电动观光汽车的总体设计说明书

1、 电动观光汽车的总体设计 目录摘要11Abstrractt2第一章 绪绪论 31.1 选选题的意意义1.2 电电动车的的历史1.3 电电动车的的现状以以及技术术水平1.4 电电动车目目前所面面临的主主要问题题1.5 电电动车的的未来发发展方向向第二章 本本次设计计题目的的要求及及设计参参数选择择与分析析2.1 设设计目的的和要求求以及总总体构想想2.2 设设计参数数的选择择与分析析 第三章 电电动汽车车各总成成的布置置和参数数的确定定3.1 电电动车电电机的选选择3.2 电电动车电电池的选选择3.3 电电动车前前后悬架架的选择择3.4 电电动车车车桥车架架以及车车轮的选选择3.5 电电动车的的

2、转向系系和制动动系3.6 电电动车传传动系的的布置形形式和驱驱动桥的的选择第四章 参参数的校校核第五章 小小结致谢参考文献附录 摘要要 本文文写的是是一辆八八座电动动观光汽汽车的总总体设计计。首先先是对大大量电动动汽车资资料的查查阅，然然后从电电机的选选择，电电池的选选择着手手，根据据题目的的要求，进进行一系系列的计计算最后后得出满满足行驶驶要求的的电机和和电池。在在选好电电机和电电池后，和和设计燃燃油汽车车的底盘盘一样，并并同时综综合电动动汽车的的结构特特点，对对汽车的的传动系系统，行行驶系统统，转向向系统，制制动系统统进行一一一分析析和设计计。在这这为电动动汽车设设计底盘盘的过程程中，要要

3、特别注注意电动动汽车与与燃油汽汽车不同同的地方方。在我我所设计计的这辆辆低速的的观光电电动车上上，它的的传动系系很简单单，没有有传统的的离合器器和变速速器，也也没有万万向传动动系统，是是电机直直接和主主减速器器用齿轮轮啮合直直接连接接，这样样使得整整个底盘盘的空间间大大增增加，整整个底盘盘的布置置也可以以变的更更加自由由了。最最后在这这些的基基础上，利利用计算算所得数数据，对对汽车进进行总布布置设计计。关键词：电电动观光光汽车 总体设设计 电机 电池 底盘布布置 Absstraact Thhis artticlle wwrittes an eigght touurissm eelecctrii

4、c aautoomobbilee deesiggn. Firrst is to thee maassiive eleectrric auttomoobille mmateeriaal cconssultt, tthenn frrom thee ellecttriccal macchinneryy chhoicce, thee baatteery chooicee beeginns, acccorddingg too thhe ttopiic rrequuestt, ccarrriess onn a serriess off coompuutattionns ffinaallyy too obb

5、taiin ssatiisfiies thee trraveel rrequuestt thhe eelecctriicall maachiinerry aand thee baatteery. Affterr chhoosses thee ellecttriccal macchinneryy annd tthe battterry, is samme wwithh thhe ddesiign fueel ooil auttomoobille cchasssiss, aand simmulttaneeoussly synntheesizzes thee ellecttricc auutommo

6、biile thee unniquue ffeatturee, tto tthe auttomoobille ttrannsmiissiion sysstemm, tthe traavell syysteem, thee stteerringg syysteem, thee brrakiing sysstemm caarriies on 11 anaalysses andd thhe ddesiign. Deesiggns thee chhasssis in thiis ffor thee ellecttricc auutommobiile in thee prroceess, muust p

7、ayy atttenntioon tto tthe eleectrric auttomoobille aand thee fuuel oill auutommobiile diffferrentt pllacee sppeciiallly. Dessignns iin mme oon tthiss loow sspeeed ttourrismm ellecttricc auutommobiile, itts ppoweer ttrannsmiissiion is verry ssimpple, dooes nott haave thee trradiitioonall cooupllingg

8、annd tthe traansmmisssionn geearbbox, allso doees nnot havve tthe rottaryy trranssmisssioon ssysttem, iss thhe eelecctriicall maachiinerry ddireect andd thhe mmainn geear boxx wiith thee geear messhinng ddireect connnecctioon, likke tthiss caausees tthe enttiree chhasssis thee sppatiial bigg inncree

9、asee, tthe enttiree chhasssis arrranggemeent alsso mmighht cchannge is morre ffreee. FFinaallyy inn thhesee foounddatiionss, tthe usee coompuutedd innforrmattionn, ccarrriess onn too thhe aautoomobbilee allwayys aarraangees tthe dessignn.Key wwordds: touurissm eelecctriic aautoomobbilee dessignn eel

10、ecctriicall maachiinerry battterry chaassiis aarraangeemennt 第一章 绪绪论 1.1选题题的意义义曾经有人说说过决定定21世世纪发展展的是能能源,上上世纪770年代代全球三三次石油油危机爆爆发后，各各跨国汽汽车公司司先后开开始研发发各种类类型的电电动汽车车。我国国经过“八八五”、“九九五”、“十十五”三三个五年年计划，在在研发电电动汽车车的专项项上投入入了大量量的人力力、物力力和财力力，并取取得了一一系列科科研成果果，但是是,迄今今为止，这这些科研研成果真真正能转转化为产产品，并并实现产产业化生生产的项项目并不不多。国国外大汽汽车公司

11、司投入远远比我国国更多的的资金和和人力，已已投入批批量生产产的电动动汽车产产品也寥寥寥无几几。随着着全球能能源危机机的不断断加深，石石油资源源的日趋趋枯竭以以及大气气污染、全全球气温温上升的的危害加加剧，各各国政府府及汽车车企业普普遍认识识到节能能和减排排是未来来汽车技技术发展展的主攻攻方向，发发展电动动汽车将将是解决决这二个个技术难难点的最最佳途径径。从汽汽车工业业的发展展来看，电电动汽车车的迅速速发展是是不可逆逆的趋势势。因此此，我国国作为世世界汽车车生产大大国应该该抓住这这一机遇遇，加快快电动汽汽车这一一块的发发展。就在前不久久目前,我们的的城市武武汉刚获获批了国国家综合合配套实实验区的

