電動(dòng)觀光汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、電動(dòng)觀光汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)目錄摘要 1Abstract 2第一章緒論 31.1 選題的意義 1.2 電動(dòng)車(chē)的歷史1.3 電動(dòng)車(chē)的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平1.4 電動(dòng)車(chē)目前所面臨的主要問(wèn)題1.5 電動(dòng)車(chē)的未來(lái)發(fā)展方向 第二章 本次設(shè)計(jì)題目的要求及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與分析2.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析 第三章 電動(dòng)汽車(chē)各總成的布置和參數(shù)的確定3.1 電動(dòng)車(chē)電機(jī)的選擇3.2 電動(dòng)車(chē)電池的選擇3.3 電動(dòng)車(chē)前后懸架的選擇3.4 電動(dòng)車(chē)車(chē)橋車(chē)架以及車(chē)輪的選擇3.5 電動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系3.6 電動(dòng)車(chē)傳動(dòng)系的布置形式和驅(qū)動(dòng)橋的選擇 第四章 參數(shù)的校核 第五章 小結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附錄摘要本文寫(xiě)

2、的是一輛八座電動(dòng)觀光汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)。首先是對(duì)大量電動(dòng)汽車(chē) 資料的查閱，然后從電機(jī)的選擇，電池的選擇著手，根據(jù)題目的要求，進(jìn)行一系 列的計(jì)算最后得出滿(mǎn)足行駛要求的電機(jī)和電池。 在選好電機(jī)和電池后， 和設(shè)計(jì)燃 油汽車(chē)的底盤(pán)一樣， 并同時(shí)綜合電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 對(duì)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)， 行駛 系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行一一分析和設(shè)計(jì)。 在這為電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)底盤(pán)的過(guò) 程中，要特別注意電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)不同的地方。 在我所設(shè)計(jì)的這輛低速的觀 光電動(dòng)車(chē)上， 它的傳動(dòng)系很簡(jiǎn)單， 沒(méi)有傳統(tǒng)的離合器和變速器， 也沒(méi)有萬(wàn)向傳動(dòng) 系統(tǒng)，是電機(jī)直接和主減速器用齒輪嚙合直接連接， 這樣使得整個(gè)底盤(pán)的空間大 大增加，整個(gè)底

3、盤(pán)的布置也可以變的更加自由了。 最后在這些的基礎(chǔ)上， 利用計(jì) 算所得數(shù)據(jù)，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行總布置設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 電動(dòng)觀光汽車(chē) 總體設(shè)計(jì) 電機(jī) 電池 底盤(pán)布置AbstractThis article writes an eight tourism electric automobile design. First is to the massive electric automobile material consult, then from the electrical machinery choice, the battery choice begins, according to the top

4、ic request, carries on a series of computations finally to obtain satisfies the travel request the electrical machinery and the battery. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile

5、 the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on 11 analyses and the design. Designs the chassis in this for the electric automobile in the process, must pay attention to the electric automobile and the fuel oil automob

6、ile different place specially. Designs in me on this low speed tourism electric automobile, its power transmission is very simple, does not have the traditional coupling and the transmission gearbox, also does not have the rotary transmission system, is the electrical machinery direct and the main g

7、ear box with the gear meshing direct connection, like this causes the entire chassis the spatial big increase, the entire chassis arrangement also might change is more free. Finally in these foundations, the use computed information, carries on to the automobile always arranges the design.Key words

8、: tourism electric automobile design electrical machinery battery chassis arrangement第一章 緒論1.1 選題的意義曾經(jīng)有人說(shuō)過(guò)決定 21世紀(jì)發(fā)展的是能源 , 上世紀(jì) 70年代全球三次石油危機(jī) 爆發(fā)后，各跨國(guó)汽車(chē)公司先后開(kāi)始研發(fā)各種類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)。我國(guó)經(jīng)過(guò) “八五 ”、 “九五”、“十五”三個(gè)五年計(jì)劃，在研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的專(zhuān)項(xiàng)上投入了大量的人力、物 力和財(cái)力，并取得了一系列科研成果，但是 ,迄今為止，這些科研成果真正能轉(zhuǎn) 化為產(chǎn)品， 并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的項(xiàng)目并不多。 國(guó)外大汽車(chē)公司投入遠(yuǎn)比我國(guó)更多 的資金和人力， 已

