 在儀表板的設(shè)計中，最大程度地滿足人機工程學(xué)要求，從人的生理及心理需求出發(fā)，進行儀表板的布置、造型與結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計，并保證駕駛員視覺與操的需要，保證駕駛員與乘員的安全。且儀表板的安全性、操縱性在設(shè)計中要特別考慮，因為在行車過程中，儀表板也是造成對駕駛員及乘客人身傷害的主要部件。若操縱性良好，可以提高操縱效能，提高安全性。儀表板的位置應(yīng)在駕駛員良好的視野范圍內(nèi)，一般使其法線與駕駛員水平視線成30左右的夾角。儀表板面距駕