12、的头衔.其中最最大的意意义就是是要合理理利用资资源.尤尤其在环环保方面面.可以以看出,环保现现在是世世界上最最热门的的话题.在汽车车方面,发展电电动汽车车刻不容容缓.在在电动汽汽车的商商业化运运作上，无无论从产产品技术术还是从从市场开开发方面面。都还还面临许许多亟待待解决的的问题，这这就需要要政府的的大力支支持。比比如，加加快制定定相关技技术标准准，出台台对节能能、 环环保汽车车的税费费减免和和补贴措措施，在在基础设设施建设设上提供供便利条条件等电电动汽车车技术及及产业的的广泛关关联性决决定了电电动汽车车的开发发是一个个跨行业业、跨部部门、跨跨地区的的产学研研大联合合、技术术大突破破和产业业大

13、创新新的系统统工程。在在世界电电动汽车车发展的的关键时时期，必必须通过过政府组组织，充充分发挥挥企业的的主动作作用，通通过产、学学、研大大联合，实实施政府府组织的的国家汽汽车创新新工程，实实现新一一代汽车车和技术术的新突突破。1.2电动动车的历历史 电动车车的发展展史比燃燃油汽车车更长，世世界上第第一辆机机动车就就是电动动车。后后来，由由于燃油油汽车技技术的迅迅速发展展，而电电动车在在能源技技术和行行驶里程程的研制制上长期期未能取取得突破破，从220世纪纪20年年代初至至60年年代末，电电动车的的发展进进入了一一个沉寂寂期。进进入700年代以以来，由由于中东东石油危危机的爆爆发以及及人类对对自

14、然环环境的日日益关注注，电动动车才再再度成为为技术发发展的热热点。 近几十十年来，主主要工业业化国家家为电动动车的开开发投入入了大量量的人力力和财力力，电动动车的各各项相关关技术也也取得了了重大的的进展。尽尽管电动动车在能能源和行行驶里程程的研制制方面，至至今尚未未取得突突破性的的进展，但但是电动动车的美美好前景景仍然激激励着人人们锲而而不舍地地开发新新型电动动车，改改善其性性能。 处于世世纪之交交的今天天，能源源和环境境对人类类的压力力越来越越大，要要求尽快快改善人人类生存存环境的的呼声越越来越高高。为了了适应这这个发展展趋势，世世界各国国的政府府、学术术界、工工业界正正在加大大对电动动车开

15、发发的投资资力度，加加快电动动车的商商品化步步伐。虽虽然目前前电动车车在能源源和行驶驶里程方方面还未未 能尽如人意意，但已已足以满满足人们们的基本本需要。从从技术发发展的角角度来看看，在走走过了漫漫长而艰艰难的发发展历程程之后，电电动车正正面临着着重大的的技术突突破，有有望成为为21世世纪的重重要交通通工具。 自从汽汽车诞生生的那一一天起，环环境问题题就一直直伴随其其左右，世世界人口口和汽车车的增长长趋势如如下图所所示。今今后500年，世世界人口口将由660亿增增加到1100亿亿，汽夺夺数量将将由7千千万增加加到2亿亿5千万万。如果果这些车车辆都采采用内燃燃机，那那么所需需的燃油油从何来来?而

16、其排出的的废气又又如何处处置，那那样我们们的天空空将永远远是灰色色的而不不是蓝色色的。因因此我们们必须开开发出清清洁、高高效、智智能的交交通车辆辆，才能能使2ll世纪的的交通可可持续发发展。 从当今今世界的的能源与与环保的的现状来来看，解解决这个个问题的的最好的的方法就就是大力力发展电电动车。因因为从环环保的角角度来看看，电动动汽车是是零排放放的交通通工具，即即使计入入发电厂厂增加的的排气，总总量上看看，它也也将使空空气污染染大大减减少。从从能源的的角度来来看，电电动汽车车将使能能源的利利用多元元化(例例如可使使用各种种再生能能源)和和高效化化，达到到能源的的可靠、均均衡和无无污染地地利用的的

17、目的。在在改善交交通安全全和道路路使用方方面，电电动汽车车更容易易实现智智能化。电电动汽车车的发展展将使集集中考虑虑能源、环环保利交交通成为为可能，而而且，它它对于促促进高科科技的发发展、新新兴工业业的兴起起以及经经济的发发展都将将产生深深远的影影响。 电动车车并不是是一个新新兴的科科技产品品，它其其实比内内燃机汽汽车的历历史都要要久远。早早在18834年年，Thhomaas ddaveenpoort制制造了一一辆电动动三轮车车，它由由组不可可充电的的干电池池驱动但只能能行驶一一小段距距离。四四年后RRobeert davvidsson也也制造厂厂一辆用用干电池池驱动的的电动汽汽车。11881

18、1年在法法国巴黎黎街上出出现了第第一辆以以可充电电池为动动力的电电动汽车车它是是法国工工程师GGusttaveeTroouvee装配的的以铅酸酸电池为为动力的的三轮车车。18886年年，Frrankk Sppraggue设设计生产产了有轨轨电车。从从此，电电动汽车车变得流流行起来来，并在在车辆运运输中起起着很重重要的作作用。在在当时的的美国每年销销售的442000辆汽车车中有338是是电动汽汽车，222是是燃油汽汽车，440是是蒸汽机机汽车。那那时，电电动汽车车是金融融巨头的的代步工工具及财财富的象象征。一一辆电动动汽车的的价格相相当于今今天的一一辆劳斯斯莱斯。 图1-2 Moorrss和Sa