9、投入批量生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品也寥寥無(wú)幾。 隨著全球能源危機(jī) 的不斷加深， 石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、 全球氣溫上升的危害加劇， 各 國(guó)政府及汽車(chē)企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來(lái)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的主攻方向， 發(fā)展 電動(dòng)汽車(chē)將是解決這二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的最佳途徑。 從汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展來(lái)看， 電動(dòng)汽 車(chē)的迅速發(fā)展是不可逆的趨勢(shì)。 因此，我國(guó)作為世界汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)應(yīng)該抓住這一 機(jī)遇，加快電動(dòng)汽車(chē)這一塊的發(fā)展。就在前不久目前 , 我們的城市武漢剛獲批了國(guó)家綜合配套實(shí)驗(yàn)區(qū)的頭銜. 其中最大的意義就是要合理利用資源 . 尤其在環(huán)保方面 .可以看出 ,環(huán)保現(xiàn)在是世界 上最熱門(mén)的話題 .在汽車(chē)方面 ,發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)刻不容緩

10、.在電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化運(yùn)作 上，無(wú)論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場(chǎng)開(kāi)發(fā)方面。 都還面臨許多亟待解決的問(wèn)題， 這就 需要政府的大力支持。比如，加快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)對(duì)節(jié)能、 環(huán)保汽車(chē) 的稅費(fèi)減免和補(bǔ)貼措施， 在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上提供便利條件等電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)及產(chǎn)業(yè) 的廣泛關(guān)聯(lián)性決定了電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)跨行業(yè)、 跨部門(mén)、跨地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研大 聯(lián)合、技術(shù)大突破和產(chǎn)業(yè)大創(chuàng)新的系統(tǒng)工程。在世界電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期， 必須通過(guò)政府組織，充分發(fā)揮企業(yè)的主動(dòng)作用，通過(guò)產(chǎn)、學(xué)、研大聯(lián)合，實(shí)施政 府組織的國(guó)家汽車(chē)創(chuàng)新工程，實(shí)現(xiàn)新一代汽車(chē)和技術(shù)的新突破。1.2 電動(dòng)車(chē)的歷史電動(dòng)車(chē)的發(fā)展史比燃油汽車(chē)更長(zhǎng)， 世界上第一輛機(jī)動(dòng)車(chē)就是電動(dòng)

11、車(chē)。 后來(lái)， 由于燃油汽車(chē)技術(shù)的迅速發(fā)展， 而電動(dòng)車(chē)在能源技術(shù)和行駛里程的研制上長(zhǎng)期未 能取得突破，從 20世紀(jì)20年代初至 60年代末，電動(dòng)車(chē)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)沉寂期。 進(jìn)入 70年代以來(lái)，由于中東石油危機(jī)的爆發(fā)以及人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境的日益關(guān)注， 電 動(dòng)車(chē)才再度成為技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。近幾十年來(lái)，主要工業(yè)化國(guó)家為電動(dòng)車(chē)的開(kāi)發(fā)投入了大量的人力和財(cái)力， 電動(dòng)車(chē)的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)也取得了重大的進(jìn)展。 盡管電動(dòng)車(chē)在能源和行駛里程的研 制方面，至今尚未取得突破性的進(jìn)展， 但是電動(dòng)車(chē)的美好前景仍然激勵(lì)著人們鍥 而不舍地開(kāi)發(fā)新型電動(dòng)車(chē)，改善其性能。處于世紀(jì)之交的今天，能源和環(huán)境對(duì)人類(lèi)的壓力越來(lái)越大，要求盡快改善 人類(lèi)生

