电动乘用车总布置设计指南

电动乘用车总布置设计指南电动乘用车总布置设计指南目次1概述(1)1.1整车总布置设计的任务(1)1.2总体设计硬点(2)1.3总布置设计的一般程序(2)2总布置设计的准备(3)2.1市场调研(3)2.2样车分析(4)2.3制定设计目标(4)3整车型式的选择(4)3.1驱动电机的种类和型式(4)3.3驾驶室的型式(5)3.4轮胎的选型(5)4新车型主要“目标参数”的初步确定(5)4.1几个主要“目标参数”的确定(6)4.2驱动最大功率及其转速(6)4.3驱动电机最大扭矩及其转速(6)4.4传动系速比的选择(6)5尺寸参数、质量参数的初步确定(7)5.1轿车的级别与载荷确定(7)5.2轿车主要参数的确定(7)6各相关总成的匹配布置(8)6.1车身总布置设计(9)6.2驱动电机总布置设计(9)6.3转向节、车轮总成与前制动器总成的布置设计(9)7整车总布置图绘制(9)7.1整车布置的基准线(10)7.2总布置图绘制的基本原则(11)8主要总成的布置(11)8.1驱动电机及传动系的布置(11)目次8.2驾驶室的布置(12)8.3悬架布置(13)8.4车架总成外形及其横梁的布置(13)8.5转向系的布置(14)8.6制动系的布置(15)8.7操纵系统的布置(16)8.8纯电动乘用车整体结构(16)8.9前舱关键零部件的布置设计(17)8.10动力电池系统的布置(18)8.11车载充电器、快慢充电口的布置(18)9主要总成硬点概述(19)9.1整车设计基准(19)9.2总体设计方案及主要硬点(19)9.3底盘系统布置方案及主要硬点(19)9.4总结(20)10运动校核(20)10.1轮胎运动校核(20)10.2转向传动装置与悬架共同工作校核(20)10.3传动轴跳动校核(20)11整车设计计算(21)前言为使本公司电动乘用车整车总布置设计规范化，参考国内外汽车总布置设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制电动乘用车总布置设计指南。意在对本公司设计人员在电动乘用车整车总布置设计的过程中起到指导操作的作用，让从事整车总布置设计的员工有所依据，在设计的过程中少走些弯路，减少返工和失误，提高整车总布置设计的效率和精度。本设计指南将在本公司所有电动乘用车开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高和完善。电动乘用车总布置设计指南1概述汽车总布置设计是新车型开发的第一道工序，而新车型总体方案的确定是总布置设计的第一步。首先通过充分准备和综合分析，选择一个合理的整车方案，并经过一定的程序将其定下来。方案确定后，进行准确布置和计算，并为各总成下一步开展的工作打好基础、准备条件、提出要求并与各专业组协同完成全部的设计，共同实现整车的总目标。一种新车型的投产，除产品开发过程外，还要做大量的生产准备工作，如投入资金设备厂房、人员及制定一整套相关工艺等。这些都是为了保证整车能够稳定的大量的投入生产，并确保其整车性能和质量能被用户接受，所以整车总体方案和全部设计内容，也直接决定着工厂的投入。因此，总布置工作——方案选择、布置和计算，都是非常重要的，且不可缺少的。做好整车设计工作，必须做好以下两点：第一、要能准确地分析市场形势、了解客户的心理状态、车辆使用特点，熟悉工厂的生产条件，以便真正确定出合理的整车方案；第二、要有独立工作的能力。因为方案确定后，实现该方案的所有布置、计算及整车的开发工作，基本上是由一个或几个人来完成，所以要求设计者工作不应该有任何失误，否则会造成返工和失误，甚至失掉抢占市场的机会。因此要求设计者必须具有严谨、认真、细致、负责的精神，在整个开发过程中能协调和解决各方面问题和矛盾，使设计产品质量达到设计要求。总布置工作虽然以完成全部图纸及技术文件资料来标志着阶段性的结束，但还应该进行整车装配图的校核工作，即利用已完成的全部图纸或三维数模进行全面的细致的整车装置的图面及运动校核，及时发现问题、解决问题，使设计中存在的问题消除在试制之前。总布置设计在整车开发过程中，占有非常重要的位置，必须认真做好这项工作。本文重点针对总布置设计过程中主要任务的控制要点、要求进行详细介绍，对总布置开发流程及各阶段提交物本文不进行详述，详细参考《FDGZY0807-2014.A整车总布置设计流程》。同时本文主要从整车平台及架构的角度进行介绍，对底盘平台各系统进行详细的介绍，对于人机和内外饰风格等内容本文不进行详述。