【正文】 ........ 5 電動車目前所面臨的主要問題 ..................................... 6 續(xù)駛里程有限 : .......................................... 6 蓄電池使用壽命問題 : .................................... 7 電動汽車價格昂貴 ....................................... 7 間接污染嚴(yán)重 ........................................... 7 電動車的未來發(fā)展方向 ........................................... 8 電動觀光車市場調(diào)查 ............................................ 10 第二章 本次設(shè)計題目的要求及設(shè)計參數(shù)選擇與分析 .................. 13 設(shè)計目的和要求以及總體構(gòu)想 .................................... 13 城市輕型電動旅游觀光車設(shè)計的總體設(shè)計。國外大汽車公司投入遠(yuǎn)比我國更多的資金和人力，已投入批量生產(chǎn)的電動汽車產(chǎn)品也寥寥無幾。 就在前不 久目前 ,我們的城市武漢剛獲批了國家綜合配套實驗區(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)?，F(xiàn)在是世界上最熱門的話題 .在汽車方面 ,發(fā)展電動汽車刻不容緩 .在電動汽車的商業(yè)化運作上，無論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場開發(fā)方面。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 電動車的歷史 電動車的發(fā)展史比燃油汽車更長，世界上第一輛機動車就是電動車。盡管電動車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，但是電動車的美好前景仍然激勵著人們鍥而不舍地開發(fā)新型電動車，改善其性能。從技術(shù)發(fā)展的角度來看，在走過了漫長而艱難的發(fā)展歷程之后，電動車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。因此我們必須開發(fā)出清潔、高效、智能的交通車輛，才能使 2l 世紀(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 的交通可持續(xù)發(fā)展。在改善交通安全和道路使用方面，電動汽車更容易實現(xiàn)智能化。四年后 Robert davidson 也制造廠一輛用干電池驅(qū)動的電動汽車。在當(dāng)時的美國．每年銷售的 4200 輛汽車中有 38％是電動汽車， 22％是燃油汽車， 40％是蒸汽機汽車。到 1912 年．美國有 34000 輛電動汽車注冊。 1911 年， Kettering 發(fā)明了汽車起動機，使得燃油汽車比依賴于方便駕駛的電動汽車來說更具吸引力，從此打破了電動汽車在市場的主導(dǎo)地位。而直到近 30 年，能源危機和石油短缺才使得電動汽車重獲新生。歐洲的許多國家，尤其是法國、德國、意大利和英國都發(fā)起了進(jìn)入電動汽車市場的電動汽車發(fā)展計劃 ，其中較活躍的汽車公司有雪鐵龍、雷諾、寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、大眾、歐寶、菲亞特等。 電動車分為三大類型純電動汽車，混合動力電動汽車和燃料電池汽車。到 20 世紀(jì) 90 年代，歐美發(fā)達(dá)國家紛紛制定了汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。 蓄電池使用壽命問題 : 普通蓄電池充放電次數(shù)僅為 300~400 次，即使性能良好的蓄電池充放電次數(shù)也不過 700~900 次，按每年充放電 200 次計算，一個蓄電池的壽命最多為 4 年，與燃油汽車的壽命相比太短。但它要求的工作環(huán)境較苛刻．且其沽性物質(zhì)具有強腐化性并易爆炸。例如，現(xiàn)有電動汽車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上時，就必然要擠占轎車的行李廂空間。h ，成本太高，用戶難以承受。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 電動車的未來發(fā)展方向 自上世紀(jì)爆發(fā)石油 危機后，不少跨國汽車公司都開始研制電動汽車。上文已經(jīng)提到電動車問世以來，主要有三種形式，即純電動車、混合動力汽車和燃料電池電動車。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力的電動車已投入商業(yè)運行，表現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。 PRIUS汽車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)于普通汽車的 1/2，最高時速達(dá) 140 公里。