电动车设计报告书

1、电动车设计报告书队伍：逐日作品名称：进击的巨人队长：金珊珊02012103队员：陈雪莲02012102张文杰02012501蒋琴02012526- 1 -目录第一章：研究背景 .- 3 -(一 )设计的目的和意义 .- 3 -(二 )电动车的发展背景 .- 3 -第二章：小组成员简介及任务分配.- 3 -第三章：项目提出 .- 4 -(一 )项目提出 .- 4 -(二 )设计任务： .- 4 -第四章：作品设计 .- 5 -(一 )概念 .- 5 -(二 )结构 .- 5 -(三 )创新设计详解 .- 5 -外形上的创新 .- 5 -动力源的改进： .- 9-刹车系统的改进： .- 11-车的

2、整体结构图 .- 12-其它方面的小想法： .-12-第五章心得体会 .- 13- 2 -第一章：研究背景( 一 )设计的目的和意义本次我们小组设计的是电动四轮车， 包括了电动车外形的创新设计， 动力与传动系统的设计，刹车系统的改进以及其它一些优化车性能的细节方面的改进与创新。意义：通过这次设计，了解了电动车的结构， 加工工艺。 以及电动车与现有汽车相比对环境保护的意义，提高了我们动手动脑的能力，加强团队协作，提高效率。( 二 )电动车的发展背景上个世纪汽车工业的发展促进了经济的飞速发展，给人们带来了便利的同时也显示其不好的一面，能源的消耗，环境的污染，车祸的连连不断，都成为了人们日益关注的话

3、题，油价的持续走高，已经对能源消费级汽车产业产生了重要的影响。面对能源与环境的挑战， 发展节能与新能源的汽车技术成为了必然。而电能是公认的清洁无污染，价格低廉的能源， 因此以电能为主要动力源的电动车日益成为了人们密切关注的对象，它也被认为是解决汽车带来的能源，环境问题的重要的交通工具。与此同时，结合市场的情况，消费水平日益增长，人们不再仅仅关注出行的方便，更多的重视到了环境保护， 以及车本身的带给驾驶者的舒服程度。 这就需要电动车有适用于这个时代的个性特征和色彩，也要考虑驾驶者和乘客的在车中的舒适度。第二章：小组成员简介及任务分配我们的小组名称：逐日。我们的作品名称：进击的巨人。我们的小组成员

4、及任务分配：组长：金珊珊，女，机械工程及自动化专业，大二。任务：动力传动系统的改进，撰写整合设计报告书。组员一：蒋琴，女，机械工程及自动化专业，大二。任务：车的外形创新设计，绘制草图，建立车的基本模型。组员二：陈雪莲，女，机械工程及自动化专业，大二。任务：车的刹车系统的改进。组员三：张文杰，女，机械工程及自动化专业，大二。任务：车的控制系统的设计创新。- 3 -第三章：项目提出(一)项目提出电动车以其自身的显著优点： 可以实现低排放甚至零排放行驶； 采取电能作为驱动能源，能源来源广泛；行驶噪声小；容易实现制动能量的回收，降低了摩擦制动器的使用强度和维修费用等。成为了新能源汽车技术发展的一个重要

5、方向和 21 世纪的重要交通工具。目前市场上已存在的电动车重要有纯电动车，混合动力电动车，以及燃料电池电动车。每一种车都有其一定的优势及不足。纯电动车实现了零排放， 零污染，结构简单， 维修方便， 但是在能量的供应及车行驶过程中的稳定性存在一定的缺陷；混合动力电动车弥补了纯电动车的行驶距离短， 能量供应方面的不足， 但是会消耗一定的汽油。燃料电池电动车相对而言它的效率比较高， 在节能环保方面有很大的优势。 然而它的造价却很高，在氢气的制备存储运输问题上也面临着巨大的挑战。使用者在使用过程中遇到的问题：1. 电量不足或者充一次电能够行使的距离有限。2. 在上下坡时车行驶不稳定，电池消耗较大。3.

6、 刹车系统的安全问题。4. 目前的车在外形，颜色上千篇一律，很难带给使用者新鲜感。座位不舒服。5. 有些电动车如燃料电池电动车的价格太贵。综合各方面考虑，我们小组以目前成本相对较低，适合大多数人群的混合动力电动车为主要研究对象，通过对动力传动系统的改进，力求降低汽油的消耗，提高电力的回收，有效的提高混合动力电动车的效率。并从外形等其它方面的创新，力求为驾驶者和乘客带来一个更加舒适的乘车环境。( 二 )设计任务：在现有电动车的基础上， 通过对动力源传动系统的改进使车能够在上下坡是平稳行进并且减小对电池的损害； 通过的刹车的设计保证车的刹车的稳定性及安全性，同时利用刹车制动回收一部分能量； 再融入