1.1整车总布置设计的任务产品的设计任务书或开发指令是开发产品的指令性文件，是开展设计工作的依据，因此要认真地分析研究任务书的内容，明确具体要求技术难点和完成设计任务所需要的相关文件，做好充分准备。接到任务书后，综合分析用户的使用要求、不同地区的特殊使用条件、企业的产品发展规划和生产条件，合理地选择整车性能指标和有关的技术参数，并提出整车设计方案。认真地进行整车总体布置、性能计算、提出各总成的技术要求和设计参数，协调好整车与总成之间的匹配关系，配合完成各总成的设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。实现产品系列化，整车设计时通常需要考虑系列变型车的工作，做到产品系列化，零部件通用化和设计标准化，以适合于大批量生产。1.2总体设计硬点1.2.1设计硬点的概念和含义设计硬点是总布置设计过程中,为保证零部件之间的协调和装配关系,及造型风格要求所确定的控制点(或坐标)、控制线、控制面及控制结构的总称,俗称设计硬点,英美称为HARDPOINT。这是汽车零部件设计和选型，附件设计及车身设计的最重要的各项目组公共认可的尺度和设计原则。这是使项目组分而不乱，并行设计的重要方法。一般确定后不要轻易调整，如需调整设计硬点,需得到所有子项目组认可或协商。开始粗定的硬点随着开发进行逐步深化逐步变得更加硬起来，越接近设计冻结的硬点越硬，最好不要轻易改动。设计硬点是所有设计的灵魂。1.2.2设计硬点的核心思想与设计机理万物千差万别，但任何事物的存在和发生都有其自身的原因，没有无原因的结果，也没有无结果的原因。产品结构与设计也不能例外，不论简单还是复杂的设计，都是有其客观原因和机理的存在。通过研究发现任何复杂的结构和设计都是由众多设计特征的组合。而设计特征由功能和装配及制造等决定的设计硬点特征和自由设计区特征组成。而自由设计区产生的特征多为轻量化设计要求等满足自由区设计准则的设计优化结果，可以千差万别，比较容易设计。但设计硬点特征要考虑很多问题，尤其功能与装配问题。因此任何设计都可以归纳为设计硬点问题。要学会设计，首先要学会识别和发现设计硬点，要知道设计硬点的思想精髓才行。1.2.3设计硬点的具体应用领域⑴轴距,轮距,总长,总宽,总高，造型风格,油泥模型表面或造型面,人体模型尺寸,人机工程校核的控制要求,底盘等与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构,都称为设计硬点，如地板线高度、车门分缝线等等，在进行这类尺寸的确定时，重点考虑车型的定位、人机方便性以及造型风格。这是总体设计的控制原则。⑵门锁,玻璃升降器等内饰件,车身附件与车身安装的点线面,是车身设计的基准和控制点。⑶底盘零件,如悬架,副车架与车身的定位面,安装螺丝孔等是车身设计的基准和控制点。⑷轴距,轮距,总长,总宽,总高，车轮定位参数,轮胎型号和尺寸等也是底盘及零部件设计硬点。如变速器输出轴是传动轴设计的控制设计硬点⑸其他各类设计控制设计硬点,如电池箱控制结构和控制尺寸,甚至控制形状,等等。⑹在布置过程中还应考虑管路、高低压线缆走向，如高低压不同路，油管电缆不同路的原则，管路规划完成，在对电器件布置过程中就要考虑各电器件位置对线路走向的影响。⑺除此以外的性能和安全等法规要求的设计结构或方案,也是设计硬点。1.3总布置设计的一般程序总布置设计人员在接到新车型的开发任务后，首先要进行整车构思，并参与市场调研和样车的分析，在此基础上制定出总的设计原则和明确设计目标。做好整车方案的选择，初步确定有关的技术参数，以便给总成开发下达设计指令。配合好总成设计，共同完成总成的布置工作，协调、解决各部分的矛盾和问题，完善总布置设计工作。进行整车性能计算，完善和确定有关的技术参数、确认总成的布置及相关技术参数。进行主要部件的运动校核及总布置设计硬点的检查。编制整车技术条件及汇总整车明细分组目录。依据试制、试验的情况进行改进设计，最后完成全部设计。2总布置设计的准备汽车从构思到投放市场需要一个较长的时间过程，发展汽车工业需要有战略眼光和思想。每个汽车企业都要有自己的发展战略，企业的发展规划就是一定时期内发展战略的文字载体。在企业的发展规划中，商品规划是核心内容。企业的一切经营活动都是以向市场提供适销对路的商品为目标，通过实现商品的销售而实现企业的利益和社会效益。任何商品都有一定的寿命周期，因此，企业要不断改进产品和开发新产品，以满足市场的要求，从而保证企业的生存和更大的发展。