19、alomm电动客客车和货货车公司司生产的的电动汽汽车进入无马车车时代以以后，电电功汽车车就进人人了个商业业化的发发展阶段段，此时时的电动动汽车有有辐条车车轮、充充气轮胎胎、舒适适的弹簧簧椅和豪豪华的车车内装饰饰。到119122年美美国有3340000辆电电动汽车车注册。118999到19916年年期间Bakker电电气公司司一直是是美国最最重要的的电动汽汽车制造造厂之一一。在119011到19920年年，英国国伦敦电电动汽车车公司生生产了后后轮轮毅毅电动机机式、后后轮驱动动、斜轮轮转向和和允气轮轮胎的电电动汽车车19007到119388年期间间，底特特律电气气公司生生产的电电动汽车车不仅具具有

20、无噪噪声、清清洁可靠靠的优点点，而且且最高时时速达到到40KKm/hh，续驶驶里程为为1299Km。 人人们常说说“一个人人的敌人人同时也也是他的的伙伴”，这句句话用于于描述电电动汽车车的发展展尤为合合适，因因为电动动机是电电动汽车车驱动的的关键部部件同同时它又又帮助燃燃油汽车车与电动动汽车竞竞争对抗抗。19911年年，Keetteerinng发明明了汽车车起动机机，使得得燃油汽汽车比依依赖于方方便驾驶驶的电动动汽车来来说更具具吸引力力，从此此打破了了电动汽汽车在市市场的主主导地位位。而福福持的想想法彻底底结束了了电动汽汽车的生生命，他他大批量量生产福福特T型型车，使使其价格格从19909年年

21、的8550美元元降到了了19225年的的2600美元，因因此加速速了纯电电动汽车车的消失失。而燃燃油汽车车的续驶驶里程是是电动汽汽车的223倍倍，且使使用成本本低，因因而使得得电动汽汽车的制制造商想想占领一一定的市市场份额额已不可可能。到到20世世纪300年代，电电动汽车车几乎消消失了。而而直到近近30年年，能源源危机和和石油短短缺才使使得电动动汽车重重获新生生。 1.3 电电动车的的现状以以及技术术水平 今今天，汽汽车制造造商在不不断推动动电动汽汽车技术术的发展展并开开始始将将电动汽汽车商业业化，在在世界范范围内，尤尤其在美美国、日日本和欧欧洲，许许多汽车车生产商商开始生生产电动动汽车或或者

22、涉及及电动汽汽车领域域。美国国的通用用、福特特、克莱莱斯勒、美美国电动动汽车公公司以及及Sollecttriaa为了响响应加州州的法规规，在电电动汽车车的发展展中起着着很重要要的作用用。在日日本几乎乎所有的的汽车生生产商，如如丰田、尼尼桑、本本田、马马自达、大大发、三三菱、铃铃木、五五十铃汽汽车公司司等都制制定了自自己的商商业化电电动汽车车的发展展计划。欧欧洲的许许多国家家，尤其其是法国国、德国国、意大大利和英英国都发发起了进进入电动动汽车市市场的电电动汽车车发展计计划，其其中较活活跃的汽汽车公司司有雪铁铁龙、雷雷诺、宝宝马、奔奔驰、奥奥迪、沃沃尔沃、大大众、欧欧宝、菲菲亚特等等。除了了汽车生

23、生产商以以外，还还有一些些电力公公司和电电池生产产商在电电动汽车车的示范范中也起起着积极极的作用用，其目目的都是是为了促促进以充充电电池池为动力力的电动动汽车的的商业化化，最终终获得商商业利益益。通常常他们和和汽车生生产商合合作来发发展电动动汽车，或或者选购购电动汽汽车用于于电他评评估和演演示，电电动汽车车具有能能源利用用效率高高、能源源多样性性和环保保的特点点，为了了对电动动汽车的的使用做做出相应应的反应应，能源源和环保保机构也也积极参参与促进进电动汽汽车技术术的发展展及其商商业化的的活动中中。另外外、一些些研究所所和大学学不断研研究电动动汽车新新技术，以以使电动动汽车能能与燃油油汽车相相竞

24、争。 电动车分分为三大大类型纯纯电动汽汽车，混混合动力力电动汽汽车和燃燃料电池池汽车。220世纪纪70年年代，汽汽车保有有量呈几几何级数数增长，造造成了严严重的环环境污染染。随着着光化学学污染等等环境污污染的发发生，西西方发达达国家政政府开始始注重环环境保世世纪 年年护，一一些著名名的汽车车公司转转向研究究和开发发电动汽汽车。从从20世世纪700年代代代起，世世界发达达国家均均投入巨巨资进行行电动汽汽车的商商业化开开发和应应用。到到 200世纪990 年年代，欧欧美发达达国家纷纷纷制定定了汽车车尾气排排放标准准并严格格执行。 与世界其其他国家家一样电动汽汽车研发发工作在在我国也也正在如如火如荼

25、荼的进行行着“十十五”期期间，国国家从维维护我国国能源安安全、改改善大气气环境、提提高汽车车工业竞竞争力、实实现我国国汽车工工业的跨跨越式发发展的战战略高度度考虑设立“电电动汽车车重大科科技专项项”，通通过组织织 HYPERLINK http:/www.AutoAge.Com.Cn/Main/Company 企业、高高等院校校和科研研机构，集集中国家家、地方方、 HYPERLINK http:/www.AutoAge.Com.Cn/Main/Company 企业业、高校校、科研研院所等等方面的的力量进进行联合合攻关：为此，从从20001年110月起起，国家家共计拨拨款88亿元元作为这这一重大大

