QDSJ213 电动汽车原理及结构布置

NO.213电动汽车结构布置及设计电动汽车结构布置及设计电动汽车的定义纯电动汽车是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源，以电动机为驱动系统的汽车。其动力系统主要由动力电池、驱动电动机组成，从电网取电或更换蓄电池获得电能。电动汽车最早的历史可以追溯到19世纪后期，在1881年8-11月巴黎举行的国际电器展览会上，展出了法国人古斯塔夫·特鲁夫研制的电动三轮车，这是世界上第一辆电动车辆，它采用多次性铅酸充电电池和直流电动机，可以实际操作使用，这辆车的诞生具有划时代的意义。图 纯电动汽车系统简图纯电动汽车的优点：①零排放：纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境。②能源效率高：电动汽车的能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市中运行，电动汽车工具适宜。电动汽省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统等。④噪声低：电动汽车无内燃机产生的噪声，电机噪声也比内燃机小。⑤节约能源：电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖。纯电动汽车的缺点：①续驶里程短、使用成本高：目前蓄电池单位重量储存的能量少，价格高，电动汽车的电池成本较高。至于使用成本，有些使用价格比燃油汽车价格高，有些价格则仅为燃油汽车价格的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。②安全性：锂离子蓄电池的安全性有待进一步提高。③配套不完善：充电配套设施不完善，需要加大配套设施基础设施的建设。纯电动汽车的结构传统内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。纯电动汽车与传统汽车相比，取消了发动机，传动机构发生了改变，根据驱动方式不同，部分部件已经简化或者取消，增加了电源系统和驱动电机等新机构。由于以上系统功能的改变，纯电动汽车改由新的四大部分组成：电力驱动控制系统、底盘、车身、辅助系统。典型电动汽车组成如图3所示。主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统等。动力电池输出电能，通过电机控制器驱动电机运转产生动力，再通过减速机构，将动力传给驱动车轮，使电动汽车行驶。一般来说，如果把电动汽车看成是一个大系统，则该系统主要由电力驱动子系统、电源子系统和辅助子系统组成。图3中双线表示机械连接；粗线表示电气连接；细线表示控制信号连接；线上的箭头表示电功率或控制信号的传输方向。来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变换器来调节电动机输出的转矩或转速，电动机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动。充电器通过汽车的充电接口向蓄电池充电。在汽车行驶时，蓄电池经功率变换器向电动机供电。当电动汽车采用电制动时，驱动电动机运行在发电状态，将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电，并延长电动汽车的续驶里程。图3整车控制原理图现在高性能的电动汽车通常是专门设计制造的，这种专门设计制造的电动汽车以原有的车体和车架设计为基础，满足电动汽车独有的结构要求并充分利用了电力驱动的灵活性。与燃油汽车相比，电动汽车的结构特点是灵活的，这种灵活性源于电动汽车具有以下几个独特的特点：首先，电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递的，因此，电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性；其次，电动汽车驱动系统的布置不同（如独立的四轮驱动系统和轮毅电动机驱动系统等）会使系统结构区别很大，采用不同类型的电动机（如直流电动机和交流电动机）会影响到电动汽车的质量、尺寸和形状；不同类型的储能装置（如蓄电池和燃料电池）也会影响电动汽车的质量、尺寸及形状。