商品规划就是基于上述认识，使社会环境、市场要求和企业实际条件相协调，保证企业不断推出适销对路商品的一项计划和管理工作。根据时间区段和任务的不同，商品规划分为两类。一是在一定时期内（如5年、10年）涉及企业所有商品系列的整个商品规划，即商品发展规划。二是按每一个商品制定方案的单个商品规划，它包括作为商品开发第一步，给商品下个大致定义的商品计划，以及在商品计划基础上进行的概念设计。商品计划包括确定商品市场目标、性能目标、成本目标及投产目标等；概念设计的任务主要是，提出产品应具有的基本结构、基本尺寸，应达到的性能和质量目标等。车辆总布置的任务是，把概念设计确定的基本结构和部件进行空间布置，使其达到最佳组合，以保证实现概念设计中确定的目标。为了保证实现商品计划的目标，保证及时完成开发的任务，使商品按时投放市场，还需要编制产品开发计划、生产准备计划和销售计划。2.1市场调研市场调查是制定商品规划的前提和基础，企业为了获取对外部环境的认识，需要设置专门机构，不断地进行认真、细致和规范的市场调查和预测。首先要认真编写调研提纲、调查项目、思考提出问题、地区条件、使用要求、用户的基本情况、货源和货物的种类等，最重要的是列出技术难点，进行重点调研，以求解决办法。调研工作可以分为市场普查和专项调查。市场普查：可参与产品规划或情报部门每年进行的市场情况调查，包括国内外制造厂家的产品开发生产销售国家政策地方规定、社会车辆运转情况统计、营运费用、管理维修、车辆性能、可靠性、寿命及备件供应等，从而掌握国内外市场情况、变化规律、发展趋势、用户的使用和需求状况，及时发现市场需求和预测未来。专项调查：参加为开发某车型而专门进行的市场调查，明确调查目标，细化调研提纲，对整车总成性能参数，必须有初步设想后，再到用户和使用现场逐项进行的了解、找出差异，特别重点调研有关技术难点——性能要求、结构处理、特殊用途或要求等。调查后要形成一个比较完整的方案。调研的方法主要是通过听问看和测试等手段，达到预期的目的，通过研究思考达到完善和创新。每次调研都要有编写调研报告，对问题和技术难点要有解决办法要有结论和建议。2.2样车分析选同类型的国内外样车，作为设计参数和设计的目标车型。对同类型的国内外的样车进行性能测试，包括动力性、经济性、制动性、操纵稳定性和平顺性等。对样车进行模型参数的测量，包括质量参数、布置参数及有关技术数据，然后输入计算机，并对性能进行计算，对比测试结果，修正和完善性能评价的计算方法、掌握选择不同参数时的变化规律，提高计算精度，更好的服务于产品的预开发设计。对各总成之间的连接件进行测绘，分析其布置关系，找出布置和结构上的特点，进而掌握布置与性能、使用等方面的关系。经过零件和装配位置的测绘后，进行运动校核，找出个部件之间的间隙值与跳动量值并与实车的测量值进行比较，掌握布置规律，积累各部件间隙数据，提高运动件的布置水平和设计精度。2.3制定设计目标整车设计人员要根据市场调研和样车分析的结果以及公司合同技术要求，提出对某一车型的设计原则和设计目标。其中包括汽车的主要用途、适用范围、技术水平、工艺性、通用化和系列化要求、生产继承性、优先保证的使用性能、载客量、生产纲领、目标成本、赶超车型的技术指标及变型需要等。新车的设计要有一个统一的明确的要求。3整车型式的选择根据设计原则、目标和用户的需求特点，整车设计人员要提出被开发的车型的整车型式方案，主要包括以下几个部分：（1）驱动电机的种类和型式（2）轴数和驱动型式（3）车身的型式及驱动电机与前轴的位置关系（4）轮胎的选择3.1驱动电机的种类和型式目前,电动乘用车驱动电机主流有两种形式:永磁同步交流电机和永磁异步交流电机。电机是电动汽车最为核心的零部件之一,根据电动汽车的需求,对驱动电机有以下要求:结构紧凑、尺寸小,重量轻,可靠性高、失效模式可控,效率高,成本低,低噪声、低振动,恒功率调速范围宽。受电流以及电压的限制,以及根据以上要求和计算的结果,选用永磁同步交流电机。并通过设计特殊的水冷系统和匹配相应的电力电子系统尽量满足电动乘用车对驱动电机的要求。在同样功率输出的情况下,匹配合理的减速机,有利于提高输出扭矩,增强电动汽车的加速性能和优化传动效率,根据计算匹配,本车专门设计了一个单级减速器,实现上述功能;同时,由于区别于传统的内燃机,电动机无法实现辅助制动的功能,减速器还设计了驻车锁止机构以及倒车机构。冷却方式有水冷和风冷。