電動(dòng)車設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、、車型設(shè)計(jì)的主要參數(shù)指標(biāo)表1主要參數(shù)參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值整車滿載質(zhì)里（kg）7365整備質(zhì)里（kg）4180長(zhǎng)*寬*高(m*m*m)5995*2150*3110軸距（m）3300迎風(fēng)面積（錯(cuò)誤!未找到 引用源。）4.65風(fēng)阻系數(shù)0.7滾動(dòng)阻力系數(shù)0.012后橋速比5.833車輪滾動(dòng)半徑（m）0.391重力加速度9.8傳動(dòng)效率0.95滾動(dòng)阻力系數(shù)0.012、車型設(shè)計(jì)的計(jì)算方程式電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足車輛對(duì)動(dòng)力性能的要求和續(xù)駛里程 的要求。我們得到動(dòng)力性能的要求，即最高車速 80km/h,加速性能050km/h小 于10s，爬坡度不小于20% （20 km/h），續(xù)航里程150kw （50

2、km/h）。為此，需要 掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的各種外力，即驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力。根據(jù)這些力 的平衡關(guān)系建立汽車行駛方程式，就可以估算汽車的最高車速、加速度、最大爬坡度和續(xù)航里程。汽車的行駛方程式為：FtF式中：Ft驅(qū)動(dòng)力；工F行駛阻力之和。車輛行駛的驅(qū)動(dòng)力是路面作用在車輛驅(qū)動(dòng)輪上的， 電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)輸出軸 輸出轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過車輛傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力矩為 Tt,同時(shí)，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪 產(chǎn)生反作用力Ft，這個(gè)反作用力就是驅(qū)動(dòng)汽車行駛的外力，即驅(qū)動(dòng)力。其數(shù)值為：Ft衛(wèi)r式中：T 作用與驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩；r 車輪半徑。電動(dòng)汽車中Tt是由電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到車輪上的。令傳動(dòng)系 統(tǒng)總傳動(dòng)比為

3、i，傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率為n t。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為Ttq，則有:Tt Ttq i t汽車在水平道路上等速行駛時(shí)，必須克服來(lái)自地面的滾動(dòng)阻力和來(lái)自空氣的 空氣阻力。當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時(shí)，還必須克服坡度阻力。汽車加速行駛時(shí)還需要克服加速阻力。因此汽車行駛過程中的總阻力為：F FfFwFiFj式中：Ff滾動(dòng)阻力Fw空氣阻力F 坡度阻力F 加速阻力其中：(1)滾動(dòng)阻力：Ff可以等效的表示為:Ff W f式中：V作用于車輛上的法向載荷；f滾動(dòng)阻力系數(shù)，與路面種類，行駛車速以及輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、氣壓等有關(guān)。研究中滾動(dòng)阻力系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)公式取值。(2) 空氣阻力:1 2Fw 2 CD A Ur式中：C

4、 d空氣阻力系數(shù);A迎風(fēng)面積，即車輛行駛方向的投影面積;P空氣密度，一般P= 1.2258Ns2n-4。Ur 相對(duì)速度，在無(wú)風(fēng)時(shí)即車輛的行駛速度。即為汽車的行駛速度Ua。如Ua以km/ h計(jì)，A在無(wú)風(fēng)條件下汽車的運(yùn)動(dòng)，u 以m計(jì)，則空氣阻力(N)為：F CD AUrw 21.15(3) 坡度阻力:FiG sin式中:a坡度。一般道路的坡度均較小，此時(shí)sin a =tan a =i加速阻力：duFimjdt式中：<5 車輛旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。m車輛質(zhì)量；竺一行駛加速度。dt這樣，汽車行駛阻力為：F W fCD A uaG sin21.15du m dt在車輛行駛的每一時(shí)刻，電動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率P

5、e總是等于機(jī)械傳動(dòng)損失的功率 與全部運(yùn)動(dòng)阻力所消耗的功率之和。在純電動(dòng)汽車中，Pe為電動(dòng)機(jī)的輸出功率。車輛運(yùn)動(dòng)阻力所消耗的功率有滾動(dòng)阻力功率 Pf，空氣阻力功率Pw,坡度阻力功率R 以及加速阻力功率R。即：1R (Pf Pw P R)根據(jù)以上的推導(dǎo)，可得車輛行駛過程中的平衡方程如下:P e 9550m Ua du3600 dt)31 W fUa Cd A Ua G Ua iPe(-3600761403600對(duì)純電動(dòng)汽車而言，式中：Pe電動(dòng)機(jī)輸出功率（kW）。n電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速gm）。傳動(dòng)系主要參考設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，動(dòng)力性要求如表2所示:表2動(dòng)力性要求最咼車速80 km/h加速性能0 50km/