另外，不同的补充能源装置具有不同的硬件和机构，例如蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用替换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。基本结构：如图2所示，电动汽车系统可分为三个子系统，即电力驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。图2 电动汽车基本结构双线表示机械连接，粗实线表示电气连接；细线表示控制信号连接；箭头表示电功率和控制信号流动的方向。其中，电力驱动子系统又由电控单元、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成；辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。根据从制动踏板和加速踏板输入的信号，电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置的通断，功率转换器的功能是调节电动机和电源之间的功率流。当电动汽车制动时，再生制动的动能被电源吸收，此时功率流的方向要反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，能量管理系统和充电器一同控制充电并监测电源的使用情况.辅助动力供给系统供给电动汽车辅助系统不同等级电压并提供必要的动力，它主要给动力转向、空调、制动及其它辅助装置提供动力。除了从制动踏板和加速踏板给电动汽车输入信号外，转向盘输入也是一个很重要的输入信号，动力转向系统根据转向盘的角位置来决定汽车灵活地转向。现代电动汽车很多采用三相交流感应电动机，相应的功率转换器采用脉宽调制逆变器，机械变速传动系统一般采用固定速比的减速器或变速器与差速器。典型的结构组成如图3所示。镍氢电池也是被电动汽车广泛采用的一种典型的动力能源，相应的能源补充系统就是充电器。双线表示机械连接，粗实线表示电气连接；细线表示控制信号连接；箭头表示电功率和控制信号流动的方向。图3 典型电动汽车的基本结构纯电动汽车驱动系统布置形式常见纯电动汽车驱动形式有图7所示的六种类型。图7（a）～图7（c）为电动机中央驱动，图7（d）为双电动机电动轮驱动，图7（e）、图7（f）为轮毂电动机驱动。其中图7（a）为电动机中央驱动形式，直接借用了内燃机汽车的驱动方案，由发动机前置前驱发展而来，由电动机、离合器、变速器和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机，通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断，变速器提供不同的传动比以变更转速—功率（转矩）曲线匹配载荷的需求，差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。图7（b）为电动机中央驱动形式，由电动机、固定速比减速器和差速器等构成。在这种驱动系统中，利用电动机在大范围转速变化中具有恒功率的特性，采用固定速比减速器，由于没有离合器和变速器，因此可以减少机械传动装置的体积和质量。图7（c）为另一种电动机中央驱动形式，它与前轮驱动、横向前置发动机的燃油汽车的布置形式相似，将电动机、固定速比减速器和差速器集成一体，两根半轴连接两个驱动车轮，这种布置形式在小型电动汽车上应用最普遍。图7（d）为双电动机电动轮驱动方式，机械差速器被两个牵引电动机所代替，两个电动机分别驱动各自车轮，转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶，省掉了机械差速器。图7（e）为轮毂电动机驱动方式，电动机和固定速比的行星齿轮减速器安装在车轮里面，没有传动轴和差速器，从而简化了传动系统。但是这种方式需要两个或四个电动机，其控制电路也比较复杂，这种驱动方式在重型电动汽车上有较广泛的应用。图7（f）为另一种轮毂电动机驱动方式，舍弃电动机与驱动轮之间的机械传动装置，采用低速外转子电动机直接驱动车轮，电动机转速控制等价于轮速控制，要求电动机在加速、起动时具高转矩特性。（a） （b）（c） （d）（e） （f）电驱动的结构形式