26、科技专专项的经经费。 1.4 电电动车目目前所面面临的主主要问题题(1)续驶驶里程有有限: 目前市市场上使使用的电电动汽车车一次充充电后的的续驶里里程一般般为1000-3300 km，并并且这个个数字通通常还需需要保持持适当的的行驶速速度及具具有良好好的电池池调节系系统才能能得到保保证，而而绝大多多数电动动汽车在在一般行行驶环境境下的续续驶里程程只有5501100 km。比比起传统统燃油汽汽车而言言电动汽汽车的较较短续驶驶里程成成为其致致命的弱弱点.(2)蓄电电池使用用寿命问问题: 普通通蓄电池池充放电电次数仅仅为30004400次次，即使使性能良良好的蓄蓄电池充充放电次次数也不不过70009

27、900次次，按每每年充放放电2000次计计算，一一个蓄电电池的寿寿命最多多为4年年，与燃燃油汽车车的寿命命相比太太短。另另外，不不同类型型的电池池在性能能方面都都有各自自的优势势和不足足，例如如，铅酸酸电池成成本低，原原材料丰丰富且易易于回收收，但续续驶里程程短、加加速动力力差且寿寿命短。镍镍镉电池池加速动动力足、寿寿命较长长但其其成本高高、可回回收性差差。钠硫硫电池的的比能量量较高，能能够提供供较长的的续驶里里程。但但它要求求的工作作环境较较苛刻且其沽沽性物质质具有强强腐化性性并易爆爆炸。就就整体来来看成成熟电池池的寿命命都相对对较短。(3)蓄电电池尺寸寸和质量量的制约约: 现现有电动动汽车

28、所所使用的的电池都都不能在在储存足足够能量量的前提提下保持持合理的的尺寸和和质量。如如果电动动汽车自自身装备备质量大大就会会影响加加速性能能和最大大车速的的提高。例例如，现现有电动动汽车电电池的外外体积一一般要达达到5550 LL当把把这么大大体积的的电池用用于家庭庭轿车上上时，就就必然要要挤占轿轿车的行行李厢空空间。(4)电动动汽车价价格昂贵贵 主要是是电池 HYPERLINK http:/www.AutoAge.Com.Cn/Main/Tech 技技术复杂杂，成本本太高，另另外也由由于采用用一系列列新材料料、新 HYPERLINK http:/www.AutoAge.Com.Cn/Main

29、/Tech 技技术，致致使电动动汽车的的造价居居高不下下。电动动汽车蓄蓄电池的的价格约约为1000美元元kWWh，甚甚至有的的高达3350美美元kkWhh，成本本太高，用用户难以以承受。(5) 间间接污染染严重电动汽车本本身虽无无排放污污染，但但其间接接污染也也是不容容忽视的的。如铅铅酸电池池中的铅铅，从开开采、冶冶炼到生生产的排排污，都都会对环环境造成成污染。再再如所用用电能，相相当大一一部分来来自火力力发电，煤煤炭燃料料也会造造成大气气污染。1.5 电电动车的的未来发发展方向向自上世纪纪爆发石石油危机机后，不不少跨国国汽车公公司都开开始研制制电动汽汽车。其其中不乏乏福特，丰丰田等知知名大型

30、型汽车厂厂。可以以预见到到电动汽汽车的发发展将会会是本实实际汽车车工业的的重点和和主流。电电动汽车车具有无无排放污污染、噪噪声低、易易于操纵纵、维修修及运行行成本低低等优点点，在环环保和节节能上具具有不可可比拟的的优势，它它是解决决人类巨巨大能源源和环境境压力的的最有效效途径。上上文已经经提到电电动车问问世以来来，主要要有三种种形式，即即纯电动动车、混混合动力力汽车和和燃料电电池电动动车。下下面就详详细的来来说说这这几种形形式的电电动车。纯电池电动动车是完完全由二二次电池池（如铅铅酸电池池、镍镉镉电池、镍镍氢电池池或锂离离子电池池）提供供动力的的汽车。纯纯电池技技术发展展已经相相当成熟熟，国外

31、外汽车发发达国家家和我国国都进行行了小批批量生产产。近日日，北京京公交线线上推出出的两辆辆以铅酸酸蓄电池池和锂离离子电池池为动力力的电动动车已投投入商业业运行，表表现出了了较好的的经济性性和环保保性。纯纯电池电电动车具具有无污污染，零零排放等等优点，但但其缺点点也十分分突出，能能量低，质质量大，充充电时间间长，成成本高，折折旧快，还还容易对对环境造造成二次次污染，其其应用范范围有限限。混合动力汽汽车采用用内燃机机和电动动机两种种动力，克克服了纯纯电池电电动车行行驶里程程短、充充电时间间长等致致命弱点点，虽然然混合动动力车不不能实现现零排放放，但其其兼俱环环保与节节能，同同时又能能实现规规模生产

32、产，因此此，具有有非常好好的发展展前景。近近年来，世世界各大汽车公公司纷纷纷推出这这种车型型日本已已经走在在了世界界前列，如如丰田汽汽车公司司推出的的PRIIUS汽汽车，本本田推出出的 IINSIIGHTT汽车均均早已上上市。PPRIUUS汽车车尾气排排放水平平仅相当当于日本本现行法法规的11/100，耗油油量和二二氧化碳碳排放量量相当于于普通汽汽车的11/2，最最高时速速达 1140公公里。我我国的混混合动力力汽车研研究也进进入了实实质性阶阶段。119999年，清清华与厦厦门金龙龙展出了了联合研研制的混混合力客客车，今今年4月月，一汽汽展出了了刚生产产的混合合动力红红旗轿车车。专家家指出，燃

