【正文】 班距離短)一些收入低的家庭,這種車有較低的進(jìn)入門坎,對一些富裕的家庭,這種車還可以作為家2 / 49(混合動力車),在城內(nèi)跑近路時可用超微電動. 這樣的超微低性能四輪城市電動上班車,中國量產(chǎn)價格可能在兩萬元以下,(重量是電動摩托車的 4 倍,價格約為電摩 2500 元的六倍)它幾乎沒有污染和噪音,通過性好,停車占地少,最重要的是:可以節(jié)省約 1/3 種跡象表明,象電動摩托車一樣,這種窮富兼顧,老少皆宜的超微電可能成為銷量最大的四輪乘用車,從而成為真正的 國民車.本 課 題從微型電動汽車的研究開發(fā)入手，重點進(jìn)行微型電動汽車的總體設(shè)計，零部件選型，性能計算以及主要部件設(shè)計，為開發(fā)新型微型電動打下基礎(chǔ)。推廣和普及純電動汽車是行之有效手段并且也是削減碳排放量重點方向之一！近年中國人對汽車的需求急劇增長,達(dá)到了用井噴來形容的程度,汽車目前燒掉了汽油的 85%,這還不算未來汽車擁有量的增長可能形成的新的需求. 如今中國石油短缺,私家車急劇上升。對整車動力學(xué)匹配計算，主要部件的選擇。電動汽車是由車載動力電池作為能量源的零排放汽車。近些年來，電動汽車的研制熱潮在全世界范圍內(nèi)興起，逐步向小批量商業(yè)化生產(chǎn)的方向發(fā)展。按照動力性能要求，運用汽車?yán)碚?、電動機(jī)和電池相關(guān)知識，對電動機(jī)的功率、傳動比，蓄電池進(jìn)行主要參數(shù)設(shè)計與匹配計算。通過分析可知我國的人均可用交通資源甚少(與國外相比差十幾倍)，所以要改善交通首先必須設(shè)法減小交通工具載人的人均占用交通資源的“面積技術(shù)參數(shù)要求載客量 2 至 3 人，動力源為蓄電池，額定功率 5kw，主電深度不超過 80%時，電動轎車最高時速 35km/h，勻速行駛的行駛里程 90km，作為城市老年人代步車使用，總體尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低。這比德國人戴姆勒（Gottlieb Daimler）和本茨（Karl Benz）發(fā)明汽油發(fā)動機(jī)汽車早了 10 年以上。在 19 世紀(jì)下半葉成為交通運輸?shù)闹匾a(chǎn)品，寫下了電動汽車需求量有了很大提高。1899 年法國人考門目前主要發(fā)達(dá)國家在純電動汽車領(lǐng)域內(nèi)的動作：美國——在燃料電池汽車與純電動汽車之間徘徊　 1991 年，美國通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了“先進(jìn)電池聯(lián)合體”（USABC），共同研究開發(fā)新一代電動汽車所需要的高能電池，并且與美國能源部簽訂協(xié)議在 1991～1995 年間投資 億美元來資助電動汽車用高能電池的研究。EVChryslerEPIC 等相繼停產(chǎn)，通用曾經(jīng)也宣布不再繼續(xù)加大對純電動汽車研究的投入，只是對已經(jīng)在路上使用的電動汽車進(jìn)行維護(hù)。　 歐洲——擁有先進(jìn)技術(shù)但工業(yè)化重視程度不足4 / 49與美國相比，歐洲更崇尚追求完美零污染的純電動汽車。法國政府、法國電力公司、標(biāo)致雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動汽車，共同合資組建了電動汽車的電池公司——薩夫特（SAFT ）公司承擔(dān)電動汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。但是比利時沒有自己的汽車工業(yè)，沒有很多的企業(yè)投資，只有有限的政府資助，缺乏實際運用效果。然而由于技術(shù)與價格等方面的原因，在新能源汽車研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車企業(yè)選擇了混合動力汽車作為重點發(fā)展方向，堅持純電動汽車蓄電池技術(shù)研發(fā)的重點落在三菱重工、富士重工等動力裝備類企業(yè)。 國內(nèi)的研究情況我國純電動汽車的研究開始于 20 世紀(jì) 60 年代，到了 90 年代掀起了一股電動汽5 / 49車熱，部分高校、汽車研究所以及生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)充電電池和純電動汽車，并取得了一些成果。在過去十年，中國已經(jīng)成功取得了純電動摩托車全球老大的位置，而汽車工業(yè)即始終在關(guān)鍵技術(shù)上落后于國際先進(jìn)水平 30年，這成為世界工廠最大的恥辱。