图7 驱动布置形式图采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式的电动汽车。根据电力驱动系统的不同，电动汽车分为以下六种，如图4所示。图4电驱动的结构形式C-离合器； D-差速器； FC-固定器； CB一变速器； M一电动机图4a）：由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，它由电动机、离合器、齿轮箱和差速器组成，离合器用来切断或接通电动机到车轮之间传递动力的机械装置，变速器是一套具有不同速比的齿轮机构，驾驶员可选择不同的变速比，把力矩传给车轮。在低速挡时，车轮获得大力矩低转速；在高速挡时，车轮获得小力矩高转速。汽车在转弯时，内侧车轮的转弯半径小，外侧车轮的转弯半径大，差速器使内外车轮以不同转速行驶。如果用固定速比的减速器，去掉离合器，可减少机械传动装置的质量、缩小其体积。图4b：由电动机、固定速比的减速器和差速器组成电力驱动系统。这种结构的电动汽车由于没有离合器和可选的变速挡位，不能提供理想的转矩/转速特性，因而不适合于使用发动机的燃油汽车。图4c）：这种结构与发动机横向前置、前轮驱动的燃油汽车的布置方式类似，它把电动机、固定速比减速器和差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮，这种结构在小型电动汽车上应用最普遍。图4d）：双电动机结构就是采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，每个电动机的转速可以独立地调节控制，便于实现电子差速，因此，电动汽车不必选用机械差速器。2.2.5电动机也可以装在车轮里面，称为轮毅电动机，可进一步缩短从电动机到驱动车轮的传递路径。图4e）：为了将电动机转速降低到理想的车轮转速，可采用固定减速比的行星齿轮变速器，它能提供大的减速比，而且输入和输出轴可布置在同一条轴线上。图4f）：表示了另一种使用轮毅电动机的电动汽车结构，这种结构采用低速外转子电动机，彻底去掉了机械减速齿轮箱，电动机的外转子直接安装在车轮的轮缘上，车轮转速和电动汽车的车速控制完全取决于电动汽车的转速控制。电源系统电源系统（图4）主要包括动力电池、电池管理系统、车载充电机及（包括磷酸铁锂离子蓄电池、三元锂离子蓄电池等）。电池管理系统实时监控动力电池的使用情况，对动力电池的端电压、内阻、温度、蓄电池电解液浓度、电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等动力蓄电池状态参数进行检测，并按动力电池对环境温度的要求进行调温控制，通过限其信号流向辅助系统，并在组合仪表上显示相关信息，以便驾驶员随时掌握车辆信息。车载充电机是把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式，即把交流电（220V或380V）转换为相应电压（240～410V）的直流电。并按要求控制其充电电流（家庭充电一般为10或16A）。辅助动力源一般为12V或24V的直流低压电源，它主要给动力转向、制动力调节控制、照明、空调、电动车窗等各种辅助用电装置提供所需的能源。图4 电源系统储能装置的结构形式采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电池、超大电容器和高速飞轮等，构成不同的电动汽车结构，图5所示的是六种典型的结构。图5 储能装置的结构形式B一蓄电池； C一电容器； FC一燃料电池FW-超高速飞轮； P一功率转换器； R一重整图5（a）所示的是现在电动汽车所独有的以蓄电池作动力源的一种结构，蓄电池可以布置在车的四周，也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率，并且在车辆制动时能回收再生制动能量。同时具有高比能量和高比功率的蓄电池对电动汽车而言是最理想的动力能源，比能量影响汽车的行驶里程，而比功率影响汽车的加速性和爬坡能力。问题，可以在电动汽车上同时采用两种不同的蓄电池，其中一种能提供高比能量，另外一种提供高比功率。图5（b）显示的是这种蓄电池一电池作混合动力能源的基本结构，这种结构不仅分离了对比能量和比功率的要求，而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。的发电装置。燃料电池的工作原理是利用可逆的电解过程，即用氢气和氧气结合产生电和水。氢气可以储存在一个车载的氢气罐里，而氧气可以直接从空气中获得。燃料电池能提供高的比能量但不能回收再生制动能量，因此最好与一种能提供高比功率且能高效回收制动能量的蓄电池结合在一起使用。图5（e）所示的就是用燃料电池和蓄电池作混合动力的结构框图。