【正文】 分別對(duì)復(fù)合電源系統(tǒng)中兩個(gè)重要的部分分別進(jìn)行了容量計(jì)算 ， 最終結(jié)合市場(chǎng)情況確定了需要購(gòu)買的鉛酸蓄電池以及超級(jí)電容的型號(hào)參數(shù)和數(shù)量， 確保了所 選用的復(fù)合電源系統(tǒng)能夠滿足平臺(tái)車的正常行駛條件。作為連接步進(jìn)電機(jī)與轉(zhuǎn)向支柱的中間傳力裝置，聯(lián)軸器需要具有一定的剛度，能夠傳遞一定的力矩。 因此電動(dòng)機(jī)的 額定 輸出轉(zhuǎn)矩為 ： GT=T we （ 44） 式中： G減速機(jī)減速比，本文中選取 G=10。 （ 1） 輪胎 轉(zhuǎn)向力矩的計(jì)算 汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向系各個(gè)零件都會(huì)受到力的作用。 m，其實(shí)物圖如圖 所示。 （ 2）以最大爬坡度勻速爬坡 假設(shè)平臺(tái)車以最大爬坡速度 5km/h 在坡度 30176。在結(jié)構(gòu)上電動(dòng)車刪減了一些傳統(tǒng)汽車上的部件，如：離合器、差速器、傳動(dòng)軸和變速器等，大大簡(jiǎn)化了底盤的結(jié)構(gòu)，使得整車質(zhì)量大幅減輕，從而在一定的程度上達(dá)到了整車的輕量化，而且給底盤系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)智能化方面創(chuàng)造了非常有利的條件。接下來對(duì)車架進(jìn)行 有限元分析的 網(wǎng)格劃分，經(jīng)網(wǎng)格劃分之后的車架如圖 ： 圖 車架網(wǎng)格劃分圖 （ 2）施加約束與載荷 在網(wǎng)格劃分之后，需要對(duì)車架施加約束與載荷。在考慮工業(yè) 6060W 鋁型材 尺寸的情況下，最終確定本車架由 120mm、 230mm和 780mm 的鋁型 材各 4 根通過角件與螺栓連接而成 ，裝配后的車架尺寸（長(zhǎng) 寬 高）為900230240mm。其車身尺寸為 **， 前后兩 軸距 為 。結(jié)合以前在校捷能車隊(duì)制作節(jié)能賽車的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)之初計(jì)劃通過購(gòu)買鋁管，切割成合適的長(zhǎng)度后焊接成車架 ， 考慮到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間、經(jīng)費(fèi) 等等因素 ，以及 出于方便安裝調(diào)試的目的 ， 最終決定 車架主體選用 工業(yè) 6060W鋁型材 ，這種鋁型材強(qiáng)度高、尺寸定制性好、連接方便、拆卸簡(jiǎn)單。因此，按照所選超級(jí)電容器組的參數(shù)重新計(jì)算該電容器組所包含的最大能量，確定其滿足能量要求。 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 表 鉛酸蓄電池參數(shù) 額定容量 25 單節(jié)額定電壓 12V 單節(jié)質(zhì)量 尺寸（ mm） 175166118 總電壓 36V 電池節(jié)數(shù) 3 超級(jí)電容器參數(shù)匹配 在進(jìn)行超級(jí)電容器的參數(shù)匹配時(shí)， 首先必須要滿足車輛在加速和進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)候的能量需求，其次要綜合考慮其質(zhì)量、體積、價(jià)格、效率等等問題。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的參數(shù)要求， 本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的 蓄電池電壓等級(jí)取為 36V。目前，常用的純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池是鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池這三種動(dòng)力蓄電池的簡(jiǎn)單性能對(duì)比如表 所示。當(dāng)車輛穩(wěn)定行駛時(shí)， 驅(qū)動(dòng) 車輛 行駛 所需要 的功率全部都由鉛酸蓄電池供給。 本章小結(jié) 本章 主要從復(fù)合電源系統(tǒng)、底盤結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面分別 簡(jiǎn)要概述了一下本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)車的總體設(shè)計(jì)方案，并展示了部分結(jié)構(gòu)圖示。 復(fù)合電源系統(tǒng)一般由分別具有高比能量、高比功率的兩個(gè)或者多個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置構(gòu)成，因?yàn)樾枰ㄟ^復(fù)合電源系統(tǒng)為平臺(tái)車供電，以達(dá)到平臺(tái)車的各項(xiàng)功能，所以必須對(duì)復(fù)合電源系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存裝置進(jìn)行容量計(jì)算。 第三章， 復(fù)合電源系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)。 除此之外，微型無人車輛在太空探索方面發(fā)揮了重要作用。 