33、燃料电池池汽车是是未来汽汽车的发发展方向向。日本本媒体认认为燃料料电池技技术，将将成为221世纪纪汽车工工业的核核心技术术，谁掌掌握了这这种技术术开发主主导权，谁谁将成为为汽车业业的领袖袖。燃料料电池，这这是一种种能与燃燃油发动动机相比比的电池池，可以以使用包包括再生生燃料在在内的所所有含氢氢元素的的燃料。燃燃料电池池车的工工作原理理是，作作为燃料料的氢在在汽车搭搭载的燃燃料电池池中，与与大气中中的氧发发生化学学反应，从从而产生生电能启启动电动动机进而而驱动汽汽车。由由于大量量的纯氢氢难以贮贮存在汽汽车上，而而且加氢氢站也没没有那么么多，因因此，汽汽车制造造商们正正试图使使用汽油油或甲醇醇，不

34、过过要在汽汽车上安安装燃料料重整装装置，从从这些物物质里提提出氢。但但是这将将会产生生极少的的二氧化化碳和氮氮氧化物物，总的的来说，这这类化学学反应除除了电能能，就只只产生水水，因此此，燃料料电池车车被称为为“地道的的环保车车”。曾研研发出“氢动一一号”（液氢氢燃料电电池概念念车）的的美国通通用汽车车公司，最最近推出出了汽油油燃料重重整技术术燃料电电池，新新研制的的CENNIIII型车载载燃料重重整器比比起前期期产品体体积、重重量大大大减少，预预计其能能量利用用，污染染物排放放几乎为为率可达达.40%，而且且可以充充分利用用现有的的加油站站等设施施，它为为燃料电电池车批批量生产产奠定了了基础。

35、我我国第一一辆具有有自主知知识产权权的燃料料电动公公共汽车车也已在在东风汽汽车工程程研究院院问世，它它的研制制成功，缩缩短了中中国汽车车工业在在这一领领域与国国外同行行的差距距。据有有关专家家分析，我我国的汽汽车工业业几乎没没有结构构调整的的沉重包包袱，完完全可以以充分利利用后发发优势，以以电动车车为新契契机，集集中力量量解决以以电池为为中心的的关键技技术问题题，在221世纪纪凭借国国内仍较较低的劳劳动力成成本，在在国际汽汽车市场场上以电电动汽车车与工业业发达国国家展开开竞争。 在上世世纪我国国已经错错失了汽汽车工业业的黄金金发展期期。在即即将到来来的新能能源汽车车，不管管是电动动还是其其他能

36、动动的汽车车上这一一块，我我们都应应该加倍倍努力的的去把握握住。在今天我也也将要毕毕业，希希望能用用自己的的微薄力力量，帮帮住我国国占领新新能源汽汽车业的的高地。第二章 本本次设计计题目的的要求及及设计参参数选择择与分析析2.1 设设计目的的和要求求以及总总体构想想(1)本次次毕业设设计我的的题目是是八座电电动观光光汽车的的总体设设计。老师所给出出的要求求和大致致数据如如下:11. 电电动车的的驱动方方式为电电力驱动动，并且且是以电电池作为为动力源源；2. 所设设计的电电动车的的最高车车速不得得高于225kmm/h；3. 所设计计的电动动汽车座座位数为为8座；4. 续行驶驶里程:90kkm；5

37、5. 外外廓尺寸寸:(长长*宽*高):37550*112488*18830 。对于本次的的总体构构想。我的毕业设设计题目目是八座座电动观观光汽车车的总体体设计。此次要做的是一个总体布置设计，对象是一台低速的八座纯电动汽车。而根据已知的条件和要求，我打算设计一辆类似于旅游观光的车（比如校园用或者游乐园用的那种），座位数为8座，最高车速为25km/h,以电池作为动力源。电动车的特点是结构简单，成本低。这是因为它行驶的路线比较特殊，只是在某一区域行驶，路况比较好，行驶速度较低。 作为电电动车最最关键的的当然是是电动机机和电池池的选择择。目前前一般电电动车用用的电池池有三种种，铅酸酸蓄电池池是技术术最

38、成熟熟的一种种，成本本也最低低，对于于我所要要设计的的观光车车来说，选选铅酸蓄蓄电池最最合理。具具体到选选择哪一一型号的的蓄电池池，就要要经过计计算了，在在后面会会有计算算来对铅铅酸蓄电电池型号号的选择择。 另外就就是电机机的选择择了，大大概估计计了下所所要设计计的电动动车的总总重量，（按按8个人人的体重重加上车车重）依依据这个个总重量量和最高高车速来来初选电电机的功功率，然然后在进进行计算算验证，最最后再得得出符合合要求的的电机。选选择好最最重要的的东西后后，就要要开始进进行整车车布置了了。上面面说了，电电动车要要的是结结构简单单，所以以布置的的时候也也会以这这个为原原则。座座位数是是8座，

39、分分四排座座位，一一排坐两两个，其其中中间间的一排排座位下下面是用用来安装装电池的的，其下下面的电电池框架架是经过过另外设设计的，使使其能更更好的固固定电池池。电机机和固定定速比减减速器，差差速器是是连接在在一起，固固定在后后轴，这这样就省省去了传传动系统统，使整整个结构构简单明明了。2.2 设设计参数数的选择择与分析析 尺寸参数项目基本类型产品规格ZC型八座座产品类型纯电动观光光车总长(单位位：mmm)3750总宽(单位位：mmm)1248总高(单位位：mmm)1830轴距(单位位：mmm)2750前轮距(单单位：mmm)1070后轮距(单单位：mmm)1053质量参数整车装备质质量(单位：