的形式储存，还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。图（d）是一个带小型重整器的电动汽车的结构简图，燃料电池所需的氢气由重整器随车产生。当用蓄电池与电容器进行混合时，所选的蓄电池必须能提供高比能量，因为电容器本身比蓄电池具有更高的比功率和更高效回收制动能量的能力。由于用在电动汽车上的电容器（通常称为超大容量电容器）相对而言电压较低，所以需要在蓄电池和电容器之间加一个DC--DC功率转换器。图5（e）显示了蓄电池和电容器作混合动力的结构框图。与超大容量电容器类似，飞轮是另外一种新兴的具有高比功率和高效制动能量回收能力的储能器。用于电动汽车的飞轮与传统低速笨重的飞轮是不同的，这种飞轮质量轻，且在真空下高速动转，超高速飞轮与具有两种工作模式（电动机和发电机）的电动机转子相结合，能够将电能和机械能进行双向转换。图5（f）显示了这种飞飞轮最好与无刷交流电动机结合使用，因为这种电动机的效率比直流电动机高，因而应在蓄电池和飞轮之间加一个AC--DC转换器。驱动电机系统电力驱动子系统（以下简称驱动系统，如图5）是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。一般地，驱动系统由电子控驱动系统的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能进而推进汽车行驶，并能够在汽车减速制动或者下坡时，实现再生制动。驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置驱动或直接驱动车轮。早期电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电动机具有“软”的机械特性，与汽车的行驶特性非常适应。但直流电动机由于存在换向火花、比功率较小、效率较低和维护保养工作量大等缺点，随着电动机技术和电动机控制技术的发展，正在逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。图5 驱动电机系统单电动机或多电动机驱动形式差速器是传统车辆的标准组件，电动汽车也采用这项技术。汽车转弯时，外侧车轮的转弯半径比内侧车轮大，必须利用差速器来调整两侧车轮的转速，否则，车轮会产生滑移从而引起轮胎磨损加剧、转向困难、道路附着性能变差等。对于传统的燃油汽车，无论是前轮驱动还是后轮驱动，机械式差速器都是必备的。图6所示为典型的机械差速器的结构，差速器的行星齿轮绕各自的轴旋转，从而使两个半轴齿轮能以不同的转速旋转。图图6 机械差速器这种情况下，电动汽车可以不用机械差速器。图7所示的是带电子差速器过监测器来监视彼此的工作情况以改善其可靠性。图图7 电子差速器轮毅电动机驱动形式如果将驱动电动机直接安装在车轮上，可以缩短甚至可以去掉电动机与车轮之间的机械传递装置，这取决于是采用高速内转子还是低速外转子电动机。若采用高速内转子电动机，则必须装固定速比的减速器来降低车速。一般采用高减速比的行星齿轮减速装置，安装在电动机输出轴和车轮轮缘之间，这种电动机设计的工作转速约为10000r/min，目的是为了获得更高的功率密度。电动机的最高转速主要受线圈损失、摩擦损失以及变速机构的承受能力等因素的限制，所选用的行星齿轮变速机构的速比为10：1，而车轮的转速范围则降为0-1000r/min。若采用低速外转子电动机，则可以完全去掉变速装置，外转子就安装在车轮轮缘上，而且电动机转速和车轮转速相等，因而就不需要减速装置，图8所示为这两种内置轮式电动机的结构，采用的都是永磁无刷电动机，由于其具有显著的高功率密度的特点，因而比其它电动机性能更高些。高速内转子电动机具有体积小、质量轻和成本低的优点，但它需要加行星齿轮变速机构。而低速外转子电动机结构简单，无需齿轮变速传动机构，但它是以低速电动机的体积大、质量大和成本高为代价的。这两种轮毅电动机在现代电动汽车上都有应用。图8 轮毅电动机动（a）内转子电动机 （b）外转子电动机传动装置目前，电动汽车主要在市区和城市近郊使用，它所遇到的工况多种多样，它的最低稳定行驶车速34km/h，最高车速可达100km/h，甚至更高。电动汽车在行驶过程中所遇到的阻力变化很大。通常汽车的排挡范围（适应行驶阻力变化的范围）为4-9，越野行驶的军用车辆排挡范围最高可达16，因此，有必要在发动机和车轮之间装一个4-5挡的变速器。电动汽车在行驶过程中其阻力变化范围在6倍以上，而电动机的力矩变化范围不能满足电动汽车行驶性能的要求，因此，在电动机和驱动轮之间需要安装一个机械减速器或变速器。