6、h小于10S爬坡度不小于 20% (20 km/h )續(xù)航里程不小于150 km三、車型設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算3.1傳動(dòng)比的確定(1)傳動(dòng)比的選擇首先應(yīng)滿足車輛最高車速的要求，由最高車速Vma與電機(jī)的最大 轉(zhuǎn)速nma確定傳動(dòng)比的上限。0.377 nmax ri0Vmax其中，類比其它車型的配置參數(shù)，我們確定最大轉(zhuǎn)速nma=3500。通過該車外形設(shè)計(jì)參數(shù)，可得車輪半徑r=0.391m,v maX=80km/h,貝U：0.377 3500 0.391,i06.44980由電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩Tmax和最大爬坡度對(duì)應(yīng)的行駛阻力Fama確定速比的下限i0Fa max rmax其中：Famax=mg cos a f

7、+m g sin a=7365 9.8 0.98 0.012+ 7365 9.8 0.2= 15284.2 N , r=0.238m。我們?nèi)max=1000N- m乍為參考值，貝U：io3.1515284.2 0.3912 0.95 1000為了滿足上述要求，結(jié)合公司現(xiàn)有產(chǎn)品，故本文確定減速器的減速比為5.833。3.2電機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的功率必須滿足電動(dòng)汽車的最高車速的功率要求，以保證電動(dòng)汽車在良好路面情況下，能夠獲得較高的行駛車速。加速性能和爬坡度：電動(dòng)機(jī)的功率 越大，電動(dòng)汽車的后備功率就越多， 從而其加速性能和爬坡度就會(huì)越好， 但過多 的后備功率導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量增加，且由于電動(dòng)

8、機(jī)不能經(jīng)常工作在額定功率附近，效率下降，增加電動(dòng)汽車不必要的能量消耗。確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的依據(jù)主要是：1）動(dòng)力系統(tǒng)的額定功率必須滿足車輛以最高車速行駛；2）動(dòng)力系統(tǒng)必須滿足車輛加速性的要求；3）動(dòng)力系統(tǒng)必須滿足車輛以最大爬坡度爬坡的要求；4）動(dòng)力系統(tǒng)必須滿足車輛以額定轉(zhuǎn)矩在額定車速行駛的要求；5）根據(jù)汽車的動(dòng)力性指標(biāo)選擇最適合的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率確定（1）根據(jù)最高車速計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率在計(jì)算最高車速勻速行駛功率時(shí)忽略加速阻力功率與坡度阻力功率。3Pe(3600Cd A Ua761400.7 4.65 803)76140滿載時(shí)：G=7365X 9.8N，f=0.012 ，CD=0.7，A=4.65m

9、i，n =0.95，Ua=80km/h (此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3600r/min )Pe 丄(7365 98 °.012800.953600 43.31kW（2）根據(jù)最大爬坡度計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率在計(jì)算最大爬坡度行駛功率時(shí)時(shí)忽略加速阻力功率Pe1(G f Ua(3600Cd A Ua76140G i Ua) 3600 )7365 9.8 0.2 20)3600)滿載時(shí)：G=7365X9.8N，f=0.012，i=0.2，n =0.95，Ua=20km/hPe 丄(7365 9.8 O.。12 20 Of 進(jìn) 2030.9536007614090.90kW60kw,峰值功根據(jù)以上計(jì)算并考慮車輛實(shí)際

10、載貨的余量，選擇額定功率為率為100kw的電機(jī)。322電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算根據(jù)電動(dòng)汽車的最大爬坡度要求,可得電動(dòng)汽車需求的最大轉(zhuǎn)矩。由公式:在電動(dòng)汽車進(jìn)行慢速勻速爬坡時(shí),F Ff空氣阻力FwFiF jFw以及加速阻力Fj可以忽略。所T i°r以:FfFia,所以:其中，F(xiàn)f=m g - f - cos a; F =m- g - sinFt2-1代入 i g=1, i o=5.833 , n =0.9 5, m=7365kg g=9.8m/s , f=0.012 , a =tan-(0.2)=11.3。，綜上可得:(m g f cos m g sin ) rig i。(7365 9.

11、8 0.2 7365 9.8 0.98 0.012) 0.3915.833 0.95根據(jù)以上計(jì)算可得電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩須大于o電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算當(dāng)電動(dòng)汽車以額定車速在平地上勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩即為額定轉(zhuǎn)矩。本文涉及車型常規(guī)車速為50km/h，所以有CD A u2(M gCd A U221 15io21.15(7365 9.8 0.0120.7 4.65 5021.15)0.3915.833 0.95T 88.26Nm根據(jù)以上計(jì)算可得選擇的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)速下的阻力扭矩，即可滿足電動(dòng)車車輛行駛條件。由以上理論計(jì)算，再同驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)廠商進(jìn)行技術(shù)交流，通過對(duì)具體電機(jī)MAP效率圖、成本