40、 kgg)780满载总质量量(单位：kg)1300载客数(含含驾驶员员)(单位位：人)8性能参数最高车速(满载)(单位：km/h)25最大爬坡度度(满载)(单位：%)15驻车能力(满载)(单位：%)20最高车速制制动距离离(单位：m)4一次充电续续驶里程程(单位：km)90第三章 电电动汽车车各总成成参数的的确定3.1 电电动车电电机的选选择 高密度度、高效效率、宽宽调速的的车辆牵牵引电机机及其控控制系统统既是电电动汽车车的心脏脏又是电电动汽车车研制的的关键技技术之一一，已被被列为8863电电动汽车车重大专专项的共共性关键键技术课课题。220世纪纪80年年代前，几几乎所有有的车辆辆牵引电电机均

41、为为直流电电机，这这是因为为直流牵牵引电机机具有起起步加速速牵引力力大，控控制系统统较简单单等优点点。直流流电机的的缺点是是有机械械换向器器，当在在高速大大负载下下运行时时，换向向器表面面会产生生火花，所所以电机机的运转转不能太太高。由由于直流流电机的的换向器器需保养养，又不不适合高高速运转转，除小小型车外外，目前前一般已已不采用用。 近十十年来，主主要发展展交流异异步电机机和无刷刷永磁电电机系统统。与原原有的直直流牵引引电机系系统相比比，具有有明显优优势，其其突出优优点是体体积小，质质量轻（其其比质量量为0.5-11.0kkg/KKw）、效效率高、基基本免维维护、调调速范围围广。其其研究开开

42、发现状状和发展展趋势如如下。 （1）.异步步电机驱驱动系统统 异步步电机其其特点是是结构简简单、坚坚固耐用用、成本本低廉、运运行可靠靠，低转转矩脉动动，低噪噪声，不不需要位位置传感感器，转转速极限限高。 异异步电机机矢量控控制调速速技术比比较成熟熟，使得得异步电电机驱动动系统具具有明显显的优势势，因此此被较早早应用于于电动汽汽车的驱驱动系统统，目前前仍然是是电动汽汽车驱动动系统的的主流产产品（尤尤其在美美国），但但已被其其它新型型无刷永永磁牵引引电机驱驱动系统统逐步取取代。 最大缺缺点是驱驱动电路路复杂，成成本高；相对永永磁电机机而言，异异步电机机效率和和功率密密度偏低低。 （22）.无刷刷永

43、磁同同步电机机驱动系系统 无刷刷永磁同同步电机机可采用用圆柱形形径向磁磁场结构构或盘式式轴向磁磁场结构构，由于于具有较较高的功功率密度度和效率率以及宽宽广的调调速范围围，发展展前景十十分广阔阔，在电电动车辆辆牵引电电机中是是强有力力的竞争争者，已已在国内内外多种种电动车车辆中获获得应用用。 内内置式永永磁同步步电机也也称为混混合式永永磁磁阻阻电机。该该电机在在永磁转转矩的基基础上迭迭加了磁磁阻转矩矩，磁阻阻转矩的的存在有有助于提提高电机机的过载载能力和和功率密密度，而而且易于于弱磁调调速，扩扩大恒功功率范围围运行。内内置式永永磁同步步电机驱驱动系统统的设计计理论正正在不断断完善和和继续深深入，

44、该该机结构构灵活，设设计自由由度大，有有望得到到高性能能，适合合用作电电动汽车车高效、高高密度、宽宽调速牵牵引驱动动。这些些引起了了各大汽汽车公司司同行们们的关注注，特别别是获得得了日本本汽车公公司同行行的青睐睐。当前前，美国国汽车公公司同行行在新车车型设计计中主要要采用内内置式永永磁同步步电机。 表面凸凸出式永永磁同步步电机也也称为永永磁转矩矩电机，相相对内置置式永磁磁同步电电机而言言，其弱弱磁调速速范围小小，功率率密度低低。该结结构电机机动态响响应快，并并可望得得到低转转矩脉动动，适合合用作汽汽车的电电子伺服服驱动，如如汽车电电子动力力方向盘盘的伺服服电机。 无位位置传感感器永磁磁同步电电

45、机驱动动系统也也是当前前永磁同同步电机机驱动系系统研究究的一个个热点，将将成为永永磁同步步电机驱驱动系统统的发展展趋势之之一，具具有潜在在的竞争争优势。 永磁同同步电机机驱动系系统低速速时常采采用矢量量控制，高高速时用用弱磁控控制。要选择合适适的电机机，首先先要知道道电动车车所需要要的功率率。电机机的功率率计算所所需的公公式如下下，汽车车的总重重量是估估算的，后后面会进进行验证证。.（11）：机械效率率（一般般取0.92）：汽车总重重（N）：良好路面面上的汽汽车的行行驶阻力力系数（取取0.0015）：汽车车速速（Kmm/h）：空气阻力力系数（这这里取00.5）：汽车迎风风面积对于我所设设计的电

46、电动汽车车总重量量，我估估算总质质量为113000kg，即即127740NN最高车速为为设计要要求的225kmm/h迎风面积AA=车宽宽车高 其中车车宽暂定定为12248mmm 车高高暂定为为18330mmm 则AA=12248118300= EMBED Equation.DSMT4 222838840= EMBED Equation.DSMT4 2.228带入上述数数据由（11）计算算得：=1.700KW从这可以知知道电机机的功率率至少为为1.770KWW，但是是所选择择的电机机功率肯肯定要大大一些。我所选用的是无刷永磁同步电机，是深圳大地和有限电气公司的电机。我所选择的的电机的的一些参参数