12、存環(huán)境的呼聲越來(lái)越高。 為了適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)， 世界各國(guó)的政府、 學(xué)術(shù) 界、工業(yè)界正在加大對(duì)電動(dòng)車(chē)開(kāi)發(fā)的投資力度， 加快電動(dòng)車(chē)的商品化步伐。 雖然 目前電動(dòng)車(chē)在能源和行駛里程方面還未 能盡如人意， 但已足以滿(mǎn)足人們的基本需要。 從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看， 在走過(guò)了 漫長(zhǎng)而艱難的發(fā)展歷程之后， 電動(dòng)車(chē)正面臨著重大的技術(shù)突破， 有望成為 21世紀(jì) 的重要交通工具。 自從汽車(chē)誕生的那一天起，環(huán)境問(wèn)題就一直伴隨其左右，世界人口和汽車(chē) 的增長(zhǎng)趨勢(shì)如下圖所示。 今后 50年，世界人口將由 60億增加到 100 億，汽奪數(shù) 量將由 7千萬(wàn)增加到 2億 5千萬(wàn)。如果這些車(chē)輛都采用內(nèi)燃機(jī)， 那么所需的燃油 從何來(lái)

13、?而其排出的廢氣又如何處置， 那樣我們的天空將永遠(yuǎn)是灰色的而不是藍(lán)色的。 因 此我們必須開(kāi)發(fā)出清潔、高效、智能的交通車(chē)輛，才能使 2l 世紀(jì)的交通可持續(xù) 發(fā)展。從當(dāng)今世界的能源與環(huán)保的現(xiàn)狀來(lái)看，解決這個(gè)問(wèn)題的最好的方法就是大 力發(fā)展電動(dòng)車(chē)。 因?yàn)閺沫h(huán)保的角度來(lái)看， 電動(dòng)汽車(chē)是零排放的交通工具， 即使計(jì) 入發(fā)電廠增加的排氣， 總量上看， 它也將使空氣污染大大減少。 從能源的角度來(lái) 看，電動(dòng)汽車(chē)將使能源的利用多元化 （例如可使用各種再生能源 ）和高效化，達(dá)到 能源的可靠、 均衡和無(wú)污染地利用的目的。 在改善交通安全和道路使用方面， 電 動(dòng)汽車(chē)更容易實(shí)現(xiàn)智能化。 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將使集中考慮能源、 環(huán)

14、保利交通成為 可能，而且， 它對(duì)于促進(jìn)高科技的發(fā)展、 新興工業(yè)的興起以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將產(chǎn) 生深遠(yuǎn)的影響。電動(dòng)車(chē)并不是一個(gè)新興的科技產(chǎn)品， 它其實(shí)比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的歷史都要久遠(yuǎn)。 早在1834年，Thomas davenport制造了一輛電動(dòng)三輪車(chē)，它由一組不可充電的 干電池驅(qū)動(dòng).但只能行駛一小段距離。四年后Robert davidson也制造廠一輛用干 電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)。 1881 年在法國(guó)巴黎街上出現(xiàn)了第一輛以可充電池為動(dòng)力 的電動(dòng)汽車(chē).它是法國(guó)工程師GustaveTrouve裝配的以鉛酸電池為動(dòng)力的三輪車(chē)。 1886年，F(xiàn)rank Sprague設(shè)計(jì)生產(chǎn)了有軌電車(chē)。從此，電動(dòng)汽車(chē)變得流行起來(lái)

15、， 并在車(chē)輛運(yùn)輸中起著很重要的作用。在當(dāng)時(shí)的美國(guó).每年銷(xiāo)售的4200輛汽車(chē)中有 38是電動(dòng)汽車(chē)， 22是燃油汽車(chē)， 40是蒸汽機(jī)汽車(chē)。那時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)是 金融巨頭的代步工具及財(cái)富的象征。 一輛電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格相當(dāng)于今天的一輛勞斯 萊斯。圖1-2Morrs和Salom電動(dòng)客車(chē)和貨車(chē)公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入無(wú)馬車(chē)時(shí)代以后，電功汽車(chē)就進(jìn)人了一個(gè)商業(yè)化的發(fā)展階段，此時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)有輻條車(chē)輪、充氣輪胎、舒適的彈簧椅和豪華的車(chē)內(nèi)裝飾。到1912年美國(guó)有34000輛電動(dòng)汽車(chē)注冊(cè)。1899到1916年期間.Baker電氣公司一直是美國(guó)最 重要的電動(dòng)汽車(chē)制造廠之一。在1901到1920年，英國(guó)倫敦電動(dòng)汽車(chē)公司生產(chǎn)了 后