因此要根据车型的使用条件和布置上的结构进行选择不同种类和型式的驱动电机。3.3驾驶室的型式车身与驱动电机、前轴的布置位置，可组成不同的布置结构，形成不同的整车外型，当然对使用性能也有一定的影响，故要认真的进行选择。3.4轮胎的选型根据车辆类型、总质量、道路条件、车速及其他特殊要求，合理地选择轮胎。轮胎选择的好坏直接影响整车的使用性能，如动力性、经济性、通过性、安全性等。因此必须按使用要求、道路条件和国家标准进行合理的选择。一般在汽车满载时，轮胎所受的静负荷应等于小于它的额定负荷（约0.9—1.0）。这主要根据车辆的使用情况和道路条件而定，在条件比较好的情况下－不超载、道路条件好，轮胎的静负荷可与额定负荷相等或相近，气压也可选高一点，这样会提高整车的经济性能。轮胎选择的另一个关键因素是车速。随着高速公路的发展和道路条件的改善，现代汽车的车速越来越高，对于轮胎来说，车速越高，轮胎的发热量也越大，致使轮胎的磨损和寿命都受到影响。轮胎的额定负荷能力是在一定车速下给定的，超过该车速长期使用合适轮胎的寿命急剧下降。另外，还要考虑的一个因素是超载。车辆超载或减载运行将对轮胎的负荷能力和使用寿命产生直线下降或上升的影响。所以要根据具体的使用条件－道路、载荷、车速等因素来选择轮胎的规格、基本参数、气压和负荷能力，以保证整车的正常使用和性能的发挥。汽车常用的轮胎有普通斜交胎和普通子午线胎。普通斜交胎的胎体帘线层较多，胎侧厚，使用中不易刺破，侧向刚度大，但是缓冲性能差。而子午线胎的帘布层呈子午线排列，是帘布线的强度得到充分的利用，缓冲层也较多，加强了胎冠，所以提高了轮胎的缓冲性能、附着性能和使用寿命，滚动阻力比普通斜交胎要小，因而提高了整车的经济性。但是制造成本较高，由于胎侧较薄，侧向刚度小，太侧易被刺破。但是其优点较明显，所以很受欢迎。4新车型主要“目标参数”的初步确定对于一种新车型的的开发，首先要明确其主要用途，货物类型、使用条件和一些特殊要求。总布置设计人员应初步确定以下各种参数，作为整车和总成的原始数据和工作目标。在整车的方案（驾驶室的型式、驱动电机的种类、整车的初步外廓尺寸、主要布置参数和布置草图）初步确定之后，整车设计人员通过图面工作和计算、初步确定如下目标参数：（1）选定最高车速、最大爬坡度、各总成质量及其整车整备、总重、轮胎规格；（2）估算驱动电机的最大功率、最大扭矩及其对应的转速（或初步选定驱动电机型号）；（3）变速器的头档速比和档位数，分动器速比和驱动桥的总减速比。4.1几个主要“目标参数”的确定最高车速和最大爬坡度要根据具体的使用要求，车型用途、道路条件和安全措施等进行选定。质量参数可以参考同类车型和总成质量进行确定。轮胎规格的选择非常重要，可以参考国内同类型车型来进行选择，对于国外同类型样车，应该有保留的参数。由于道路条件和轮胎的制造水平不同，轮胎的选择应该不同，一般情况下应该根据车辆类型、道路条件、载荷状态、轮胎负荷能力、车速、底板离地高度、平整性要求进行综合分析，合理的选择。4.2驱动最大功率及其转速设定最高车速，驱动电机的功率应该大于等于该车速行使时所需要的行使阻力的功率之和。除考虑最高车速外，还要满足最大爬坡度的要求，既要有足够的头档最大动力因数。通过上述方法计算的驱动电机功率可以互相补充，以便最后确定驱动电机的最大功率值。驱动电机最大功率点的转速及转速范围，应根据驱动电机的类型、最高车速、生产条件、参考同类样机的数值来确定。4.3驱动电机最大扭矩及其转速当驱动电机最大功率和其相应转速确定后，可确定驱动电机的最大扭矩。4.4传动系速比的选择确定传动系速比应该包含以下内容：变速器及副变速器的挡位数及各档速比、分动器的挡位数及各档速比、驱动桥总减速比（含单级或）双级、轮边减速）。在确定上述参数之前，首先要根据整车动力性、经济性及结构布置需要，确定传动系的最小传动比和最大传动比，看是否能满足最高车速、最大爬坡度和直接档的最低稳定车速、坏路面条件下通过能力，然后再从结构需要和操纵方面入手，进行档位数的合理分配。4.4.1最小传动比的选择整车传动系统最小传动比的选择，可根据最高车速及其功率平衡图来确定。普通的汽车没有分动器或副变速器，而变速器的最小传动比常为1，所以传动系的最小传动比就是ｉ0。若变速器的最高档不是直接档，或为超速档，则最小传动比应为变速器最高档传动比为主减速器传动比的乘积。通常ｉ0选择到汽车的最高车速相当于驱动电机最大功率时车速，最高车速取最大。近年来为了提高驱动电机功率利用率和燃油经济性，出现了减小最小传动比的趋势，有的装有5档变速器的汽车，第5档的最高车速反而低于第四档的最高车速。