12、、制造工藝要求、廠商的現(xiàn)有電機(jī)產(chǎn)品及國(guó)家檢測(cè)報(bào)告等多種因素 綜合對(duì)比，最終選型tDriver-MD15電機(jī)，其外形圖、特性曲線和參數(shù)如下所示。r/nir.4賴建 * Ji頂電機(jī)電動(dòng)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線電機(jī)電動(dòng)功率-轉(zhuǎn)速特性曲線表3性能參數(shù)電機(jī)參數(shù)數(shù)值峰值轉(zhuǎn)矩，N m1300額定轉(zhuǎn)矩，N m358峰值功率，kw100額定功率，kw60tDriver-MD15電機(jī)所匹配電機(jī)控制器DKQ10參數(shù)如下:型號(hào)DKQ101型式轉(zhuǎn)矩控制重量（kg）23.5直流側(cè)工作電壓圍（V（ DC）250720直流側(cè)額定工作電壓（V （ DC）384最大容量（kVA）110冷卻方式水冷電動(dòng)機(jī)加速性能計(jì)算在水平良好路面上，車

13、輛的行駛加速度表示為:Ttq£rCD A u221.15式中：Ft輛行駛驅(qū)動(dòng)力，計(jì)算公式為:Ft其中：Ttq 電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩ig變速器傳動(dòng)比i 0主減速器傳動(dòng)比r車輪半徑n 傳動(dòng)效率，包括變速器、傳動(dòng)軸和主減速器Fw車輛行駛的空氣阻力，錯(cuò)誤!未找到引用源Ff車輛行駛滾動(dòng)阻力 錯(cuò)誤!未找到引用源。M總質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量換算系數(shù)則，電動(dòng)汽車從起步加速到速度為 U的加速時(shí)間為：呂）duduu0EFfdu選取峰值Ttq為1300Nm 要求速度由o加到50km/h , S =1.01，M=7365kg2i g=1，i 0=5.833， n =0.95，r=0.391m，Cd=0.7，A=4.65m，f

14、=0.012。代入上式得：du7365 9.8 0.0129.78s13.891.01 736501300 1 5.833 0.950.7 4.65 u20.39121.15因此，選擇最大轉(zhuǎn)矩為1300N -m的電機(jī)，可以滿足速度u由050km/h的 時(shí)間為10s。3.3動(dòng)力電池選型設(shè)計(jì)電池性能比較對(duì)傳統(tǒng)電動(dòng)車三種電池性能進(jìn)行比較見表 4表4三種動(dòng)力電池的技術(shù)性能技術(shù)性麗鉗祓蔘電池僚氫電池邱離子電強(qiáng)工柞電壓/V2123.6比能 /(WhAg)4065105-140出功 */(WAg)150-200160-23025Q-4OT光啟電壽命，次500-700600-1200SOOl 200毎月自放電

15、率/鶴3如亠69有無(wú)記憶迪應(yīng)有有無(wú)疽無(wú)污染有無(wú)無(wú)根據(jù)電池的性能比較，鋰離子電池具有較高的使用壽命、比能量大（同等 的能量?jī)?chǔ)存，其質(zhì)量最輕）同時(shí)無(wú)污染符合國(guó)家新能源政策要求， 故選擇鋰離子 電池做為動(dòng)力電池。通過對(duì)鋰離子電池行業(yè)分析和同類車型類比， 選用的LG單體 電池為三元聚合物鋰電池，外形如下圖。參數(shù)如下:序號(hào)項(xiàng)目容序號(hào)項(xiàng)目容1型號(hào)L39標(biāo)稱電壓3.73V2容量/C343Ah10工作電壓圍3.0V 4.2V3充電電流持續(xù)：1C 最大：3C（ 10s）11放電電流持續(xù)：1C 最大：3C（ 10s）4阻v 2mQ12循環(huán)壽命>200090DOD%25,0.3C5自放電率（月）V 2% 1

16、個(gè)月 45C13適應(yīng)溫度-20- 55 C6尺寸297*167*11.3 mm14重量966g7殼體材料鋁塑膜15比能量166Wh/Kg8功率密度1800W/Kg332電池電量計(jì)算設(shè)計(jì)要求以50km/h時(shí)速均勻行駛時(shí)的續(xù)航里程，電動(dòng)汽車以50km/h時(shí)速均勻行駛時(shí)：FfGf 7365 9.8*0.012866.124NEbS F103 3600 T 0.9C a u2F Ff 巳 Ff （m g f 靈）866.12420.7 4.65 501250.86N21.15滿足續(xù)航里程所需要的電量為:60.96kwh150 1250.863600 0.95 0.9根據(jù)以上計(jì)算可得滿足續(xù)航里程的電量須