16、輪輪毅電動(dòng)機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和允氣輪胎的電動(dòng)汽車(chē)1907到1938年期間，底特律電氣公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)不僅具有無(wú)噪聲、清潔可靠的優(yōu)點(diǎn)，而 且最高時(shí)速達(dá)到40Km/h，續(xù)駛里程為129Km。人們常說(shuō)“一個(gè)人的敵人同時(shí)也是他的伙伴”，這句話用于描述電動(dòng)汽車(chē)的 發(fā)展尤為合適，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵部件.同時(shí)它又幫助燃油汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)抗。1911年，Kettering發(fā)明了汽車(chē)起動(dòng)機(jī)，使得燃油汽車(chē)比 依賴(lài)于方便駕駛的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)更具吸引力， 從此打破了電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)的主導(dǎo) 地位。而福持的想法徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車(chē)的生命，他大批量生產(chǎn)福特T型車(chē)，使其價(jià)格從1909年的850美元降到了 1

17、925年的260美元，因此加速了純電動(dòng)汽 車(chē)的消失。而燃油汽車(chē)的續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車(chē)的 23倍，且使用成本低，因而使 得電動(dòng)汽車(chē)的制造商想占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額已不可能。到20世紀(jì)30年代，電動(dòng)汽車(chē)幾乎消失了。而直到近30年，能源危機(jī)和石油短缺才使得電動(dòng)汽車(chē)重獲新 生。1.3電動(dòng)車(chē)的現(xiàn)狀以及技術(shù)水平今天，汽車(chē)制造商在不斷推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展 并開(kāi)始始將電動(dòng)汽車(chē)商 業(yè)化，在世界范圍內(nèi)，尤其在美國(guó)、日本和歐洲，許多汽車(chē)生產(chǎn)商開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng) 汽車(chē)或者涉及電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。美國(guó)的通用、福特、克萊斯勒、美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)公司 以及 Solectria 為了響應(yīng)加州的法規(guī)， 在電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展中起著很重要的作用。 在 日本

18、幾乎所有的汽車(chē)生產(chǎn)商， 如豐田、 尼桑、本田、馬自達(dá)、 大發(fā)、三菱、鈴木、 五十鈴汽車(chē)公司等都制定了自己的商業(yè)化電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展計(jì)劃。歐洲的許多國(guó) 家，尤其是法國(guó)、 德國(guó)、意大利和英國(guó)都發(fā)起了進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的電動(dòng)汽車(chē)發(fā) 展計(jì)劃，其中較活躍的汽車(chē)公司有雪鐵龍、雷諾、寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、 大眾、歐寶、菲亞特等。除了汽車(chē)生產(chǎn)商以外，還有一些電力公司和電池生產(chǎn)商 在電動(dòng)汽車(chē)的示范中也起著積極的作用， 其目的都是為了促進(jìn)以充電電池為動(dòng)力 的電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化， 最終獲得商業(yè)利益。 通常他們和汽車(chē)生產(chǎn)商合作來(lái)發(fā)展電 動(dòng)汽車(chē)，或者選購(gòu)電動(dòng)汽車(chē)用于電他評(píng)估和演示， 電動(dòng)汽車(chē)具有能源利用效率高、 能源多樣性

19、和環(huán)保的特點(diǎn)， 為了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的使用做出相應(yīng)的反應(yīng)， 能源和環(huán)保 機(jī)構(gòu)也積極參與促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化的活動(dòng)中。 另外、一些研究 所和大學(xué)不斷研究電動(dòng)汽車(chē)新技術(shù)，以使電動(dòng)汽車(chē)能與燃油汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)。電動(dòng)車(chē)分為三大類(lèi)型純電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。 20 世紀(jì) 70 年代，汽車(chē)保有量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著光化 學(xué)污染等環(huán)境污染的發(fā)生，西方發(fā)達(dá)國(guó)家政府開(kāi)始注重環(huán)境保世紀(jì) 年護(hù)，一些 著名的汽車(chē)公司轉(zhuǎn)向研究和開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)。 從 20世紀(jì) 70 年代代起，世界發(fā)達(dá)國(guó) 家均投入巨資進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。到20 世紀(jì) 90 年代，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定了汽車(chē)