47、如下下：型号：ZYY-CDD-2.5 额定功率2.55kW峰值值功率4.55kW额定定电压48V额定电电流660A最最大转矩矩1550Nmm额定转转速111000r/mmin最最高转速速20000rr/miin绝缘缘等级F防护护等级IP554冷却却方式自然风风冷重 量550kgg外观尺寸 2166 34003.2 电电动车电电池的选选择 纯电动动汽车的的储能动动力用的的蓄电池池（又称称二次电电池），主主要是铅铅酸电池池，已有有1500年历史史。可算算是人类类历史上上一个伟伟大的发发明。电电池的近近代进步步相当惊惊人，在在电池的的家族里里，拥有有镉镍电电池、氢氢镍电池池、钠硫硫电池、锂锂电池、锌

48、锌空电池池、硅盐盐电池、飞飞轮电池池等几十十种系列列，这些些产品的的出现改改善了它它的应用用广度与与性能。但是尽管这这么多的的性能先先进电池池出现，要要使纯电电池的电电动汽车车商业化化，却存存在着许许多差距距，它面面临着能能量储备备，使用用寿命，比比功率和和成本低低廉等关关键技术术问题。但但有趣的的是，经经过一个个多世纪纪之后，到到19990年，最最适用的的电动汽汽车，仍仍然不少少应用很很原始的的铅酸电电池，这这说明电电池还要要去挖掘掘它的潜潜能。 考虑到成成本与我我所设计计的电动动车的实实际性能能，我决决定使用用铅酸电电磁作为为该电动动车的动动力源。电电池的电电压由电电动机决决定，容容量由电

49、电动车的的续行驶驶里程决决定。因因为电动动机已经经暂时定定了下来来，于是是电池的的电压也也定了下下来。那那么下面面就要根根据电动动车的续续行驶里里程来决决定电池池的容量量。 根据设计计要求和和已知条条件，我我所要设设计的电电动车的的续行驶驶里程为为90kkm，最最高车速速为255km/h。电电机功率率为2.5KWW.。则电动车能能够续行行驶的时时间为：电动车电池池的容量量应为:从上面的计计算可知知，所选选电池的的容量至至少为1187.5，我我选择的的是2000Ahh的铅酸酸蓄电池池，该电电池的具具体参数数如下：额定电压：12VV额定容量：2000Ah外型尺寸（mmm）：长宽高=55202240

50、 2200总高（mmm）：2255重量：733Kg充电特性曲曲线：图3-1放电特性曲曲线：图3-2 每个电池的的电压为为12VV，电机机的额定定电压为为48VV，故需需要4个个这样的的蓄电池池来驱动动电机。3.3 电电动车前前后悬架架的选择择 悬架是是汽车的的车架与与车桥或或车轮之之间的一一切传力力连接装装置的总总称，其其作用是是传递作作用在车车轮和车车架之间间的力和和力扭，并并且缓冲冲由不平平路面传传给车架架或车身身的冲击击力，并并衰减由由此引起起的震动动，以保保证汽车车能平顺顺地行驶驶。 典典型的悬悬架结构构由弹性性元件、导导向机构构以及减减震器等等组成，个个别结构构则还有有缓冲块块、横向

51、向稳定杆杆等。弹弹性元件件又有钢钢板弹簧簧、空气气弹簧、螺螺旋弹簧簧以及扭扭杆弹簧簧等形式式，而现现代轿车车悬架多多采用螺螺旋弹簧簧和扭杆杆弹簧，个个别高级级轿车则则使用空空气弹簧簧。根据汽汽车两侧侧车轮运运动是否否相互关关联，汽汽车悬架架分为非非独立悬悬架和独独立悬架架两大类类。 非独立立悬架的的结构特特点是两两侧车轮轮安装在在一根整整体式车车桥上，车车轮连同同车桥一一起通过过弹性元元件与车车架(或或车身)相连（图图a）。车车身的相相对稳定定性较差差。但这这种悬架架结构简简单，制制造方便便，在载载重汽车车上被广广泛应用用。 独立悬悬架的结结构特点点是两侧侧车轮各各自单独独地通过过弹性元元件与

52、车车架(或或车身)相连，并并且采用用断开式式车桥。若若一侧车车轮相对对于车架架(或车车身)的的位置发发生变化化时，另另一侧车车轮不受受影响（图图b）。这这种悬架架结构复复杂，但但车身的的平稳性性和高速速行驶的的稳定性性较好，因因此在轿轿车和小小客车上上得到普普遍采用用。我所设计的的电动观观光车，其其所行驶驶的路况况比较好好，并且且车速很很低。故故为使其其结构简简单，成成本低，于于是我决决定，前前轴采用用麦弗逊逊式独立立悬架，因因为它结结构简单单，应用用最为广广泛，成成本也较较低，又又能满足足车一定定的舒适适性；后后轴采用用钢板弹弹簧非独独立悬架架，最简简单最便便宜而又又实用的的悬架。3.4 电

53、电动车车车桥车架架以及车车轮的选选择(1)车桥桥 车桥(也也称车轴轴)通过过悬架和和车架(或承载载式车身身)相连连，两端端安装汽汽车车轮轮。其功功能是传传递车架架(或承承载式车车身)与与车轮之之间各方方向作用用力。 车车桥可以以是整体体式的，有有如一个个巨大的的杠铃，两两端通过过悬架系系统支撑撑着车身身，因此此整体式式车桥通通常与非非独立悬悬架配合合；车桥桥也可以以是断开开式的，象象两把雨雨伞插在在车身两两侧，再再各自通通过悬架架系统支支撑车身身，所以以断开式式车桥与与独立悬悬架配用用。 根据据驱动方方式的不不同，车车桥也分分成转向向桥、驱驱动桥、转转向驱动动桥和支支持桥四四种。其其中转向向桥