相反，汽车的动力性会增强，后备功率会增大，但燃油经济性会下降。在选定最小传动比时，要考虑到最高档行驶时的汽车应有足够的动力性能，及应有足够的最高档动力因素Dmax。4.4.2最大传动比的选择最大传动比为变速器头档速比与主减速器速比的乘积，若主减速比确定，则在确定变速器头档速比即可。该速比主要是用来爬坡与道路条件很差的情况汽车仍能行使。4.4.3变速器档位数的选择变速器档位数的多少，要根据汽车的类型，使用条件和性能要求及最高档和最低档的速比范围大小而定。档位数越多，驱动电机的功率利用率越高，（高功率区工作时间长），即增加了动力性，同时也增加了驱动电机在低油耗区工作的可能性，提高了燃油经济性。由于相邻档之间的比值不能太大(一般不超过1.7~1.8，太大了换档困难)，所以在最大传动比与最小传动比值越大，则档位数应增多。而档位多的变速器即7个前进档时，其变速器结构，特别是操纵机构就会很复杂，所以有的车辆就采用增加前置或后置式变速器的办法来解决此矛盾。如需要全轮驱动，可以增设两档的分动器。5尺寸参数、质量参数的初步确定通过整车总布置草图的绘制，可以初步确定各总成的布置关系，进而确定整车各有关的（布置）尺寸参数和质量参数，以便为总成设计提供原始数据。5.1轿车的级别与载荷确定在轿车设计前，首先要确定轿车的级别，不同级别的轿车，其尺寸参数、质量参数均不同，当然性能和其他装备要求也不一样，这既要求设计时明确轿车的级别后，再确定相应的尺寸参数和质量参数。5.2轿车主要参数的确定（1）整车长度方面尺寸确定①在轿车的总布置设计中，整车长度是最重要的一个参数，首先可以根据车辆的等级，初步确定一个长度L值（可参考同类同级别车选取），然后再确定其轴距L0，保证车内有与该车级别相适应的乘坐空间，合理的布置各大总成，减小外廓尺寸。②油门踏板位置是室内空间设计一个关键部位，它与驱动电机，特别是驱动电机前围挡板的布置有直接关系。为了保证驾驶员脚部的操作空间的合理性及驾驶员操作灵活性和减少疲劳，油门踏板位置确定后，其他踏板位置也相应确定。在保证操作空间的同时，还要注意驱动电机的接近性、维修的方便性，同时还要注意驱动电机舱四周合理的空间。③轴距，整车轴距影响车辆的内部乘员的舒适性和乘降性，轴距的确定一般参考同级别或者标杆车确定。④前悬长度的确定。驱动电机位置确定后，可依次布置散热器、冷凝器等，最后在确认保险杠的位置，累加后决定前悬的长度。⑤后悬长度主要取决于行李舱、备胎和油箱的布置。说明：电池箱电量应保证一次行使历程不低于某个特定值。推荐：对于公路上行驶的车辆其续驶里程就不低于200km。电池箱和备胎布置后，行李箱基本确定。在确定保险杠之后，可得到后悬长。累加之后可得到整车长度。（2）整车高度方面尺寸确定①车身高度的确定。选取合理的人体模型即合理的百分位：女子5%（1502mm）男子50%（1700mm）男子95%（1800mm）说明：1)上述百分位的选取表明仍有5%的女人（即升高1502以下）及5%的男人（即身高1800mm以上者）不适用承用此车。2)以上数据是1985年发表的，如果涉及远景规划中的车型，还应考虑人体身高在逐年增高的情况。有资料介绍：女子第5百分位的身高在每年增加1.4mm，男子第95百分位的身高每年增加2.3mm。车内高度的确定可完全参照SAE的要求；1）确定人体的舒适坐姿；2）按眼椭圆要求进行室内布置；3）按国标GB11562（汽车驾驶员前方视野要求及测量方法）校核视野；4）确定头部空间；5）室内高度空间的几个主要参数是：H61-从前R点到头部包络线；H37-从前头部包络线到车顶内表面；H63-从后R点到头部包络线；H38-从头部包络线到顶棚（3）宽度方面的参数的确定整车宽度尺寸主要影响车辆乘员的空间，同是影响驾驶员视野，一般参考同级别和标杆车型数据，根据标称乘员数量，在满足法规要求的情况下，减小整车宽度尺寸，结合造型意见最终确定。（4）质量参数的确定首先根据标杆车情况初步确定轴荷分配各姿态的比例，然后根据各总成布置情况初步计算出各轴轴荷分配及质心位置，输出给各系统进行计算匹配。整车几何尺寸方面的布置已基本完成。并由此可得到整车造型所需的硬点图，接近角、离去角等。6各相关总成的匹配布置在整车方案和主要技术参数初步确定后，可以给总成下达技术设计任务书，以便根据相关数据和要求，协调统一的进行各总成的方案设计，最终能使总成的方案能更好地适应和满足整车的使用要求和性能的发挥。