20、尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。與世界其他國(guó)家一樣電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)工作在我國(guó)也正在如火如荼的進(jìn)行著 “十五”期間， 國(guó)家從維護(hù)我國(guó)能源安全、 改善大氣環(huán)境、 提高汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、 實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮設(shè)立“電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān) 項(xiàng)”，通過(guò)組織 企業(yè) 、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國(guó)家、地方、 企業(yè) 、高校、科 研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)： 為此，從 2001年 10 月起，國(guó)家共計(jì)撥款 88 億元作為這一重大科技專(zhuān)項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)。1.4 電動(dòng)車(chē)目前所面臨的主要問(wèn)題(1) 續(xù)駛里程有限 :目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車(chē)一次充電后的續(xù)駛里程一般為100-300 km,并且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男?/p>

21、駛速度及具有良好的電池調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得 到保證，而絕大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有50100 km。比起傳統(tǒng)燃油汽車(chē)而言電動(dòng)汽車(chē)的較短續(xù)駛里程成為其致命的弱點(diǎn) .(2) 蓄電池使用壽命問(wèn)題 :普通蓄電池充放電次數(shù)僅為 300400次，即使性能良好的蓄電池充放電次 數(shù)也不過(guò) 700900 次，按每年充放電 200 次計(jì)算，一個(gè)蓄電池的壽命最多為 4 年，與燃油汽車(chē)的壽命相比太短。 另外，不同類(lèi)型的電池在性能方面都有各自的 優(yōu)勢(shì)和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續(xù)駛里程短、 加速動(dòng)力差且壽命短。鎳鎘電池加速動(dòng)力足、壽命較長(zhǎng)但其成本高、可回收性 差。鈉硫電池的比能量較

22、高， 能夠提供較長(zhǎng)的續(xù)駛里程。 但它要求的工作環(huán)境較 苛刻且其沽性物質(zhì)具有強(qiáng)腐化性并易爆炸。 就整體來(lái)看 成熟電池的壽命都相 對(duì)較短。(3) 蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約 : 現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的 尺寸和質(zhì)量。 如果電動(dòng)汽車(chē)自身裝備質(zhì)量大 就會(huì)影響加速性能和最大車(chē)速的提 高。例如，現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)電池的外體積一般要達(dá)到 550 L.當(dāng)把這么大體積的電 池用于家庭轎車(chē)上時(shí)，就必然要擠占轎車(chē)的行李廂空間。(4) 電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格昂貴主要是電池 技術(shù)復(fù)雜，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新 技術(shù)， 致使電動(dòng)汽車(chē)的造價(jià)居高不下。電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的價(jià)格約為 100美元/

23、kWh, 甚至有的高達(dá)350美元/kWh,成本太高，用戶(hù)難以承受。(5) 間接污染嚴(yán)重電動(dòng)汽車(chē)本身雖無(wú)排放污染， 但其間接污染也是不容忽視的。 如鉛酸電池中 的鉛，從開(kāi)采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。再如所用電能，相當(dāng) 大一部分來(lái)自火力發(fā)電，煤炭燃料也會(huì)造成大氣污染。1.5 電動(dòng)車(chē)的未來(lái)發(fā)展方向自上世紀(jì)爆發(fā)石油危機(jī)后， 不少跨國(guó)汽車(chē)公司都開(kāi)始研制電動(dòng)汽車(chē)。 其中 不乏福特， 豐田等知名大型汽車(chē)廠。 可以預(yù)見(jiàn)到電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將會(huì)是本實(shí)際汽 車(chē)工業(yè)的重點(diǎn)和主流。電動(dòng)汽車(chē)具有無(wú)排放污染、噪聲低、易于操縱、維修及運(yùn) 行成本低等優(yōu)點(diǎn)， 在環(huán)保和節(jié)能上具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)， 它是解決人類(lèi)巨大能源