此外美國(guó)的福特汽車公司，日本的豐田汽車公司、本田汽車公司，德國(guó)的大眾、寶馬汽車公司等等世界知名汽車公司紛紛展開對(duì)燃料電池汽車以及由燃料電池和鉛酸蓄電 池構(gòu)成的復(fù)合電源系統(tǒng)的研究，并各自推出多臺(tái)燃料電池汽車和復(fù)合電源概念電動(dòng)車。 基于目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油等傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源 持續(xù)增長(zhǎng)的 需求 ， 石油等傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源短缺 問題將是制約世界實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大重要 戰(zhàn)略與 發(fā)展問題。 關(guān)鍵詞： 平臺(tái)車；復(fù)合電源系統(tǒng)；微型無人車輛 ；四輪驅(qū)動(dòng)；四輪轉(zhuǎn)向；通用開發(fā)平臺(tái) Abstract II Abstract The design of the fourwheel steering electric platform car is a small size, light weight, with a certain capacity through the microunmanned uses the posite power supply system to output energy, the use of wheel motor to provide the driving force of the platform car, the use of stepper motor to control the platform car platform can carry out some scientific experiments in the case of carrying the relevant experimental equipment, and can also be used as emergency rescue facilities after the relevant equipment, after the earthquake,fire and other natural disasters into the rescue personnel can not enter the area to rescue the search and rescue As well as disaster detection work, can also be a mon development platform for future developers to develop this as a basis to develop more content to enrich its function. The goal of this project is to design and produce a fourwheel steering platform with practical value in the field of engineering applications based on the currently available platform should be costeffective and developable,both as a load a variety of equipment to work on the platform,but also as a field of engineering researchers mon development platform. Based on the analysis of the current situation of posite power system and micro unmanned vehicle at China and abroad,this paper presents a new fourwheel drive and fourwheel steering platform based on posite power main body of the platform is posed of 6060W industrial connection system and the drive system are mounted on two aluminum plates fixed to the posite power system is mounted on the frame,and the other controllers and harnesses are placed inside the platform has a simple structure, small size,with the basic structure of microunmanned vehicles,and can add equipment in the late to carry out various experiments,but also directly as a mon development platform for other research. Keywords:Platform Car。其使用復(fù)合電源系統(tǒng)輸出能量，使用輪轂電機(jī)提供平臺(tái)車行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，使用步進(jìn)電機(jī)來控制平臺(tái)車轉(zhuǎn)向。Fourwheel Drive。 