特别是全新车型的开发，整车与总成的布置设计要同时进行，逐步完善，最后达到总成方案（基本）合理并能适应和满足整车的性能和布置要求。6.1车身总布置设计在车头或驾驶室里面布置驱动电机，散热装置，再布置前轮，正确处理相互间的位置关系，特别要注意以下几个问题：1.车头高度应尽量低，特别是前端低，可以增加视野；2.车头或驾驶室的翻转及其驱动电机的装拆和接近性问题；3.通风与散热要好；4.前轮跳动与翼子板的间隙。6.2驱动电机总布置设计对于驱动电机总成的外型及附件的布置，首先应保证工作可靠,布置基本合理,并能满足整车布置的需要和整车性能的发挥,因此要求驱动电机总布置完成以下工作：(1)各附件的选择应保证可靠，布置基本合理，并能适合整车布置的需要；(2)初步确定驱动电机的外特性曲线图，并保证前面初定的驱动电机最大功率，扭距及转速的要求，以便给传动系设计提供数据；(3)驱动电机悬置方案的选择和布置应保证驱动电机振动最小；在车身和驱动电机总布置的设计过程中,整车总布置要随时了解情况,及时发现问题并进行协调,以确保两个总成的布置和设计合理,驱动电机仓的通风散热,隔音隔热良好，驱动电机与车身的振动小，各处间隙合理，地板总成，零部件的工艺性合理，并有足够的刚度，驱动电机接近性好，维修保养方便，同时还要保证驾驶室内有舒适的环境，足够的工作空间。6.3转向节、车轮总成与前制动器总成的布置设计(1)保证主销中心（等角速万向节中心）到车轮中心距离最小；(2)选取合适的主销内倾角；(3)转向横拉杆与下节臂连接环头拆装的方便性；(4)前轮最大转角极限位。7整车总布置图绘制在新车型的开发、研制的初始阶段，经过调查研究与初始决策，提出整车设想并对汽车的主要参数以及驱动电机和车轮进行选择后，应进行汽车总布置图的绘制。首先是绘制尺寸比例通常为1：10的总布置草图，以便将整车设想绘成具体的总体方案，并校核初步选定的各总成及部件的结构、尺寸、质量和性能指标等能否满足整车的结构、尺寸、质量及其轴荷分配以及性能指标等方面的要求，需求最佳的总布置方案。在总布置方案和各总成及部件的方案确定以后或总布置草图完成以后还要绘制其尺寸比例通常为1：1的汽车总布置尺寸控制图（如图7.1），作为控制各总成、部件的尺寸及位置的依据。通过对总布置尺寸控制图上各相关总成、部件装配尺寸链的计算，也可进一步校核各有关总成、部件的安装位置及整车的安装尺寸。侧视图和俯视图是总布置草图及总布置尺寸控制图的主要视图，当然还应辅以汽车的前视（外形）图以及必要的横向剖面图和剖视图。在侧视图上，应将汽车置于面向左方的位置。7.1整车布置的基准线在绘制总布置草图时，首先要选择绘制图的基准线（面）。通常选择车架上平面线、前轮中心线、汽车中心线、地面线、前轮铅垂线作为基准线，其定义如下：1.车架上平面线车架纵梁较长的一段上平面在汽车侧视图和前视图上的投影线定义为车架上平面线。它是作为标注汽车各垂向尺寸的基准线或零线。而对于具有从承载式车身的汽车，则以车身中部底版下表面或中部边梁的下翼面在侧视图或前视图上的投影线作为标注垂向尺寸的基准线或零线。2.前轮中心线通过左右前轮的中心并垂直于车架上平面线的平面在汽车侧视图和俯视图上的投影线定义为前轮中心线。它是标注汽车各纵向尺寸的基准线或零线。3.汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线定义为汽车的中心线。它是标注汽车各向尺寸的基准线。4.地面线地平面在汽车侧视图和前视图上的投影线定义为地面线。它是标注汽车高度、货台高度、离地间隙、接近角和离去角等尺寸的基准线。5.前轮铅垂线通过左右前轮的中心并垂直于地面的平面在侧视图上的投影线定义为前轮铅垂线。它是标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架上平面线与地面平行时，前轮中心线即与前轮铅垂线相重合，轿车即是这样。而MPV或SUV满载静止时的车架上平面线一般设计成与地面线相倾斜，且前低后高的倾斜0.5～1.5°的小角度，以便汽车驱动时车厢能趋于水平。为了绘图简便，在绘制汽车侧视图时，应将车架上平面线这条基准线画成水平的，否则驾驶室及货箱等都要倾斜一个小角度。确定基准线时应注意的事项：1.整车在满载状态下，车头向左来确定整车的坐标线；2.在新车设计时，整车的坐标线确定后，车身的坐标线也确定了，两者是统一的；3.如果用现有的车身或车架拼装新车型，则坐标线不一定一致。