17、大于60.96kwh電池模組選型根據(jù)所選電機(jī)、電機(jī)控制器的參數(shù)和車架具體布置空間， 確定電 池模組為4并96串以及電池箱體的尺寸。動(dòng)力電池系統(tǒng)方案序號(hào)項(xiàng)目容序號(hào)項(xiàng)目容1額定電壓358.08V15容量172Ah2成組方案4P96S16總重量v610Kg3全車包數(shù)317總電量61.6kwh4冷卻方式自然傳導(dǎo)散熱18母線連接方式快速連接器5防護(hù)等級(jí)IP54 （除出風(fēng)口）19電池包安裝位置詳見甲方圖紙6控制電源電壓24V20BMS（含絕緣檢測(cè)）有7工作電壓圍18V30V21SOC工作圍10%90%8電池組充電能力（045C）0.3C22電池組放電能力（-2055C）額定：w 1C最大：2C （三分鐘）

18、9額定回饋電流及 最大回饋電流1CA1.5CA 10S23工作環(huán)境溫度-20C 55C（放電）-20C 45C（充電）該型電池單體20C的放電曲線n該型電池4并模組20C的放電曲線動(dòng)力電池側(cè)箱外形尺寸動(dòng)力電池尾箱外形尺寸整車數(shù)模布置4.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)計(jì)算汽車在行駛過程中，經(jīng)常需要換車道和轉(zhuǎn)彎。駕駛員通過一套專門的-汽 車轉(zhuǎn)向系，使汽車改變行駛方向。轉(zhuǎn)向系還可以修正因路面傾斜等原因引起的汽 車跑偏。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅關(guān)系到汽車行駛的安全，還關(guān)系到延長(zhǎng)輪胎壽命、降低燃 油油耗等。伴隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，高速公路和高架公路的出現(xiàn)，同向并行車輛的增多和行駛速度的提高及道路條件的變化，要求更加精確靈活的

19、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三個(gè)基本發(fā)展階段，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)械液壓助力的方 向盤與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機(jī)械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富； 液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力充沛，大小車輛都適用；技術(shù)成熟，可靠性高， 平均制造成本低。因此選擇使用液壓助力轉(zhuǎn)向器4.1轉(zhuǎn)向性能要求1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè) 滑。不滿足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性。2）汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到 直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。3）汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)

20、向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。4）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺 動(dòng)應(yīng)最小。5）保證汽車有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。6）操縱輕便。7）轉(zhuǎn)向輪碰撞到占該物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。8）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整。9）在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向 系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。10）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。4.2方向機(jī)的選擇整車部分基本參數(shù)皐#套數(shù)項(xiàng)冃教偵教值前軸員荷Gf軸足巨L3300mm前輪距B1670min前輪晟大內(nèi)轉(zhuǎn)角爲(wèi)g40&quo

21、t;前輪最大外傳角a “33°主銷內(nèi)傾角8°車輪外傾1°輪冃臺(tái)氣壓PTTOhPa牝目臺(tái)靜半徑蘇375m)n原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mr(N.m)計(jì)算根據(jù)半經(jīng)驗(yàn)公式式中f 輪胎和路面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，一般取 0.7G1前軸負(fù)荷(N)p 輪胎充氣壓力(Pa)Mr0.7 (2200 9.8)331770 103842N.m轉(zhuǎn)向器最大輸出扭矩 T應(yīng)滿足T> Mr,般取 T=1.25Mr, T=1.25 X ，因參數(shù)表安裝布置形戌左宣左輸出負(fù)荷CKN)30最大輸出扌丑矩<N.m J1630油壓(Mpa)10流竜 C L/minJ10-12傳幼比21.3總?cè)?shù)4.5揺臂軸轉(zhuǎn)

22、帯范圍士 45°此選用如下表所示參數(shù)的方向機(jī):最大輸出扭矩為 1630N.m,大于1052N.m轉(zhuǎn)向直拉桿受力F(N)F=Mr/L2=842/0.2=4210N式中L2為前橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)，L2=200mm轉(zhuǎn)向搖臂軸受到的力距 M ( N.m)M=F X L1=4210 X 式中L1為前橋轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)，L2=230mm作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh2LM RL 2 D SW i式中丄1為轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)，L2為轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)；DSW為轉(zhuǎn)向盤直徑；i 3為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比, n + 為轉(zhuǎn)向器正效率丄1 為 230mm L2 為 200mm DSW 420mm ig=21.3 , n +=85%192 .6 N

23、20.28420.230.4221 .30.85此轉(zhuǎn)向盤手力小于 250N,滿足使用要求作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力矩(N.m)M=FhX D/2=192.6 X 0.42 - 2=40.4 N.m汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算RminLsin3.3sin 330.040376.1其中:L= 3300mm汽車軸距；a= 33°，汽車最大外輪轉(zhuǎn)角;1670746,5746,5通過作圖，得主銷觸地點(diǎn)到車輪對(duì)稱面的距離C=40.37mm由于在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)輪胎有偏離現(xiàn)象，故實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑會(huì)有所增大，但估計(jì)不會(huì)大于10m能夠滿足整車的要求。汽車實(shí)際的轉(zhuǎn)彎半徑要通過試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置角傳動(dòng)比：i