24、和環(huán)境壓力的最有效途徑。 上文已經(jīng)提到電動(dòng)車(chē)問(wèn)世以來(lái)， 主要有三種形式， 即 純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)車(chē)。 下面就詳細(xì)的來(lái)說(shuō)說(shuō)這幾種形式的 電動(dòng)車(chē)。純電池電動(dòng)車(chē)是完全由二次電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰 離子電池) 提供動(dòng)力的汽車(chē)。 純電池技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟， 國(guó)外汽車(chē)發(fā)達(dá)國(guó)家 和我國(guó)都進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。 近日，北京公交線上推出的兩輛以鉛酸蓄電池和鋰 離子電池為動(dòng)力的電動(dòng)車(chē)已投入商業(yè)運(yùn)行， 表現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。 純 電池電動(dòng)車(chē)具有無(wú)污染， 零排放等優(yōu)點(diǎn)， 但其缺點(diǎn)也十分突出， 能量低，質(zhì)量大， 充電時(shí)間長(zhǎng)，成本高，折舊快，還容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，其應(yīng)用范圍有

25、限?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)采用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力，克服了純電池電動(dòng)車(chē)行駛里 程短、充電時(shí)間長(zhǎng)等致命弱點(diǎn)， 雖然混合動(dòng)力車(chē)不能實(shí)現(xiàn)零排放， 但其兼俱環(huán)保 與節(jié)能，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，因此，具有非常好的發(fā)展前景。近年來(lái)，世界 各大汽車(chē)公司紛紛推出這種車(chē)型日本已經(jīng)走在了世界前列， 如豐田汽車(chē)公司推出 的 PRIUS 汽車(chē)，本田推出的 INSIGHT 汽車(chē)均早已上市。 PRIUS 汽車(chē)尾氣排放 水平僅相當(dāng)于日本現(xiàn)行法規(guī)的 1/10，耗油量和二氧化碳排放量相當(dāng)于普通汽車(chē)的 1/2，最高時(shí)速達(dá) 140公里。我國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)研究也進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。 1999 年，清華與廈門(mén)金龍展出了聯(lián)合研制的混合力客車(chē)， 今

26、年 4月，一汽展出了剛生 產(chǎn)的混合動(dòng)力紅旗轎車(chē)。 專(zhuān)家指出， 燃料電池汽車(chē)是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向。 日本 媒體認(rèn)為燃料電池技術(shù)，將成為 21 世紀(jì)汽車(chē)工業(yè)的核心技術(shù)，誰(shuí)掌握了這種技 術(shù)開(kāi)發(fā)主導(dǎo)權(quán)， 誰(shuí)將成為汽車(chē)業(yè)的領(lǐng)袖。 燃料電池， 這是一種能與燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相 比的電池， 可以使用包括再生燃料在內(nèi)的所有含氫元素的燃料。 燃料電池車(chē)的工 作原理是，作為燃料的氫在汽車(chē)搭載的燃料電池中， 與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 從而產(chǎn)生電能啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。 由于大量的純氫難以貯存在汽車(chē)上， 而 且加氫站也沒(méi)有那么多， 因此，汽車(chē)制造商們正試圖使用汽油或甲醇， 不過(guò)要在 汽車(chē)上安裝燃料重整裝置， 從這些物質(zhì)里

27、提出氫。 但是這將會(huì)產(chǎn)生極少的二氧化 碳和氮氧化物，總的來(lái)說(shuō)，這類(lèi)化學(xué)反應(yīng)除了電能，就只產(chǎn)生水，因此，燃料電 池車(chē)被稱(chēng)為“地道的環(huán)保車(chē)” 。曾研發(fā)出“氫動(dòng)一號(hào)”（液氫燃料電池概念車(chē)）的 美國(guó)通用汽車(chē)公司，最近推出了汽油燃料重整技術(shù)燃料電池，新研制的 CENIII 型車(chē)載燃料重整器比起前期產(chǎn)品體積、 重量大大減少， 預(yù)計(jì)其能量利用， 污染物 排放幾乎為率可達(dá) .40%，而且可以充分利用現(xiàn)有的加油站等設(shè)施， 它為燃料電池 車(chē)批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。 我國(guó)第一輛具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電動(dòng)公共汽車(chē)也已 在東風(fēng)汽車(chē)工程研究院?jiǎn)柺溃?它的研制成功， 縮短了中國(guó)汽車(chē)工業(yè)在這一領(lǐng)域與 國(guó)外同行的差距。 據(jù)有關(guān)專(zhuān)家