54、和支支持桥都都属于从从动桥。大大多数汽汽车采用用前置后后驱动(FR)，因此此前桥作作为转向向桥，后后桥作为为驱动桥桥；而前前置前驱驱动(FFF)汽汽车则前前桥成为为转向驱驱动桥，后后桥充当当支持桥桥。 转向向桥的结结构基本本相同，由由两个转转向节和和一根横横梁组成成。如果果把横梁梁比做身身体，转转向节就就是他左左右摇晃晃的脑袋袋，脖子子就是我我们常说说的主销销，车轮轮就装在在转向节节上，仿仿佛脑袋袋上带了了个草帽帽。不过过，行驶驶的时候候草帽转转，脑袋袋却不转转，中间间用轴承承分隔开开，脑袋袋只管左左右晃动动。脖子子主主销是车车轮转动动的轴心心，这个个轴的轴轴线并非非垂直于于地面，车车轮本身身

55、也不是是垂直的的，我们们将在车车轮定位位一节具具体论述述。 转转向驱动动桥与转转向桥的的区别就就是一切切都是空空心的，横横梁变成成了桥壳壳，转向向节变成成了转向向节壳体体，因为为里面多多了根驱驱动轴。这这根驱动动轴因被被位于桥桥壳中间间的差速速器一分分为二，而而变成了了两根半半轴。两两个草帽帽也不是是简单地地套在脑脑袋上，还还要与里里面的两两根半轴轴直接相相连。半半轴在“脖脖子”的的位置也也多了一一个关节节万万向节，因因此半轴轴也变成成了两部部分，内内半轴和和外半轴轴。 我所设计计的电动动车，前前轴是采采用麦弗弗逊式独独立悬架架，所以以选用的的前桥是是断开式式的，而而后轴采采用的是是钢板弹弹簧

56、的非非独立悬悬架，故故选用的的后桥是是整体式式的。前前桥为转转向桥，后后桥为驱驱动桥。车轮 我所设计计的电动动观光车车选用的的是子午午线轮胎胎。因为为现在用用的最为为广泛的的就是子子午线轮轮胎，综综合起来来，其性性价比也也是最高高的。 子午午线轮胎胎的优点点是： 地面积积大，附附着性能能好，胎胎面滑移移小，对对地面单单位压力力也小，因因而滚动动阻力小小，使用用寿命长长。胎冠冠较厚且且有坚硬硬的带束束层，不不易刺穿穿；行驶驶时变形形小，可可降低油油耗3%8%。因为为帘布层层数少，胎胎侧薄，所所以径向弹弹性大，缓缓冲性能能好，负负荷能力力较大。 它的的缺点是是：因胎胎侧较薄薄，胎冠冠较厚，在在其与

57、胎胎侧的过过渡区易易产生裂裂口。侧侧面变形形大，导导致汽车车的侧向向稳定定性差，制制造技术术要求高高，成本本也高。我所设计的的校园电电动车，所所选择的的汽车轮轮胎是：万通1955/655R 115888H 1955：轮胎胎宽（mmm） 65 ：扁平平率（胎胎高/胎胎宽） R ：子午午线结构构 15 ：轮胎胎直径 88 ：载重重指数 H ：速度度代号（最最高安全全极速是是2100Km/h）车架 就像人人的身体体由骨架架来支持持一样，汽汽车也必必须有一一幅骨架架，这就就是车架架。车架架的作用用是承受受载荷，包包括汽车车自身零零部件的的重量和和行驶时时所受的的冲击、扭扭曲、惯惯性力等等。现有有的车架

58、架种类有有大梁式式、承载载式、钢钢管式及及特殊材材料一体体成型式式等。 在港台台汽车刊刊物中常常称作“阵阵式车架架”，是是最早出出现的车车架类型型（从全全世界第第一部汽汽车开始始一直沿沿用至今今）。大大梁车架架的原理理很简单单：将粗粗壮的钢钢梁焊接接或铆合合起来成成为一个个钢架，然然后在这这个钢架架上安装装引擎、悬悬架、车车身等部部件，这这个钢架架就是名名副其实的的“车架架”。 大梁式式车架的的优点是是钢梁提提供很强强的承载载能力和和抗扭刚刚度，而而且结构构简单，开开发容易易，生产产工艺的的要求也也较低。致致命的缺缺点是钢钢制大梁梁质量沉沉重，车车架重量量占去全全车总重重的相当当部分；此外，粗

59、粗壮的大大梁纵贯贯全车，影影响整车车的布局局和空间间利用率率，大梁梁的厚度度使安装装在其上上的座厢和货货厢的地地台升高高，使整整车重心心偏高。也称作作整体式式或单体体式车架架。针对对大梁式式车架质质量重、体体积大、重重心高的的问题，承承载式车车架的意意念是用用金属制制成坚固固的车身身，再将将发动机机、悬架架等机械械零件直直接安装装在车身身上。这这个车身身承受所所有的载载荷，充充当车架架，所以以准确称称呼应为为“无车车架结构构的承载载式车身身”（采采用大梁梁车架的的汽车车车身则称称为“非非承载式式车身”）。 承载式式车架由由钢（较较先进的的是铝）经经冲压、焊焊接而成成，对设设计和生生产工艺艺的要

60、求求都很高高，这也也是中国国目前的的车身设设计开发发难以突突破的大大难点。成成型的车车架是个个带有座座舱、发发动机舱舱和底板板的骨架架，我们们所能看看到的光光滑的汽汽车车身身则是嵌嵌在骨架架上的覆覆盖件。 承载式式车架是是目前轿轿车的主主流，因因为这种种结构将将车架和和车身二二合为一一，重量量轻，可可利用空空间大，重重心低，而而且冲压压成型的的制造方方式十分分适合现现代化的的大批量量生产。但但是除了了开发制制造难度度高外，刚刚度（尤尤其是抗抗扭刚度度）不足足也是承承载式车车身的一一大缺陷陷。 近年还出出现了采采用承载载式车身身的大型型客车（称称为“无无大梁车车身”或或“无阵阵车身”），由由于取