日本媒體認(rèn)為燃料電池技術(shù)，將成為 21 世紀(jì)汽車工業(yè)的核心技術(shù)， 誰掌握了這種技術(shù)開發(fā)主導(dǎo)權(quán)，誰將成為汽車業(yè)的領(lǐng)袖。但是這將會產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，總的來說，這類化學(xué)反應(yīng)除了電能，就只產(chǎn)生水，因此，燃料電池車被 稱為“地道的環(huán)保車”。 在上世紀(jì)我國已經(jīng)錯失了汽車工業(yè)的黃金發(fā)展期。 西湖景區(qū)電動警車性能參數(shù) 圖 17 西湖景區(qū)電動警車使用情況 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 18 使用過程匯總的優(yōu)缺點 圖 19 圖 110 西湖景區(qū)警車 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 據(jù)調(diào)查西湖景區(qū)的警車是由蘇州益高 EG6152 型（圖 111）電動車改裝的，在 EG6152 基礎(chǔ)上設(shè)計了車門和車窗 圖 111 蘇州益高 EG6152 在今天我也將要畢業(yè)，希 望能用自己的微薄力量，幫住我國占領(lǐng)新能源汽車業(yè)的高地。 我的畢業(yè)設(shè)計題目是 城市輕型電動旅游觀光車設(shè)計的總體設(shè)計。這是因為它行駛的路線比較特殊，只是在某一區(qū)域行駛，路況比較好，行駛速度較低。 另外就是電機的選擇了，大概估計了下所要設(shè)計的電動車的總重量，（按 8 個人的體重加上車重）依據(jù)這個總重量和最高車速來初選電機的功率，然后在進(jìn)行計算驗證，最后再得出符合要求的電機。使整個結(jié)構(gòu)簡單明了。由于直流電機的換向器需保養(yǎng)，又不適合高速運轉(zhuǎn)，除小型車外，目前一般已不采用。 機驅(qū)動系統(tǒng) 異步電機其特點是結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動，低噪聲，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高。 內(nèi)置式永磁同步電機也稱為混合式永磁磁阻電機。當(dāng)前，美國汽車公司同行在新車型設(shè)計中主要采用內(nèi)置式永磁同步電機。 永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)低速時常采用矢量控制，高速時用弱磁控制。 我所選用的是 無刷永磁同步電機 ，是美國進(jìn)口的的電機。 盡管這么多的性能先進(jìn)電池出現(xiàn)，要使純電池的電動汽車商業(yè)化，卻存 在著許多差距，它面臨著能量儲備，使用壽命，比功率和成本低廉等關(guān)鍵技術(shù)問題。 正極上發(fā)生的反應(yīng)為 LiCoO2=充電 =Li1xCoO2+Xli++Xe(電子 ) 負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為 6C+XLi++Xe=====LixC6 電池總反應(yīng)： LiCoO2+6C=Li1xCoO2+LixC6 我設(shè)計的采用鋰離子電池。那么下面就要根據(jù)電動車的續(xù)行駛里程來決定電池的容量。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 電動車前后懸架的 確定 懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力 扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。 非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件與車架 (或車身 )相連。若一側(cè)車輪相對于車架 (或車身 )的位置發(fā)生變化時，另一側(cè)車輪不受影響（圖 b）。因為它結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最為廣泛，成本也 較低，又能滿足車一定的舒適性；后軸采用鋼板彈簧非獨立懸架，最簡單最便宜而又實用的懸架。 根據(jù)驅(qū) 動方式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種。如果把橫梁比做身體，轉(zhuǎn)向節(jié)就是他左右搖晃的腦袋，脖子就是我們常說的主銷，車輪就裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，仿佛腦袋上帶了個草帽。這根驅(qū)動軸因被位于橋殼中間的差速器一分為二，而變成了兩根半軸。前橋為轉(zhuǎn)向橋，后橋為驅(qū)動橋。胎冠較厚且有堅硬的帶束層，不易刺穿；行駛時變形小，可降低油耗 3%～ 8%。 我所設(shè)計的校園電動車，所選擇的汽車輪胎是昌河面包原裝輪胎： 萬通 195/65R 1588H 195：輪胎寬（ mm） 65 ：扁平率（胎高 /胎寬） R ：子午線結(jié)構(gòu) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 15 ：輪胎直徑 88 ：載重指數(shù) H ：速度代號（最高安全極速是 210Km/h） 車架 就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。