24、L2/L1=0.2/0.23=0.8696轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比i 0=i X ig=0.8696 X 21.3=18.52轉(zhuǎn)向盤總回轉(zhuǎn)圈數(shù)niw0 (maxmax )36018.52 (4° 33)3.76360總?cè)?shù)小于方向機(jī)設(shè)定的4.5圈，符合要求Q14.3轉(zhuǎn)向系匹配計(jì)算方向機(jī)需求流量Q160 D2TN4 106式中N表示方向盤轉(zhuǎn)速，T表示方向機(jī)螺桿螺距，D方向機(jī)油缸直徑，代入式中得Q160(0.08)2 11.5 2.58.67L/min方向機(jī)泄油量Q泄Q 泄 0.15 Q1 0.15 8 .671 .3 L / m in轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要的總流量Q總Q 總Q1 Q泄 8.67 1.3 9

25、.97 L / min方向機(jī)流量為10-12L/min,滿足要求電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向泵的參數(shù)如下表所示電繡縑竝械整*申型號(hào)1FWIP珂甌弋除-】:加肚珊-HID腐出H123Mm3煨觸VVk碗際(0載如血> 9徘iJ叫M10Kt髓(r/uiD)訕ibtl力(lbQ)1吐“l(fā)br/hin)加DMamF也既r/nin厲阪I 12±2職|穌11肖匚滋錨看】比左和轉(zhuǎn)向泵排量為10ml/r,在轉(zhuǎn)速為1420r/min時(shí)，流量為14.2L/min,大于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要的流量9.97L/min，所選轉(zhuǎn)向泵滿足要求432轉(zhuǎn)向管路通徑計(jì)算管通徑計(jì)算公式吸油管管徑d1d14.64 x Q / v1式中V1W 0

26、.51.5m/s, 般取1m/s,計(jì)算d仁14.65mm,選用吸油管通徑為 16mm 壓油管通徑d2d24.64 , Q / vi式中V2=33m/s，取4m/s計(jì)算，計(jì)算d2=7.33mm,選用高壓鋼絲管有效直徑徑為8mm回油管通徑d3d 34.64 Q / v 3式中V3=1.52.5m/s，取2m/s計(jì)算，計(jì)算d3=10.36mm,選用回油管通徑為 10mm5再生制動(dòng)系統(tǒng)控制策略計(jì)算說明書設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）在滿足GB12676-1999法規(guī)制動(dòng)分配力下最大利用回 收制動(dòng)系統(tǒng)再生能量；（2）緊急制動(dòng)符合理想制動(dòng)分配系數(shù)；（3）機(jī) 械模式與電控模式制動(dòng)踏板相同行程整車制動(dòng)強(qiáng)度相同；（4）安全性

27、電控系統(tǒng)失效時(shí)可自動(dòng)切換為機(jī)械系統(tǒng)控制模式。5.1整車參數(shù)整車參數(shù)：項(xiàng)目代號(hào)單位數(shù)值空載質(zhì)量m1kg3650滿載質(zhì)量m2kg7365軸距（空載/滿載）Lmm3300/3308空載質(zhì)心咼Hg1mm612滿載質(zhì)心高Hg2mm946空載前軸軸何moikg1840空載后軸軸荷mo2kg1810滿載前軸軸何mfikg2350滿載后軸軸何mtkg5015空載前軸到質(zhì)心水平距離Lfimm1540空載后軸到質(zhì)心水平距離Lr1mm1760滿載前軸到質(zhì)心水平距離Lf2mm2090滿載后軸到質(zhì)心水平距離Lr2mm1218車輪滾動(dòng)半徑Rmm383電機(jī)參數(shù)額定功率kw60額定轉(zhuǎn)矩N m358額定轉(zhuǎn)速r/mi n3600

28、峰值功率kw100峰值轉(zhuǎn)矩N m600地面對(duì)前后車輪的法向反作用力如下圖所示: r*團(tuán)1制動(dòng)工況受力簡(jiǎn)團(tuán)屮5.2滿足GB12676-1999法規(guī)下的制動(dòng)力分配與再生控制策略: 521、GB12676-1998法規(guī)N2類車型制動(dòng)分配力法規(guī)確定制動(dòng)分配 系數(shù)。All昶軸車輛A3-1,1 對(duì)于怡值* 0, 3-0. 8 間的善類車輔Z 0U + 0- 85(« - Q, 2)Ait 2對(duì)于下列車稱.牟摘赴于各種載荷狀虛時(shí).前軸的利用曲蜒應(yīng)位于后箱的刮用曲線2上變換不等式得到：當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度z> 0.1時(shí)，制動(dòng)分配系數(shù)必須滿足B>(b+z*hg) /L。A1L 2. 3刪勸強(qiáng)0. 1