28、分析， 我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)幾乎沒(méi)有結(jié)構(gòu)調(diào)整的沉重包 袱，完全可以充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)， 以電動(dòng)車(chē)為新契機(jī)， 集中力量解決以電池為中 心的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在 21 世紀(jì)憑借國(guó)內(nèi)仍較低的勞動(dòng)力成本，在國(guó)際汽車(chē)市場(chǎng) 上以電動(dòng)汽車(chē)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。在上世紀(jì)我國(guó)已經(jīng)錯(cuò)失了汽車(chē)工業(yè)的黃金發(fā)展期。在即將到來(lái)的新能源汽 車(chē)，不管是電動(dòng)還是其他能動(dòng)的汽車(chē)上這一塊， 我們都應(yīng)該加倍努力的去把握住。 在今天我也將要畢業(yè)， 希望能用自己的微薄力量， 幫住我國(guó)占領(lǐng)新能源汽車(chē)業(yè)的 高地。第二章 本次設(shè)計(jì)題目的要求及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與分析2.1 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想 （1）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的題目是八座電動(dòng)觀光汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)。

29、老師所給出的要求和大致數(shù)據(jù)如下 :1. 電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，并且是以 電池作為動(dòng)力源； 2. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的最高車(chē)速不得高于25km/h；3. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)座位數(shù)為8座；4.續(xù)行駛里程:90km ; 5.外廓尺寸:（長(zhǎng)*寬* 高）:3750*1248*1830 。（2） 對(duì)于本次的總體構(gòu)想。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是八座電動(dòng)觀光汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)。 此次要做的是一個(gè)總體布置 設(shè)計(jì)，對(duì)象是一臺(tái)低速的八座純電動(dòng)汽車(chē)。 而根據(jù)已知的條件和要求， 我打算設(shè) 計(jì)一輛類(lèi)似于旅游觀光的車(chē) （比如校園用或者游樂(lè)園用的那種） ，座位數(shù)為 8 座， 最高車(chē)速為25km/h,以電池作為動(dòng)力源。電動(dòng)車(chē)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)

30、簡(jiǎn)單，成本低。這 是因?yàn)樗旭偟穆肪€比較特殊， 只是在某一區(qū)域行駛， 路況比較好， 行駛速度較 低。作為電動(dòng)車(chē)最關(guān)鍵的當(dāng)然是電動(dòng)機(jī)和電池的選擇。目前一般電動(dòng)車(chē)用的電 池有三種， 鉛酸蓄電池是技術(shù)最成熟的一種， 成本也最低， 對(duì)于我所要設(shè)計(jì)的觀 光車(chē)來(lái)說(shuō)， 選鉛酸蓄電池最合理。 具體到選擇哪一型號(hào)的蓄電池， 就要經(jīng)過(guò)計(jì)算 了，在后面會(huì)有計(jì)算來(lái)對(duì)鉛酸蓄電池型號(hào)的選擇。另外就是電機(jī)的選擇了，大概估計(jì)了下所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的總重量， （按 8 個(gè)人的體重加上車(chē)重） 依據(jù)這個(gè)總重量和最高車(chē)速來(lái)初選電機(jī)的功率， 然后在進(jìn) 行計(jì)算驗(yàn)證， 最后再得出符合要求的電機(jī)。 選擇好最重要的東西后， 就要開(kāi)始進(jìn) 行整車(chē)布

31、置了。 上面說(shuō)了， 電動(dòng)車(chē)要的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 所以布置的時(shí)候也會(huì)以這個(gè) 為原則。座位數(shù)是 8 座，分四排座位，一排坐兩個(gè)，其中中間的一排座位下面是 用來(lái)安裝電池的，其下面的電池框架是經(jīng)過(guò)另外設(shè)計(jì)的， 使其能更好的固定電池。 電機(jī)和固定速比減速器， 差速器是連接在一起， 固定在后軸， 這樣就省去了傳動(dòng)系統(tǒng)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了2.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析項(xiàng)目基本類(lèi)型產(chǎn)品規(guī)格ZC型八座產(chǎn)品類(lèi)型純電動(dòng)觀光車(chē)尺 寸總長(zhǎng)（單位：mm）3750總寬（單位：mm）參1248數(shù)總高（單位：mm）1830軸距（單位：mm）2750前輪距仲位：mm）1070后輪距（單位：mm）1053質(zhì)整車(chē)裝備質(zhì)量（單位：kg）780