大梁車架的原理很簡單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個鋼架，然后在這個鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個鋼架就是名 副 其實的 “車架 ”。針對大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問題，承載式車架的意念是用金屬制成堅固的車身，再將發(fā)動機、懸架等機械零件直接安裝在車身上。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 承載式車架是目前轎車的主流，因為這種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)。但是對于少量生產(chǎn)的轎車又如何呢？雖然可以采用共用平臺策略，但所謂的 “共用平臺 ”能共用的只是懸架、傳動系統(tǒng)等底盤部件，承載式的車架由于必須與車身形狀吻合，對于不同的車身造型是不能共用車架的。我所設(shè)計的電動車車架也是鋼管式車架，它結(jié)構(gòu)簡單，便于自由設(shè)計，生產(chǎn)工藝簡單，有利于降低汽車的制造成本。 圖 42 輸出方式 制動系 汽車制動器中有兩種形式，鼓式制動器和盤式制動器 。 典型的鼓式制動器主要由底板、制動鼓、制動蹄、輪缸（制動分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。當(dāng)制動時，輪缸活塞推動制動蹄壓迫制動鼓，制動鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動。 為了保持良好的制動效率，制動蹄與制動鼓之間要有一個最佳間隙值。當(dāng)間隙增大時，制動蹄推出量超過一定范圍時，調(diào)整間隙機構(gòu)會將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個齒接合的位置，從而增加連桿的長度，使制動蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。 盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定， 在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠(yuǎn)高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 故盤式制動器的散熱性很好。發(fā)動機后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動機的高溫和噪聲對駕駛員的影響。 我所設(shè)計的電動汽車的 傳動系統(tǒng)是電力式傳動系統(tǒng)，它和燃油汽車的靜液式傳動系統(tǒng)有些類似。驅(qū)動橋殼應(yīng)有足夠的強度和剛度且質(zhì)量小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。 我所設(shè)計的電動汽車采用的是整體式后軸驅(qū)動橋，主減速器和差速器是做成一體的，而電機固定在后軸上，利用齒輪連接 直接與主減速器嚙合，省去了萬向傳動裝置。 設(shè)計方向一 圖 41 設(shè)計方向 一 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 42設(shè)計方向二 圖 43 座椅桶設(shè)計方案 座椅下方安裝蓄電池，安裝三個電池，所以設(shè)計成三個格子形狀，其上方三個乘客和內(nèi)部三個蓄電池相 關(guān)聯(lián)。 定位 SgRP 并確定設(shè)計 H 點調(diào)節(jié)軌跡 SgRP=+(H30) 定位 HPD 將 HPD 的 H 點與 SgRP 從何，保持 HPD 的座椅墊角 A27軀干角 A40腰部支撐量 L811 和側(cè)向中心線位置 W201 的目標(biāo)一致。 i 取 后汽車的最高速度發(fā)生了變化，要重新計算：由公式（ 2）可得， m a x m a x2 0 0 0 0 . 1 9 0 50 . 3 7 7 0 . 3 7 7 2 4 . 7 6 5 / 2 5 /5 . 8a nru k m h k m hi ? ?? ? ? ? ? ? 最后要驗證的是汽車的續(xù)行駛里程： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 即汽車的續(xù)行駛里程也符合要求，通過以上的驗證，可知所取參數(shù)都符合要求。 在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，越來越發(fā)現(xiàn)自己對于汽車知識的匱乏。但是對于汽車的了解一樣在很表面的程度。另外在這之中學(xué)到的設(shè)計能力和解決問題的能力，對我以后的學(xué)習(xí)和工作將會有巨大的影響和幫助。因為是第一次做這樣重要的設(shè)計，所以在做的過程中會遇到很多問題。在此之中，我們不僅僅學(xué)到了知道，也從中得到了團(tuán)結(jié)協(xié)作的快樂。在此，我對你們衷心的說聲