29、5-0. 30之何的其他真別車幕.對(duì)于制琥慢度拄15恥之間，若各半軸的融著集數(shù)利用曲線憧于公式龍=2±0.呱確定的與 理耙附苕乘數(shù)利用克線平行的兩茶直線£見附圖羽之間期認(rèn)為滿足A3. 1. 2條蔓求，對(duì)于制動(dòng)因載詆若后輛附善奈救利用胸線能橋足埜式ZO, 3 + 0. 74(i-O+ 3即，則認(rèn)為商 足AX 1-2條姿求.變換不等式得到：當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度 0.15 v zv 0.3,空載制動(dòng)分配系數(shù)必須滿足B> 1-(z+0.08)*(a-z*hg)/(z*L),重載制動(dòng)分配系數(shù)必須滿足：B>( z-0.08 ) *(b+z*hg)/(L*z)當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度 z >

30、0.3,制動(dòng)分配系數(shù)必須滿足1- ( z-0.0188 )*(a-z*hg)/(0.74*z*L)得到制動(dòng)強(qiáng)度與制動(dòng)分配系數(shù)關(guān)系圖5.2.1 :整車采用后置驅(qū)動(dòng)方式，為了提升再生制動(dòng)利用率應(yīng)盡可能滿足法規(guī) 的情況下采用較小的制動(dòng)分配系數(shù)， 加大后橋的制動(dòng)分配力。所以按 下表取空載、重載不同狀態(tài)取制動(dòng)分配系數(shù)。522再生制動(dòng)控制策略(1) 法規(guī)未對(duì)制動(dòng)強(qiáng)度 Zv0.1,前后輪制動(dòng)關(guān)系進(jìn)行要求，可全部由后輪進(jìn)行電機(jī)再生制動(dòng)與后輪氣壓制動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電機(jī)特性曲線：電機(jī)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速（r/mi n ）n=V*i/(0.377*R)4048081212161620202424282832323636車速（km/h

31、）v102030405060708090速比i5.8335.8335.8335.8335.8335.8335.8335.8335.833輪胎半徑（m）R0.3830.3830.3830.3830.3830.3830.3830.3830.383電機(jī)最大制動(dòng) 力扭矩（N.m）T371600477358286238204179159制動(dòng)強(qiáng)度z0.10.10.10.10.10.10.10.10.1整車質(zhì)量（kg）m365036503650365036503650365036503650重力加速度（m/sA2）g9.89.89.89.89.89.89.89.89.8需求電機(jī)制動(dòng)扭矩T=z*g*m*R/i

32、235235235235235235235235235氣壓制動(dòng)需要提供的制動(dòng)力矩（N.m）-136-365-242-123-51-3315676對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速（r/min ）n=V*i/(0.377*R)4048081212161620202424282832323636車速（km/h）v102030405060708090速比i5.8335.8335.8335.8335.8335.8335.8335.8335.833輪胎半徑（m）R0.3830.3830.3830.3830.3830.3830.3830.3830.383電機(jī)制動(dòng)力扭矩（N.m）T37160047735828623820417915

33、9制動(dòng)強(qiáng)度z0.10.10.10.10.10.10.10.10.1整車質(zhì)量（kg）m736573657365736573657365736573657365重力加速度（m/sA2 ）g9.89.89.89.89.89.89.89.89.8需求電機(jī)制動(dòng)扭矩T=z*g*m*R/i474474474474474474474474474氣壓制動(dòng)需要提供的制動(dòng)力矩（N.m）103-126-3116188236270295315(2) 制動(dòng)強(qiáng)度在0.15 v z V 0.3時(shí)，空載：前輪制動(dòng)力 Ff1= (1-(z+0.08)*(a-z*hg)/(z*L) *G*z 后輪制動(dòng)力Fr1= G*z-Ff1氣壓

34、制動(dòng)力Fr11=Fr1-Ft Ft:電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩重載：前輪制動(dòng)力 Ff2= (z-0.08 ) *(b+z*hg)/(L*z)*G*Z后輪制動(dòng)力Fr2= G*z-Ff1氣壓制動(dòng)力Fr22=Fr2-Ft Ft:電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(3) 制動(dòng)強(qiáng)度在0.3 < z< 0.511前輪制動(dòng)力 Ff1=1- (z-0.0188 ) *(a-z*hg)/(0.74*z*L)*G*z后輪制動(dòng)力Fr1= G*z-Ff1氣壓制動(dòng)力Fr11=Fr1-Ft Ft:電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩(4) 制動(dòng)強(qiáng)度z> 0.511,制動(dòng)減速度：j=a*g=5.008屬于緊急制動(dòng)頻 次少再生制動(dòng)利用率低不介入?？紤]高速制動(dòng)的