微型無人車輛是指體積小、重量輕、具有一定通過能力的微型智能車輛平臺(tái) [3]。而吉林大學(xué)則在國(guó)家“ 863”子項(xiàng)目基金的支持下， 承擔(dān)對(duì)解放牌混合動(dòng)力客車的 設(shè)計(jì)開發(fā) 和 相關(guān)車用設(shè)備的實(shí) 驗(yàn) ，并在此基礎(chǔ)上完成了蓄電池 超級(jí)電容器復(fù)合電源系統(tǒng)的理論和仿真分析研究，并在 dSPACE上完成了硬件在環(huán)仿真與臺(tái)架測(cè)試的工作 [1]。 論文結(jié)構(gòu)安排 本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文整體結(jié)構(gòu)分為 五 個(gè)章節(jié)，每個(gè)章節(jié)的主要內(nèi)容如下： 第一章，概述。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將本四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)車 的底盤 分成了三個(gè)部分— 車架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在每一節(jié)分別對(duì)該 四輪轉(zhuǎn)向 平臺(tái)車的車架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了容量計(jì)算與選型設(shè)計(jì) ，并對(duì)車架進(jìn)行了強(qiáng)度有限元分析 。其中，主體車架設(shè)計(jì)包括主體車架的選材設(shè)計(jì)以及三維建模 ，以及車架的強(qiáng)度有限元分析 ；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型、功率計(jì)算和懸架設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)的選型、功率計(jì)算和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝。 有資料表明 在汽車常用的能量?jī)?chǔ)存裝置中 ，所具有的比能量比較高的是 電化學(xué)蓄電池和燃料電池，而 所具有的 比功率比較高的則是 超級(jí)電容器和飛輪電池。當(dāng)車輛在加速或者爬坡時(shí)，蓄電池輸出 的功率小于最大穩(wěn)態(tài)行駛功率，而超級(jí)電容器組則作為輔助功率輸出裝置負(fù)責(zé)輸出 超過 最大穩(wěn)態(tài)行駛功率 的那部分功率 。另外，由于其問世時(shí)間更早，應(yīng)用更廣泛，因而鉛蓄電池的技術(shù)也相對(duì)成熟。 車輪滾動(dòng)半徑 （ m） 滾動(dòng)阻力系數(shù) f 傳動(dòng)系機(jī)械效率 迎風(fēng)面面積 A（ m2） 風(fēng)阻系數(shù) Cd 假設(shè) 平臺(tái)車以速度 v（ km/h） 勻速 行駛，其行駛 S（ km）時(shí)所需的能量 可由式（ 32）、（ 33）計(jì)算： v) AvCm gf(η36001 2d ?+=P （ 3 ） v/Pt sP==W （ 33） 式中： ? 整車傳動(dòng)系機(jī)械效率； dC 風(fēng)阻系數(shù)； f 滾動(dòng)阻力系數(shù)； A 車輛迎風(fēng)面面積 （ m2） ； P 汽車以速度 v 行駛所需的功率（ kW）； W 汽車以速度 v 行駛距離 S 所需 要 的能量（ kWh）。 平臺(tái)車行駛時(shí)的動(dòng)能計(jì)算公式如下： 2k mv21W = （ 35） 根據(jù)超級(jí)電容器組的最高電壓值和最低電壓值的限制，可以得到超級(jí)電容器中所存儲(chǔ)的最大能量為： )U(C21W 22UpUCUC L owU= （ 36） 式中： UCC 超級(jí)電容電容量； UpU — 超級(jí)電容器組最高電壓值； LowU — 超級(jí)電容器組最高電壓值。 表 超級(jí)電容器組參數(shù) 額定容量 （ F） 70 額定電壓 （ V） 單體額定容量 （ F） 10 單體額定電壓 （ V） 比能量 （ Wh/kg） 比功率 （ kW/kg） 串聯(lián)數(shù)量 7 總質(zhì)量 （ kg） 工作溫度范圍 （ ℃ ） 40～ +60 工作壽命 （ h） 90000 本章小結(jié) 本章介紹了復(fù)合電源 系統(tǒng) 的概念， 并 對(duì)復(fù)合電源 系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了闡 述。 該 工業(yè) 6060W 鋁型材截面 尺寸及材料性能參數(shù) 如圖 和表 所示 ： 圖 工業(yè) 6060W 鋁型材截面尺寸 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 表 歐標(biāo) 6060W 工業(yè)鋁型材性能 材料 鋁 6063T5 尺寸 60*60mm 單位質(zhì)量 集合慣性 4x ? 4y ? 截面慣性 4x cm261Z ?? 4y cm261Z ?? 彈性模量（ MPa） 72021 泊松比 平臺(tái)車車架尺寸 計(jì)算 車架的尺寸是一個(gè)重要參數(shù)，由于車架上需要安裝大量設(shè)備，空間和承載能力非常重要[3]。 h） 82 整備質(zhì)量（ kg） 2380 最高車速（ km/h） 140 車長(zhǎng)（ mm） 4560 車寬（ mm） 1822 車高（ mm） 1630 軸距（ mm） 2830 前輪距（ mm） 1585 后輪距（ mm） 1560