另一方面，可以使电动机经常保持在高效率的工作范围内工作，减轻电动机和动力电池组的负荷。同时可以减轻电动机和动力电池组的负荷，提高工作效率，而传动装置的结构也不复杂。对于小型电动汽车车辆，采用一级或两级减速齿轮箱，将电动机、减速齿轮箱与差速器进行一体化设计，直接与汽车的驱动轴安装联结在一起。1988年由Ford和GE公司联合开发的ETX电动汽车，其电动机、两速变速器和差速器设计成一个整体，并直接安装联结在后轴上，电动机轴为空心轴，汽车转弯时，与两根半轴一起实现差速转动。整车控制器整车控制器是电机系统的控制中心。它对所有的输入信号进行处理，并将电机控制系统运行状态的信息发送给整车控制器。根据驾驶员输入的加速踏板和制动踏板的信号，向电机控制器发出相应的控制指令，对电机进行启动、加速、减速、制动控制。管理系统进行发电反馈，使动力蓄电池反向充电。整车控制器还对动力蓄电池充放电过程进行控制。对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压、电流等信息传输到车载信息显示系统进行相应的数字或模拟显示。电机控制器内含功能诊断电路。当诊断出现异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车控制器。电机控制系统使用了以下传感器来提供电机的工作信息。电流传感器：用以检测电机工作的实际电流（包括母线电流、三相交流电流）；电压传感器：用以检测供给电机控制器工作的实际电压（包括高压电池电压、蓄电池电压）；温度传感器：用以检测电机控制系统的工作温度（包括模块温度、电机控制器温度）。辅助系统辅助系统（图6）包括车载信息显示系统、动力转向系统、导航系统、空调、照明及除霜装置、刮水器和收音机等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和成员的舒适性。图6 辅助系统图电动汽车设计中的几个问题电动汽车的研究和应用使汽车动力装置发生了根本的变化。在汽车理论、计算、设计及各个系统的要求、组成等方面都有变化，增加了新的概念、思路及内容。目前，电动汽车仍然是“能量不充裕”的车辆，如何能更好地利用车载能量是设计中的核心问题。设计时首先要考虑汽车的主要用途及形式。市区用小客车及轻型载货汽车以市区行驶循环方式使用，相对在公路上行驶为主的汽车而言，起动较频繁，能量利用效率低，对排放及加速性要求较高，续驶里程的要求相对可以较低，有可能较好地利用制动回收能量。而主要在公路上行驶的电动汽车，特别是在高速公路上行驶时，则对汽车速度及续驶里程要求较高。其次，电动汽车的价格比传统汽车的价格高。要根据电动汽车的特点选择较合适的现有车型改装。决定采用什么形式的电池、驱动系统及控制方案等。力求降低汽车质量，如何利用减速制动回收的能量则是电动汽车设计中另一核心问题。现有汽油车或柴油机车并不适合改装成电动汽车，为了达到高性能的要求，还是要根据电动汽车的特点设计新的车身及底盘。电动汽车的行驶性能电动汽车与内燃机汽车在外表上没有什么区别，它们都采用橡胶轮胎，电动汽车行驶时，车轮与地面之间相互接触与相互作用，以及它们之间的力学过程也不存在本质的区别。它们之间的主要差别是采用了不同的动力源，内燃机汽车是燃油混合气体在内燃机中燃烧作功，从而推动汽车前进，电动汽车是由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。因此，这两种汽车的动力性既有相同之处又有区别。（1）式中：Ft—电动汽车驱动力；Ff一电动汽车行驶时的滚动阻力；FW一电动汽车行驶时的空气阻力；Fj—电动汽车行驶时的加速阻力；Fi—电动汽车行驶时的坡道阻力。这是分析电动汽车行驶性能的基础。驱动力电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft。Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，定义为电动汽车的驱动力。有：式中：Ft-驱动力（N）；M—电动机输出转矩（Nm）；ig-减速器或者变速器传动比；io一主减速器传动比；η—电动汽车机械传动效率；r--驱动轮半径（M）电动机的功率与转矩对串激式直流电动机的功率与转矩特性如图9所示，串激式交流电动机的功率与转矩特性如图10所示。这些特性图上有三条曲线，即连续功率、小时功率和起动功率（瞬时功率）。