35、危險(xiǎn)性，制動(dòng)分配系 數(shù)按前后輪同時(shí)抱死最佳制動(dòng)分配系數(shù)的制動(dòng)分配系數(shù)計(jì)算。以上各制動(dòng)強(qiáng)度下再生制動(dòng)策略前后軸制動(dòng)分配系數(shù)值見下表附表 制 動(dòng) 強(qiáng) 度制動(dòng)關(guān)系式0.0000. 0.100 0.1490.1500.2000.2990.3000.4000.5110.5120.6000.7000.8000.900空 載3 =00.000 0.0003 =( b+z*hg )/L0.552 0.5610.6280.6450.6630.6820.7003=1-(z+0.08) *(a_z*hg)/( z*L)0.3270.3990.4793 1-(z-0.0188 )*(a-z*hg)/(0.74*z*L

36、)0.4790.4950.516滿 載3 =00.000 0.0003 =( b+z*hg )/L0.397 0.4110.5150.5400.5680.5970.6263 =( z-0.08 )*(b+z*hg)/(L*z)0.1920.2550.3323 1-(z-0.0188 )*(a-z*hg)/(0.74*z*L)0.3080.3340.368制動(dòng)分配系數(shù)空戟犬丟式1(30, 1)T左戟去茱戎； 15*=r<0.3>*一仝裁夭荼式I .3-2. 3JF-渣葢黃暮式：-zC-1)-療ft典毎式2 (0. 15<t<C. 3)淆ft 黃春戒 J <E(Jr

37、3J5.3前后軸制動(dòng)力的確定 531根據(jù)滿足法規(guī)的再生控制策略確定的制動(dòng)分配系數(shù)(522.1 )計(jì)算空載與重載前后軸所需制動(dòng)力。根據(jù)牛頓第二定律，整車制動(dòng)力：F=m*j=m*z*g前橋所需制動(dòng)力：Ff=F* B后橋所需制動(dòng)力：Fb=F-Ff 不同情況下所需前后橋制動(dòng)力如下表：制動(dòng)強(qiáng)度0.0000.0.1000.1490.1500.2000.2990.3000.4000.5110.5120.6000.7000.8000.900制動(dòng)減速度(m/sA2)0.0000.9700.9801.4601.4701.9602.9302.9403.9205.0085.0185.8806.8607.8408.82

38、0空載整車 制動(dòng)力(N035413577533053667154106951073114308182781831421462250392861632193空載制動(dòng) 分配系數(shù)0.0000.0000.5520.5610.3270.3990.4790.4790.4950.5160.6280.6450.6630.6820.700空載前軸制動(dòng)力00197429901755285251205144707694301150713835166051950722543空載后軸制動(dòng)力035411603234036104302557555877232884868087627843491099650滿載整車制動(dòng)力07

39、1467218107541082714435215812165328871368823695543306505245774264959滿載制動(dòng) 分配系數(shù)0.0000.0000.3970.4110.1920.2550.3320.3080.3340.3680.5150.5400.5680.5970.626、，卄-44、.、/ 右丄 滿載刖軸制動(dòng)力002864441820773684717266789633135671901723376287173447040637滿載后軸制動(dòng)力0714643546336875010751144091497619238233161793719930218072327

40、124322532選擇原則：根據(jù)所需的前后橋制動(dòng)力及現(xiàn)有可利用的資源5.321選擇前軸制動(dòng)器規(guī)格：？ 310X 100mm鑄造底板，采用無(wú)石 棉摩擦片。制動(dòng)氣室：16英寸。當(dāng)工作壓力為P=6X 105Pa時(shí)，前制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力:鼓式制動(dòng)器橋與地面制動(dòng)力(N)F=2*p*( n *DA2/4)*(i/2)* n *C*(R/r)36621.51948828.692制動(dòng)氣室氣壓p (Pa)600000800000氣室有效直徑D(m)0.1150.115制動(dòng)凸輪傳動(dòng)比i=l/a9.16666679.1666667調(diào)整臂長(zhǎng)l0.110.11凸輪軸基圓半徑Ja0.0120.012傳動(dòng)效率(0.87-0

41、.92 )n0.90.9效能因數(shù)C1.761.76制動(dòng)器工作半徑R(m)0.1550.155輪胎滾動(dòng)半徑r ( m0.3830.383前橋制動(dòng)器額定制動(dòng)力大于滿載下制動(dòng)強(qiáng)度0.8時(shí)前軸制動(dòng)力需求，可以選用；后橋制動(dòng)器規(guī)格：制動(dòng)器規(guī)格：？ 310X 100mm鑄造底板，采用無(wú)石棉摩擦片。制動(dòng)氣室：20英寸。當(dāng)工作壓力為P=6X 105Pa時(shí)，后制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力:鼓式制動(dòng)器橋與地面制動(dòng)力(N)F=2*p*( n *DA2/4)*(i/2)* n *C*(R/r)53364.6771152.894制動(dòng)氣室氣壓p (Pa)600000800000氣室有效直徑D(m)0.12817510.128175