因为所选用的车型、车架已有自己的坐标线，而布置在新车上时，其坐标线不一定与新车的坐标线重合，因布置上的需要会造成差值，在设计时应记住，作为设计的原始数据。原车身，车架的坐标不随新车的坐标而改动。7.2总布置图绘制的基本原则总布置图绘制规范以国内颁布的法规为主，在国内法规没有做出具体说明的部分参照国内相关法规与国外SAE、ECE、DIN。初步说明如下：1.主图板：QC/T490－20002.轿车尺寸标注编码：QC/T576－19993.眼椭圆：GB/T17867－19994.安全带固定点：GB14167－19935.A、B区：GB11556－1994；GB11565－19896.前方视野：GB11562－19947.脚踏板：GB/T13053－19918.头部空间、上下车方便性：SAEJ1100总布置图视图：侧视图、俯视图、前视图、后视图。其中前视图、后视图各绘制一半，组成一个整视图。8主要总成的布置8.1驱动电机及传动系的布置根据总布置图中所确定的驱动电机、前悬架（含副车架）及前轮的相互位置关系、驱动电机总成、散热器总成、驾驶室布置的外形图，一起在总布置图中进行细化、准确定位，最后确定其坐标位置。布置时要注意以下几点：1.驱动电机与副车架的最小跳动距离；2.传动轴与副车架及前横梁的间隙；3.散热器与驱动电机的间隙，风扇中心与散热器芯部中心可以对齐，或者高于芯部中心，但风扇不要超过上水室下边，这样的布置冷却效果差；4.满载时传动轴的正常夹角在4°以下最好，希望不超过8°。越野车的传动轴夹角可达11°多。5.单根传动轴不易过长，必要时可加中间支撑，变成两根或多根传动轴传动。轿车传动轴的布置，在不影响离地间隙的情况下，主要考虑车身地板的传动轴鼓包越小越好，因此传动线可布置成中间低两头高的形式。(1)布置形式多数布置形式的散热器及空调冷凝器布置到前舱中,其优点是驱动电机散热器及空调冷凝器冷却效果好,而且可以充分利用前舱空间，便于维修保养。(2)驱动电机匹配汽车可配置不同型号驱动电机,主要要校合尺寸空间及驱动电机悬置设计.要考虑(a)振动噪声最低,要分析计算;(b)维修最方便,建议进行三维装配流程仿真;(c)传动系统进行动力性经济性优化.(3)尺寸布置和建模要求(a)传动轴夹角水平面(俯视图)内接近零在-0.5~+0.5之间最好,上下公差最大不能超过2度,满载工况轿车前视图向上为正0~1度,半载(轿车载3人)为-1~+0度之间,小型轿车由于传动轴短可以比大轿车适当方大,一般可分别在0~+2度和-2~0之间.(b)驱动电机和附件与其他和各自之间布置间隙分别为:静止件之间布置间隙10~15mm;运动件或有热量件与其他件之间动间隙15~25mm;经常修理部件间隙应>25mm一般在25~50mm(c)驱动电机悬置按装孔位硬点位置度建模精度误差为-0.5~+0.5mm;驱动电机结构外形的建模误差为在-2~+2mm之间,驱动电机机舱附件建模精度误差为-1~+1mm,附件安装孔位位置度硬点建模精度误差为-0.25~+0.25,按装支架和车身支承孔位硬点位置度建模精度误差为-0.25~+0.25;零部件安装螺栓与孔位之间要设计2mm间隙(如M10螺栓用直径12的孔),以便补偿制造和装配误差.8.2驾驶室的布置在驱动电机与车架、前悬架、前轮布置关系确定后，即可布置驾驶室，在总成设计阶段，对其关系进行协调。因此在这仅对其相互关系进行最后布置上的确认和坐标、尺寸的确定。(1)驾驶区布置及要求因前轮罩，为保证离合器踏板中心至最近障碍物（车轮）的距离符合标准要求，需进行仔细的布置以便获得好的舒适性.可以依据SAE标准或GB标准进行布置,并要满足人机工程标准和要求.也可以从成熟产品中测量反求,以便获得理想的结果.(2)驾驶区尺寸布置及建模要求(a)一般制动踏板面高出油门踏板30~60mm,以便安全,制动踏板与油门踏板在Y轴方向(侧向)两踏板边界间距为20~80mm(小车小大车大);很多设计是全新设计,也有部分设计任务是改进部分结构,如前围部分进行全新设计，包括A柱、前车门、风窗玻璃、前保险杠等。必须进行人机工程学布置和三维建模,确定设计控制结构及尺寸,这时车身的外形轮廓或边界可以根据人体布置,行李箱和驱动电机等的布置进行初步的边界确定,一般按照法规要求,根据头廓包络体的基础上加一定的间隙(一般为30~150mm),高档汽车一般要大一些.(3)仪表板总布置设计仪表板部分：在保证其基本安装尺寸及组合仪表等通用件(COPY件)选型的前提下和空间布置尺寸下，根据满足人机工程原则和造型与美学原则,对仪表板进行重新造型设计。