起动功率和小时功率均大于连续功率。由于电动机发热，起动功率与小时功率使用时间受到限制。这个特点使得车辆在一段时间得到较大加速度或者克服较大的坡道图9 加载时间不同时串激式直流电动机的功率与转图10 加载时间不同时串激式交流电动机的功率与转矩特性电动汽车的动力性汽车在行驶过程中，汽车的驱动力与行驶阻力始终保持平衡，这种平衡关系通常由汽车行驶方程式（1）表示。利用行驶方程式通过解析法或者图解法即可分析汽车的动力性能。绘制给定汽车的驱动力和行驶阻力平衡图时，己知数据有：电动机传动效率、车轮半径、汽车空气阻力系数、汽车的迎风面积。利用式（3）（4）利用上述计算结果，即可画出驱动力图。再将不同车速下的滚动阻力和空气阻力之和画在驱动力图上，如图11所示。总体布置

图11 驱动力一行驶阻力图电动汽车总体布置在很多方面可以参考传统汽车的布置原则。采用的驱动系统方案不一样，则布置情况及复杂程度也会不一样。总的来说电动汽车布置方面的灵活性较大，与传统汽车不一样，只有一部分需要刚性的机构零、部件连接。相当多的部分则通过柔性的导线连接。电动汽车布置方面的特别问题是电池及控制系统导线布置。电池的布置：电动汽车用的电池并不像传统汽车起动及辅助设备用的电池那么简单，情况要复杂得多。首先电池质量较大，占整车质量的20%-40%，随汽车的对电池总容量的要求及所选型式的不同而不同，电池个数多，占的空间大。此外，有些电池需要使电解液强制循环；需要加温、保温、散热、控制温度；需要监测充电、放电程度；对充电、使用及制动回收能量等进行电子控制自动管理。因此不是布置儿个电池单元的问题，而是要布置整个电池系统。在布置电池时要考虑以下原则及问题：单元电池的外形、尺寸及导线连接方式：多数车用牵引动力电池是立方体形，也有少数是圆筒形。除了单元电池之间的导线连接要考虑串联还是并联外，还要考虑电池系统与电动机、控制器之间的连接方式，力求线路整齐、简洁，减少阻抗。安全性：应使乘客安全有保障。最好能将电池布置在离乘客较人员受伤。还要有防火的措施。前后轴的质量分配：由于电池使汽车质量增加较多，因此布置后轴要承担的整车质量基本上各占1/2左右。散热及温度控制的需要：电池的电化学反应往往伴随一定数量但需要较复杂的技术措施及装置。维护及更换方便：尽管多数电池单元可以免维护，但就整个系悬挂等方面设计的变动由于电池对车身底盘质量增加很多，而且前后轴质量分配情况也有所变动，因此对用来改装的原汽车的车架强度、车身支承、悬挂设计以及车轮轮胎选型等必须重新考虑，进行分析。必要时改进设计，例如改动悬挂的弹簧设计。加强支承电池系统部分的结构强度及刚度。又如设计带有加强筋片的整体式电池箱，配置与下面纵梁相接的横梁。车门也需要采取加强防撞的措施，增加横梁，以便能更好地承受来白汽车前、后方及侧面的撞击。电动汽车必须采用专门轮胎，降低②设计新的胎面花纹，例如将胎面上的小棱块排列成肋条状，棱块上刻有细纹，既能降低滚动阻力，又能适应潮湿路面的需要；③改进轮胎载面形状，能产生合适的变形，既能保持乘坐的舒适性，又能降低轮胎质量；④提高轮胎内压力，大多在300kPa以上。车内辅助设备的选型及设计电动汽车既没有传统汽车内燃动力的冷却水系统及排气热量可利用装置，车上储存能量又不多，因此，车用辅助设备选型及设计时，需仔细考虑选用什么能源及如何节能。特别是车用空调及取暖设备，目前较多的电动汽车是采用热泵以及电或燃油加热器。热泵可以将低品位的热量转化成可以利用的高品位能量。有些车载热泵部件利用Ikw的输入电能，提供相当于3kw的制冷能力。质量和质心位置：电动汽车的质量和质心位置是影响电动汽车行驶的重要参数。在整车设计之初，合理地选择电动汽车的质量和质心位置可以起到事半功倍的作用。设计电动汽车最重要的一条准则是：在满足电动汽车性能的前提下，实现最低的汽车质量。电动汽车在行驶过程中所消耗的能量是由车上的动力电池提供的。在电池技术未取得突破性的进展之前，目前动力电池的比功率和比能量都较低，而电动汽车的总质量比同类燃料油车重10%--20%。电动汽车每增加的质量，其百公里能耗就增加5-10Wh的电能。车上的质量需要增加至少支持结构的质量。降低车重的措施在于：应在车上广泛采用新技术、新材料、新工艺。在电动小客车上，以100km的续驶里程计，需装铅酸电池或镍氢电池或铿离子电池。采用先进的交流电动机，其比功率可达。本田汽车公司生产的Insight混合电动轿车，采用压铸、锻压、模压铝合金部件和ABS三元聚合物材料，使其车身比钢结构的车身降低质量40%。该车发动机连杆采用铸钢件，连杆表面经过渗碳处理