32、量滿(mǎn)載總質(zhì)量（單位：kg）1300參載客數(shù)（含駕駛員）（單位：人）數(shù)8性 臺(tái)匕最高車(chē)速（滿(mǎn)載）（單位：km/h）25最大爬坡度（滿(mǎn)載）仲位：%）15冃匕 參駐車(chē)能力（滿(mǎn)載）（單位：%）20參數(shù)最咼車(chē)速制動(dòng)距離 仲位：m）4一次充電續(xù)駛里程（單位：km）90第三章電動(dòng)汽車(chē)各總成參數(shù)的確定3.1電動(dòng)車(chē)電機(jī)的選擇高密度、高效率、寬調(diào)速的車(chē)輛牽引電機(jī)及其控制系統(tǒng)既是電動(dòng)汽車(chē)的心 臟又是電動(dòng)汽車(chē)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一，已被列為863電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的共性關(guān)鍵技術(shù)課題。20世紀(jì)80年代前，幾乎所有的車(chē)輛牽引電機(jī)均為直流電機(jī)，這 是因?yàn)橹绷鳡恳姍C(jī)具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。直流電機(jī)的缺點(diǎn)是有機(jī)

33、械換向器，當(dāng)在高速大負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，換向器表面會(huì)產(chǎn)生火花，所 以電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不能太高。由于直流電機(jī)的換向器需保養(yǎng)，又不適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，除 小型車(chē)外，目前一般已不采用。近十年來(lái)，主要發(fā)展交流異步電機(jī)和無(wú)刷永磁電機(jī)系統(tǒng)。與原有的直流牽 引電機(jī)系統(tǒng)相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕（其比質(zhì)量為 0.5-1.0kg/Kw ）、效率高、基本免維護(hù)、調(diào)速范圍廣。其研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢(shì)如下。（1） 異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異步電機(jī)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈 動(dòng)，低噪聲，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高。異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有明顯的 優(yōu)勢(shì)，因此被

34、較早應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍然是電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品（尤其在美國(guó)），但已被其它新型無(wú)刷永磁牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐步取代。最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高；相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和 功率密度偏低。（2）.無(wú)刷永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)刷永磁同步電機(jī)可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)或盤(pán)式軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，在電動(dòng)車(chē)輛牽引電機(jī)中是強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，已在國(guó)內(nèi)外多種電動(dòng)車(chē)輛中獲得應(yīng)用。內(nèi)置式永磁同步電機(jī)也稱(chēng)為混合式永磁磁阻電機(jī)。該電機(jī)在永磁轉(zhuǎn)矩的基 礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機(jī)的過(guò)載能力和功率密度， 而且易于弱磁調(diào)速，擴(kuò)大

35、恒功率范圍運(yùn)行。內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 理論正在不斷完善和繼續(xù)深入，該機(jī)結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計(jì)自由度大，有望得到高性能， 適合用作電動(dòng)汽車(chē)高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動(dòng)。這些引起了各大汽車(chē)公司同 行們的關(guān)注，特別是獲得了日本汽車(chē)公司同行的青睞。當(dāng)前，美國(guó)汽車(chē)公司同行在新車(chē)型設(shè)計(jì)中主要采用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)。表面凸出式永磁同步電機(jī)也稱(chēng)為永磁轉(zhuǎn)矩電機(jī)，相對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī) 而言，其弱磁調(diào)速范圍小，功率密度低。該結(jié)構(gòu)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，并可望得到低 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，適合用作汽車(chē)的電子伺服驅(qū)動(dòng)，如汽車(chē)電子動(dòng)力方向盤(pán)的伺服電機(jī)。無(wú)位置傳感器永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也是當(dāng)前永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究 的一個(gè)熱點(diǎn)，將成為永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一，具有潛在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu) 勢(shì)。永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低速時(shí)常采用矢量控