十五期間，國家從維護(hù)我國能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競爭力、實現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，設(shè)立電動汽車重大科技專項，通過組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國家、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)。天津清源電動車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動轎車，其整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已超過法國雪鐵龍公司贈送的純電動轎車和箱式貨車，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。2022 年預(yù)計生產(chǎn) 1 萬輛，2022 年達(dá)到 5 萬輛，2022 年達(dá)到 10 萬輛 【4】 。電動汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動，有一部分車輛把電動機(jī)裝在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點在于電力儲存技術(shù)。有關(guān)研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的7 / 49排量，正是這些優(yōu)點，使電動汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個“熱點” 。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。 驅(qū) 動 電 動 機(jī)驅(qū) 動 電 動 機(jī) 的 作 用 是 將 電 源 的 電 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 ， 通 過 傳 動 裝 置 或 直 接 驅(qū) 動車 輪 和 工 作 裝 置 。 早 期 的 電 動 汽 車 上 ， 直 流 電 動 機(jī) 的 調(diào) 速 采 用 串 接 電 阻 或 改 變 電 動 機(jī) 磁 場 線 圈的 匝 數(shù) 來 實 現(xiàn) 。 從 技 術(shù) 的 發(fā) 展 來 看 ， 伴 隨著 新 型 驅(qū) 動 電 機(jī) 的 應(yīng) 用 ， 電 動 汽 車 的 調(diào) 速 控 制 轉(zhuǎn) 變 為 直 流 逆 變 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 ， 將 成為 必 然 的 趨 勢 。 傳 動 裝 置電 動 汽 車 傳 動 裝 置 的 作 用 是 將 電 動 機(jī) 的 驅(qū) 動 轉(zhuǎn) 矩 傳 給 汽 車 的 驅(qū) 動 軸 ， 當(dāng) 采 用電 動 輪 驅(qū) 動 時 ， 傳 動 裝 置 的 多 數(shù) 部 件 常 常 可 以 忽 略 。 在 采 用 電 動 輪 驅(qū) 動 時 ，電 動 汽 車 也 可 以 省 略 傳 統(tǒng) 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車 傳 動 系 統(tǒng) 的 差 速 器 。 作 用 在 方 向 盤 上 的 控 制 力 ， 通 過 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 和 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 使 轉(zhuǎn) 向 輪 偏 轉(zhuǎn) 一定 的 角 度 ， 實 現(xiàn) 汽 車 的 轉(zhuǎn) 向 。在電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅(qū)動電動機(jī)的控制電路實現(xiàn)電動機(jī)的發(fā)電運行，使減速制動時的能量轉(zhuǎn)換成對蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。蓄電池電動車與內(nèi)燃機(jī)汽車的最大區(qū)別是動力系統(tǒng)的差別，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車動力系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖如圖所示，動力系統(tǒng)的起點是發(fā)動機(jī)，動力經(jīng)離合器、變速器、萬向節(jié)、傳動抽、主減速器、差速器和驅(qū)動半軸傳至車輪，其能源來自燃料箱，燃料可以是柴油、汽油、液化石油氣、天然氣和醇類等，用完之后可通過加油站補充。