7、一些外形上的创新设计给驾驶者创造一个安全舒适的驾驶环境。- 4 -第四章：作品设计(一)概念混合动力电动车是指能够至少从下述两类车载存储的能量中获得动力的汽车：一为可消耗的燃料，一为可再充电的能量储存装置。这里我们讨论的是油电混合电动汽车。(二)结构机械构成：车轮，车身，油箱。动力传动系统：发动机动力传动系统+电机动力传动系统车载能量源：油箱，动力电池组。辅助系统：从动力装置中获取动力用于维持车的良好操控特性，舒适性的部件。如空调系统，辅助转向助力系统等控制部分：基于人的操作指令对车的状态进行操控的系统。车载能量源动力装置传动系车轮能量直接存储发动机传动系能量存储， 调节电机辅助系统和转化汽车

8、动力传动系统简化模型( 三 )创新设计详解外形上的创新a) 设计图：- 5 -b) 整体效果图：- 6 -c) 模型图：- 7 -d) 车身：材料：碳纤维强化材料。优点：具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。 此外碳纤维材料材质轻， 对减轻车身重量，提高跑车性能有很好的效果。颜色：金属灰宝石蓝：外型简介：尺寸： 2200mm*1500mm*1200mm我们设计的这款电动车为四轮敞篷跑车，颜色选为金属灰或宝蓝色，车身材料选用碳纤维强化材料， 使得车身重量大大减轻， 同时碳纤维材料更具有耐高温、耐腐蚀等优异性能， 很好地保证了跑车的品质。

9、 这款电动车整体线条流畅大气， 立体感强， 处处彰显着非凡的气质。 车身造型根据曲面起伏自然柔和过渡，其中前车身的车灯处设计为突出的曲面， 这样能更好地强调造型， 同时也很好地符合了流体力学的原理； 后车身设计的曲面造型， 一方面烘托了车座，另一方面也使整车更富动感； 车身两侧设计的内凹造型， 则在一方面减轻了车的重量，另一方面也更符合视觉审美。此外我们在内部配置可调节电动座椅，保证了行驶过程的舒适， 方向盘的大小和方位也经过了精心的设计， 内部更配设有清晰的仪表盘，所有这些，都保证了驾驶者有最舒适的行车体验。e) 座椅：- 8 -材料：金属骨架、海绵、真皮。颜色：米色：蓝紫色：简介：电动座椅

10、的设计采用柔和的曲面造型，中间突出部分可以托起驾驶者的腰部，缓解驾驶过程中的疲劳；除此以外，座椅设有调节装置，可以根据需要自由调节座椅的高度、倾斜角度；座椅内部有加热器，可根据需要调节座椅的温度，保证冬夏行驶皆宜。f) 车胎：材料：材料：橡胶颜色：黑色简介：米其林轮胎配置。轮胎扁平，操作性强，刹车性能好，抗爆能力强。动力源的改进：a)传统意义上的电动车的动力全部来源于电池的供电，这样不仅仅使得电动车的行驶距离有了限制， 而且在上下坡时由于所需要的牵引力的大小的不同，使得电池的消耗不同，这样会对电池的消耗和损伤比较大。我们的改进： 结合现有汽车的技术， 将其改进成以电力为主， 汽油为补助能源的混

11、合动力电动车。 采用并联混合动力传动系统， 将汽油带动的发动机与电池带动的电机驱动系统以并联的形式为车提供动力。油箱发动机传驱动轮动+系动力电池组电机驱动系统设计电动车的简化动力传动系改进后的特点：1) 机械动能的混合。- 9 -2) 具有两个动力装置。3) 每一个动力装置都有自己单独的车载能量源。相互之间不影响。改进后车的运行形式：1) 当动力电池组具有较高的能量， 动力电池组的输出功率满足车子行驶条件时，车子的全部动力来源于电池组，而发动机发电机处于关机状态。2) 当车子以纯电池组驱动行驶时， 如汽车减速制动电动机发电机工作在再生制动状态， 车子制动的能量通过再生发电回收到动力电池组中，为

12、电池组充电。3)当汽车加速或爬坡时， 需要较大的输出功率才能使车子稳定行驶， 动力电池组依然处于正常工作状态， 而缺少的能量有发动机发电机组来提供，即进入混合动力驱动工作模式。4) 当动力电池组的输出功率不足以满足车子运行时而发动机发电机组有足够的输出功率来驱动车辆时， 动力全部由发动机发电机组来提供。若此时减速制动，则将车子制动的能量补充进动力电池组。5) 当动力电池组的电量在一定范围内且发动机发电机输出功率不足时，则两者一起为车子提供动力。6) 当动力电池组的电量过低， 为保证整车行驶的综合性能， 需要对动力电池组进行充电，则可以通过外部电网对车子进行补充电能， 在紧急状况下（如不方便通过

13、外部设备补充电能） 则将发动机发电机输出的功率对动力电池组进行强制充电。改进后的优点：1) 保持了车子稳定行驶， 给使用者提供一个安全稳定的驾驶环境。 由于多动力源的存在，当车子在启动或者上坡等需要大功率的场合采用混合动力发电就可以保证车子能够平稳运行。2) 保护了动力电池， 延长电池寿命。 混合动力可以使电池可以在一定范围内保持稳定的输出，这样可以大大提高电池的寿命。3) 提高了车速。 一直以来纯电动车的车速都比较低， 因为高速就意味着大功率，会消耗大量的电量，动力上无法满足。而加入了汽油这一新的动力，在安全范围了，提高了车速，满足了一部分消费者的需求。4)节约能源， 保护环境，节约成本。相