仪表板全新设计，各种附件可以沿用，也可以根据造型需要重新设计或选型。(4)灯具布置前后照灯总成可重新设计,也可以选型,必须参照同类型灯具的结构进行按装布置,以便为车灯支架车身板设计提供硬点,也为灯具设计提供了条件和便利。(5)布置建模要求(a)以上零部件在边界和安装定位硬点的建模要求误差为-0.25~+0.25mm;(b)非定位点面及形状建模误差为-3~+3mm.8.3悬架布置悬架系统是轿车底盘的重要组成部分，悬架系统性能的好坏，直接影响到车辆的行驶平顺性、操纵稳定性以及制动转向性能，因此，悬架系统设计是轿车设计的重要工作。为了确保所期望的行使特性和直线行使能力以及避免轮胎的过度磨损，需要规定所有车辆定位角，包括允许的公差在内。依据DIN70020仅仅是把空载状况作为测量基准。(1)转向系统布置方案由于轴荷的变化,及运动过程中与转向系统干涉都要检验，悬架的元件需作优化,如减震器、螺旋弹簧校核，调整其阻尼及刚度,下摆臂长度调整,横向稳定杆重新布置,纵向拉或推力杆设计,副车架需重新设计,悬架常用结构有几十种,请详见悬架设计章节。(2)悬架布置与设计硬点获取总布置的目的是为确定悬架设计硬点和相关零部件设计硬点.在满足悬架设计基本要求情况下先初步布置悬架布置设计,为精确悬架设计及车身等零部件设计提供依据和硬点.在选定某一悬架平台基础上,满足悬架设计初步定位参数,以便得到设计硬点.悬架主要设计定位参数,可初定待悬架详细设计时,再优化最后结果.一般轿车按照空载,半载和满载三种工况分别进行优化.在半载状态(轿车只乘3人),主销内倾角一般在11~13度公差-0.5~+0.5度,侧偏移距-10~+10mm;主销后倾角0~+3度公差-0.3~+0.3之间;车轮外倾角+0~+0.5度公差-0.25~+0.25度.(3)悬架尺寸布置及建模要求(a)总布置建模时要将沿用件尽力建准,定位面误差应在-0.25~0.25之间,非定位面误差应在-1~+1mm,车轮轮辋定位和按装面建模精度误差为-0.25~+0.25mm,转向节或轮轴轮毂及轮辋按装平面的建模轴向精度误差为-0.25~+0.25mm.(b)转向节球头坐标定位建模精度空间误差为-0.25~+0.25mm.(c)导向杆的长度误差控制在-0.25~+0.25mm,其他方向形状误差为-2~+2mm.(e)副车架按装定位孔位定位面硬点建模误差为-0.25~+0.25mm,其余外形结构误差为-3~+3mm.这样的误差是不能作为产品数模的,只能作为总布置之用.8.4车架总成外形及其横梁的布置先确定车架纵梁的断面高度，可通过有限元计算，并参考同类样车的车架最大断面高度，决定车架的最大断面高度。车架前部的变断面，除要保证足够的强度和刚度外，外形的变化及选择，要考虑布置上的需要和冲压工艺性，如主销后倾角、前轮的跳动量、驱动电机和散热器等的悬置结构及驾驶室的布置等，最后进行综合平衡后再确定车架前部的外形尺寸和断面高度。对车架总成的外宽，其前、中、后部不等，主要取决于布置上的需要。前部外宽取决于驱动电机的外宽及悬置结构的布置、散热器的尺寸及悬置、前轮距、前轮胎的型号及车轮的最大转角、转向纵拉杆和减振器的布置、前悬架的结构型式和布置位置等因素。后部车架的外宽取决于后悬架的结构、尺寸、布置及后轮胎等型号、布置尺寸、整车外宽。轿车车架主要根据布置需要，多采用承载式车身，而高级轿车还是采用有车架式结构，但车架的外形都根据布置上的需要，作成前后窄而高、中间宽而低的形式，这样可以保证整车质心低而且运行平稳。车架总成的横梁布置应均匀、结构合理，在胶板上有总成固定支架的地方，应布置横梁，以便减少纵梁腹板的侧弯。8.5转向系的布置转向系统布置，主要是保证驾驶员操纵轻便、舒适，并使汽车具有较高的机动性和灵敏度，转弯时减少车轮的侧滑，减轻转向盘上的反冲力和有自动回正作用。转向系统布置的关键要保证转向传动装置及拉杆系统有足够的刚度和较小的传动比变化量。转向机及转向柱的固定要牢靠，角度及转向盘的高度位置应保证驾驶员操作灵便，手臂没有被架高的感觉，抬腿蹬踏板时不碰转向盘。拉杆必须有足够的刚度，特别是弯拉杆，要保证没有弹性变形。在前轮左右最大转弯区间内，各节点不能出现发卡，摩擦现象，拉杆之间不能出现死角，在转向过程中传动比的变化量尽量小。(1)转向系统形式多数中小车辆转向系统采用齿轮齿条转向器.其结构简单,一般采用两端出力式,采用断开式横拉杆,少数车辆也采用