相對于加油站而言，它由公用超快充電站。這取決于制造商對整車檔次的定位和用途以及市場界定、市場細(xì)分。電機(jī)及調(diào)速控制器的選用和配制對整車檔次和價位也有影響。純電動汽車之四大部件及公用充電站之大型充電機(jī)，專用電纜、線纜連接器乃至計費、收費系統(tǒng)，這是汽車行業(yè)新的零部件，沒它們將是無米之炊，沒做到位、不完善則是短腿受其制約。 將來符合國際和符合市場需求的純電動汽車必定遵守以下幾項：電動車輛研發(fā)制造運營必須符合國家各項相關(guān)法規(guī)。且具有耐久的壽命，具備超快充電（23C 以上電流）的11 / 49功能。根據(jù)車輛用途和行駛場合設(shè)定最高車速，且不得超過交通法規(guī)的限定值，以合理選擇電動機(jī)的功率和配置電池組容量。以目標(biāo)市場需求為依據(jù)，提供實用、合適車型滿足之，力求做到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、實用、功能諸方面的綜合統(tǒng)一。環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網(wǎng)絡(luò)、到位的服務(wù)。在驅(qū)動汽車時有時使用 12或 24 塊電池，有時則需要更多。噪聲對人的聽覺、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。 結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便電動汽車較內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小。但從發(fā)展的角度看，隨著科技的進(jìn)步，投入相應(yīng)的人力物力，電動汽車的問題會逐步得到解決。對電源系統(tǒng)的要求如下:(1) 高的比能量和能量密度；(2) 高的比功率和功率密度；(3) 快速充電和深度放電的能力；(4) 使用壽命長；(5) 自放電率小, 充電效率高；(6) 安全性能良好, 且成本低廉；(7) 免維修；(8) 對環(huán)境無危害, 可回收性好。由于鎘鎳電池性能價格比不如鉛蓄電池而且存在鎘污染，性能優(yōu)良的 MHNi 電池有可能13 / 49很快進(jìn)入市場。h/kg 能量密度 W14 / 49鋰電池工作原理：充電時鋰離子從氧化物正極晶格脫出，通過鋰離子傳導(dǎo)的有機(jī)電解液后遷移嵌入到碳負(fù)材料負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡工作原理。 LixMyOz 為鋰化過渡金屬氧化物。 微型電動車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電動汽車的動力性能與其驅(qū)動系統(tǒng)直接相關(guān)，當(dāng)前驅(qū)動方案主要有四種：機(jī)械驅(qū)動布置方案、機(jī)電集成化驅(qū)動布置方案、機(jī)電一體化驅(qū)動布置方案、輪轂電機(jī)驅(qū)動布置方案。代表車型比亞迪汽車公司的純電動汽車 ET。通常，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在 1000－1500r/min 左右，無任何減速裝置，電機(jī)的外傳子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同。16 / 49圖 輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式高速內(nèi)轉(zhuǎn)子的輪轂電機(jī)具有較高的比功率，質(zhì)量輕，體積小，效率高，噪聲小，成本低；缺點是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量增大，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受線圈損耗、摩擦損耗以及變速機(jī)構(gòu)的承受能力等因素的限制。輪轂電機(jī)動力系統(tǒng)由于電機(jī)電制動容量較小，不能滿足整車制動效能的要求，通常需要附加機(jī)械制動系統(tǒng)。電機(jī)應(yīng)用類型與特點分析輪轂電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)按照電機(jī)磁場的類型分為徑向磁場和軸向磁場兩種類型。 國內(nèi)外典型輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)日本慶應(yīng)義塾大學(xué)環(huán)境信息學(xué)部清水浩教授領(lǐng)導(dǎo)的電動汽車研究小組在過去的十幾年中，一直以基于輪轂電機(jī)的全輪驅(qū)動電動汽車為研究對象，至今已試制了五種不同型式的樣車。