14、比传统的内燃机类汽车，本次设计的混合动力电池电动车以电力为主要动力汽油为辅助动力，大大减少了汽油的消耗，节约能源， 保护环境。 与此同时大大减少了汽油的消耗， 省去了很大一部分的油钱。5) 大大增加了车辆行驶里程。 传统电动车由于电池电量的限制， 充一次电行驶的距离有限， 需要经常充电。 改进后除了电池本身的能量外， 还有车子制动回收的电能， 以及汽油带动发动机发电机运转产生的电量也可以维持车子的正常行驶， 大大提高了车子运行的距离， 避免了车子半路没电的尴尬状况。b) 将电机整合到车轮上。 将电机整合到车轮上， 实现直接驱动车轮。 由于我们设计的油箱发动机这条动力源与动力电池组电机这条动力源

15、是并联的，即之间并没有直接的联系，相互不会影响， 因此这样的车轮电机的实现是有可能的。并且在车子减速制动时实现能量的回收。 （具体的设计形式见下文刹车系统改进中的车轮图案）改进后的优点：-10-1) 省掉了一定的传动结构， 使车辆的结构更简单。 由于在连接动力系与传动系时需要离合器， 传动轴等一些机械结构， 而且这些机构还需要定期的维修。而改进后就很好的解决了这样的问题，结构简单。2) 提高了效率。 省掉了一些传动机构， 一定程度上也就减少了能源在传动机构上的消耗，提高了车子的传动效率。3) 可以实现多种驱动方式。 由于电机直接控制车轮， 容易实现前驱， 后驱以及四驱等多种形式。刹车系统的改进

16、：主动悬架电机制动盘减震弹簧电机制动卡轮内主动钳悬架a) 刹车控制部分采用 ABS 防抱死系统，该系统包括一个电子控制单元、数个轮速感应器和一个内含电磁阀的阀门总成。 在车行进时， 电子控制单元通过轮速感应器传来的脉冲变动来掌握车轮的运行状况。当某一个车轮有可能产生抱死状态时，电子控制单元就会向电磁阀发出指令， 使其通过快速开关来达到控制刹车， 调整转速的目的。一般来说，这种快速开关阀门的动作每秒钟可达 12 次之多。ABS系统的原理就是紧急刹车时，既保持轮胎转动，又防止轮胎抱死，以维持最大的刹车力量；同时也对车轮进行迅速、准确、有效、安全的控制，使车轮的纵向附着系数达到峰值， 侧向附着系数也

17、保持较高状态， 从而达到提高制动速度、 缩短制动距离、稳定制动方向、防止车轮抱死的效果。b) 刹车采用盘式刹车， 制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。 分泵固定在制动器的底板上固定不动， 制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧， 分泵的活塞受油管输送来的液压作用， 推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动， 动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。盘式刹车所具有的优势：1.盘式刹车散热性较鼓式刹车佳，在连续踩踏刹车时比较不会造成刹车衰退而使刹车失灵的现象。2.刹车盘在受热之后尺寸的改变并不使踩刹车踏板的行程增加。3.盘式刹车系统的反应快速， 可做高频率的刹车动作， 因而较为

18、符合 ABS系统的需求。4.盘式刹车没有鼓式刹车的自动煞紧作用，因此左右车轮的刹车力量比较平均。5.因刹车盘的排水性较佳，可以降低因为水或泥沙造成刹车不良的情形。6.与鼓式刹车相比较下，盘式刹车的构造简单，且容易维修。c) ABS系统本身也有局限性，它在两种情况下，不能提供最短的制动距离。一种是在平滑的干路上进行制动。 另一种情况是在松散的砾石路面、 松土路面或积雪很深的路面上制动。 因为在紧急情况时需要更为强制性的制动，所以制动系统要加上手动-11-刹车以便达到最佳刹车效果。车的整体结构图驾驶人操纵信号整车综合控制器发动机控制器车速等整车信号油箱发动机 -发电机传动系电动机 -发电机电池管理系统带 电机 的驱 动动力电池组电机控制器轮其它方面的小想法：a)在控制系统中增加电池管理系统。具体实现： 设定一个控制充放电的算法，作为充放电的标准， 当电池处于正常工作状态（正常工作电压， 工作电流） 电池正常放电，而当电池温度在突发状况下升高过高时或者当电池收到强烈冲击时，利用压力传感器，热敏电阻等原件，设计电路来监测电池的温度及收到的载荷情况，当超出设定的安全值时， 自动断开电池供电，而改换为油路带动发动机对系统提供动力，同时通过控制面板的指示灯来对驾驶者进行提醒。b) 增加测距感应器， 可以感应到后面的车的