42、1制動(dòng)凸輪傳動(dòng)比i=l/a10.41666710.416667調(diào)整臂長(zhǎng)l0.1250.125凸輪軸基圓半徑a0.0120.012傳動(dòng)效率(0.87-0.92 )n0.90.9效能因數(shù)C1.761.76制動(dòng)器工作半徑R(m)0.160.16輪胎滾動(dòng)半徑r ( m0.3830.383后橋制動(dòng)器額定制動(dòng)力大于滿載下制動(dòng)強(qiáng)度0.8下的后軸制動(dòng)力需求，可以選用。但同樣氣壓下不符合制定分配系數(shù)，需要加裝感載閥調(diào)節(jié)輸出后橋氣壓，控制后橋制動(dòng)力輸出5.4制動(dòng)踏板行程與制動(dòng)力控制策略。設(shè)計(jì)目標(biāo)：再生制動(dòng)與原車制動(dòng)制動(dòng)感覺相同；整車制動(dòng)控制器不介入時(shí)，空、滿載前后分配系數(shù)確定。 設(shè)計(jì)目標(biāo)：保持純氣路制動(dòng)（機(jī)械模式

43、）與電控模式在相同的制動(dòng)踏 板行程下具有相同的制動(dòng)強(qiáng)度。參數(shù)選擇：參照附圖，由于原機(jī)械模式制動(dòng)分配比是通過控制 后橋制動(dòng)力輸出實(shí)現(xiàn)的，前軸制動(dòng)力在電控模式下只能減小。因此選 擇的制動(dòng)分配系數(shù)必須滿足符合法規(guī)還要電控制動(dòng)系統(tǒng)能夠技術(shù)實(shí) 現(xiàn)，所以選擇空、滿載的機(jī)械模式下的分配系數(shù)等于在 0.8制動(dòng)強(qiáng)度 時(shí)制動(dòng)分配系數(shù)。空載取B =0.682，滿載取B =0.597,通過控制后橋 制動(dòng)的感載閥實(shí)現(xiàn)。根據(jù)機(jī)械模式制動(dòng)分配系數(shù)前后橋制動(dòng)力如下表：機(jī)械制動(dòng)模式制動(dòng)強(qiáng)度0.0000.().100 0.149 0.1500.200 0.299 0.300 0.4000.511 0.512 0.600 0.70

44、00.800 0.900制動(dòng)減速 度（m/sA2）0.000 0.970 0.980 1.4601.470 1.960 2.9：30 2.9403.920 5.008 5018 5.8806.860 7.840 8.8：?0空載整車 制動(dòng)力（N03541357753305366715410695 1()731 14308 18278 1831421462 25039 28616 3219)3空載制動(dòng) 分配系數(shù)0.682 0.682 0.682 0.6820.682 0.682 0.6<82 0.6820.682 0.682 0.6(殺 0.6820.682 0.682 06遼空載前軸 制

45、動(dòng)力（N02414243836333658487772917315975412460 12485 14631 17069 1950721946空載后軸 制動(dòng)力（N0112711391696170822773404341645545818582968317970910910247滿載整車 制動(dòng)力（N07146721810754 1(827 14435 21581 2165328871 33882 36955 43306 505245774264959滿載制動(dòng) 分配系數(shù)0.597 0.597 0.597 0.5970.597 0.597 0.597 0.5970.597 0.597 0.5()7

46、0.5970.597 0.597 0.5()7、，卄右丄 滿載刖軸制動(dòng)力（N04266430964206463861812883 1：>926 17235 22018 2206125853 30162 34470 387779滿載后軸 制動(dòng)力（N0288029094334436358188698872711636 14864 14894 17453 2036223271 26180542制動(dòng)踏板行程與制動(dòng)輸出力（電控）方案542.1機(jī)械模式下的踏板與制動(dòng)輸出力關(guān)系制動(dòng)踏板力與前后橋制動(dòng)力關(guān)系行程01/3行程2/5行程1/2行程3/5有效行程4/5行程全行程踏板行程s ( mm026313

47、9556278空載制 動(dòng)分配 系數(shù)30.6820.6820.6820.6820.6820.6820.682空載前 軸制動(dòng) 力Ff079351159720752488294882948829空載后 軸制動(dòng) 力Fb0370554159690227992279922799空載制 動(dòng)強(qiáng)度z=Ff/3 /m/z0.0000.3250.4760.8512.0022.0022.002滿載制 動(dòng)分配 系數(shù)30.5970.5970.5970.5970.5970.5970.597、，-44、 、z . 滿載刖 軸制動(dòng) 力Ff079351159720752488294882948829滿載后 軸制動(dòng) 力Fb05357782914010329653296532965滿載制 動(dòng)強(qiáng)度z=Ff/3 /m/z0.0000.1840.2690.4821.1331.1331.133T-仝畿問須踏板行毘與542.2電控模