2022 年，最新推出了以鋰電池為動力源，采用 8 個大功率交流同步輪轂電機(jī)獨立驅(qū)動的電動大轎車 KAZ，最高時速達(dá)到 311km/h。圖 為 KAZ 的前、后輪轂電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)的永磁無刷直流電動機(jī)的額定功率為，峰值功率可達(dá)到 80kw，峰值扭矩為 670Nm，額定轉(zhuǎn)速為 950rpm，最高轉(zhuǎn)速為 1385rpm，而且額定工況下的平均效率可達(dá)到 %。為了提高輪轂電機(jī)的外形通用性，考慮在一定功率范圍內(nèi)的輪轂電機(jī)采用相同的外形結(jié)構(gòu)。對于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車，需要通過多級變速箱來近似實現(xiàn)理想的汽車驅(qū)動特性，如圖 所示。缺點是：（1）傳動鏈長，傳動效率低；（2）通常要求使用高轉(zhuǎn)速大功率電機(jī)，對電機(jī)性能要求高。所謂輪邊電機(jī)方式是指每個驅(qū)動車輪由單獨的電機(jī)驅(qū)動，但是電機(jī)不是集成在車輪內(nèi)，而是通過傳動裝置（例如傳動軸）連接到車輪。與輪邊電機(jī)方式相比，輪轂電機(jī)方式具有明顯的優(yōu)點，主要包括：（1）可以完全省略傳動的傳動裝置，整體動力利用效率大大提高；（2）輪轂電機(jī)使得整車總布置可以采用扁平化的底盤結(jié)構(gòu)型式，車內(nèi)空間和布置自由度得到極大的改善；（3）車身上幾乎沒有大功率的運動部件，整車的振動和噪聲舒適性得到極大改善；（4）輪轂電機(jī)方式便于實現(xiàn)四輪驅(qū)動驅(qū)動型式，有利于極大改善整車的動力性能；（5）輪轂電機(jī)作為執(zhí)行元件，利用響應(yīng)速度快和準(zhǔn)確的優(yōu)點便于實現(xiàn)包括線控驅(qū)動、線控制動以及線控整車動力學(xué)控制在內(nèi)的整車動力學(xué)集成控制，提高整車的主動安全性。這種布置難以充分發(fā)揮電動汽車的優(yōu)勢。 車輪獨立驅(qū)動技術(shù)的特點 電動汽車車輪獨立驅(qū)動系統(tǒng)是利用獨立控制的電動機(jī)分別驅(qū)動汽車的車輪，車輪之間沒有機(jī)械傳動環(huán)節(jié)。3) 對車輪采用制動能量回收系統(tǒng)，則可大大提高汽車能量利用效率，且與采用單電動機(jī)驅(qū)動的電動汽車相比，其能量回收效率也獲得顯著增加。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力） 、縱向反力、 （驅(qū)動力和制動力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩都要轉(zhuǎn)遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。2）獨立懸架其結(jié)構(gòu)特點是車橋做成斷開的，每一側(cè)的車輪可以單獨地通過彈性懸架與車架連接，兩側(cè)車輪可以單獨跳動，互不影響。另外。獨立懸架具有以下優(yōu)點：1） 在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨運動，而互不影24 / 49響，這樣在不平道路上行駛時可減少車架和車身的振動，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象。3） 采用斷開式車橋，發(fā)動機(jī)總成的位置便可降低和前移，使汽車質(zhì)心下降，提高了汽車的行駛穩(wěn)定性。獨立懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修不便。評價時常從以下幾個方面進(jìn)行：側(cè)傾中心高度 汽車在側(cè)向力的作用下，車身再通過左、右車輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時，相對于地面的瞬時轉(zhuǎn)動中心，稱為側(cè)傾中心。車輪定位參數(shù)的變化 車輪相對車身上下跳動時，主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角及車輪前束等定位參數(shù)會發(fā)生變化。橫向剛度 懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。因此，懸架占用的空間尺寸也用來作為評價指標(biāo)之一。不等長的雙橫臂式獨立懸架多應(yīng)用于轎車前輪上。目前，汽車上廣泛采用上下臂不等長的雙橫臂式獨立懸架（主要用于前懸架）和麥弗遜式獨立懸架。通常這