【正文】 中超級電容器的最低能量容量必須滿足車輛在最高車速下再生制動所能回收的總能量要求或加速到最高車速時車輛所需釋放的總能量要求。 此外 ，本章還對蓄電池和超級電容器這兩個復(fù)合電源系統(tǒng)中重要的儲能裝置進行了選型，并根據(jù)整車行駛要求，分別對蓄電池和超級電容器 進行了參數(shù)計算和匹配。 本章第一節(jié)有提到，本次設(shè)計是將 3 種不同長度、每種長度 4 根共 12根工業(yè) 6060W 鋁型材，通過機加工的角件以及螺栓進行連接與固定，組裝成一個鋁型材立方體框。由于平臺車的結(jié)構(gòu)尺寸相比汽車要小很多，因此，設(shè)計的時候，在這兩個尺寸的基礎(chǔ)上進行了等比例縮小，最終，本次平臺車采用比亞迪 E6近似 1/3車型大小進行設(shè)計。本文使用 ANSYS Workbench 對車輛進行強度 有限元 分析。該鋁型材屈服應(yīng)力 MPa370=σs ，安全系數(shù) s=，其許用應(yīng)力 [ ] MP =sσ=σ s ，因此 [ ]σσ ，另外最大變形量也很小，故認為本次畢業(yè)設(shè)計平臺車車架強度符合要求。通過分析電動汽車的在行駛過程中的運轉(zhuǎn)情況可以得到 :輪轂電機的最大轉(zhuǎn)矩主要出現(xiàn)在下面三種情況 [5]： （ 1）以最高速度在平直路面均速行駛 假設(shè)平臺車在平直路面以最高車速 30km/h 均速直線行駛，其受到的阻力為 ： =Gf+F 2ad阻力 （ 41） 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 式中： G平臺車重力； f— 行駛滾動阻力系數(shù)，本文取 f=； Cd— 風(fēng)阻系數(shù)，本文取 Cd=； A— 迎風(fēng)面積，本文取 A=； ua— 平臺車速度。此時，輪轂電機功率為： a阻力t uFη1P==450W 電動機扭矩為： rT=F阻力 =步進電機是 將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機， 是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 ,廣泛地應(yīng)用在各種計算機控制的自動系統(tǒng)中。 將數(shù)據(jù)代入式（ 43）可得 wT =18820N m，額定電流 ；選擇使用減速比為 1： 10 的行星齒輪減速機。 m） 25 最大扭矩（ N 實物設(shè)計成果展示 本次畢業(yè)設(shè)計的題目為四輪轉(zhuǎn)向平臺車的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，接下來將對本次實物設(shè)計的成果進行展示： （ 1）車架 本次畢業(yè)設(shè)計實物設(shè)計的 四輪轉(zhuǎn)向平臺車的 車架選用 6060W 工業(yè)鋁型材，通過鋁合金角件與螺栓連接而成，其尺寸（長 寬 高）為 900230240mm。 在 有條件進行車架實際模型有限元分析的話，其有限元分析的應(yīng)力分布和應(yīng)力值以及最大變形量將會更精確。也感謝你們鼓勵我繼續(xù)求學(xué)，雖然因為放松警惕已經(jīng)失敗了一次，但是我想下一次我一定會努力考取理想的學(xué)校。除此之外，我還必須感謝本科期間能加入在 xxxx老師指導(dǎo)下的校 xxxx車隊，也感謝 xxxx老師對我在 xxxx車隊期間的指導(dǎo)，讓我可以對課本上的東西有進一步深入的了解，讓我有學(xué)以致用的機會。 在這里預(yù)祝 xxxxxxxxxxx 辦學(xué)越來越好，教學(xué)水平越來越高！ 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 參考文獻 [1] 陸建康 . 微型純電動汽車復(fù)合電源系統(tǒng)設(shè)計研究 [D].南京航空航天大學(xué) ,2021. [2] 閆曉金 ,潘艷 ,寧武 ,陳永真 . 超級電容 蓄電池復(fù)合電源結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計 [J]. 電力電子技術(shù) ,2021,(05):7577. [3] 程思聞 . 通用微型無人車輛平臺系統(tǒng)實現(xiàn)與試驗研究 [D].北京化工大學(xué) ,2021. [4] 張顯科 . 電動汽車輪轂電機驅(qū)動控制器的研究 [D].大連交通大學(xué) ,2021. [5] 宋志強 . 輕型低速電動汽車用輪轂電機的研究與開發(fā) [D].浙江農(nóng)林大學(xué) ,2021. [6] 劉寶志 . 步進電機的精確控制方法研究 [D].山東大學(xué) ,2021. [7] 周國新 . 車輛車架的強度分析 [J]. 機械工程與自動化 ,2021,(05):8283. [8] 王望予 . 汽車設(shè)計 第 4版 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， [9] 余志生 . 汽車理論 第 5版 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， [10]呂建國，胡仁喜，康士廷 . ANSYS 第 3版 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， [11]王睿，胡凡金 . ANSYS Workbench 工程數(shù)值分析技術(shù)與應(yīng)用實例 [M]. 北京：中國鐵道出版社， [12]許京荊 . ANSYS Workbench工程實例詳解 [M]. 北京：人民郵電出版社， 。感謝本科四年來您們教給我車輛工程專業(yè)的相關(guān)知識，提升我的專業(yè)技能。感謝這一個多學(xué)期以來 xxxx老師在對我的畢業(yè)設(shè)計過程中的指導(dǎo)。后續(xù)完善轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)設(shè)計的情況下，平臺車的功能將更加完善，將能發(fā)揮出重要的研究作用以及實驗價值。 m。首先進行了 該平臺車車架的設(shè)計，然后 對平臺車進行了必要的強度校核，接著 進行了平臺車驅(qū)動系統(tǒng)的選型與容量計算，最后 進行了平臺車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計與容量計算。 m） 額定電流（ A） 相電阻（Ω） 相電感（ mH） 引線數(shù) 4 轉(zhuǎn)動慣量（ g m。 轉(zhuǎn)向系總體設(shè)計方案 平臺車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)選用直流步進電機，通過支架將步進電機、減速機固定在安裝在車架上的輪系安裝板上，通過聯(lián)軸器將減速機輸出軸與 圖 驅(qū)動系統(tǒng)三維圖所示的轉(zhuǎn)向支柱相連，從而實現(xiàn)扭矩從步進電機到減速機再到輪系的傳遞。 綜上所述，可得到電機的最大功率為 450W，最大輸出扭矩 此時，輪轂電機功率為： a阻力t uFη1P==211W 電動機扭矩為： rT=F阻力 = 隨著人們對電動汽車性能要求的不斷提高 , 在電動汽車多種電力驅(qū)動系統(tǒng)形式中，輪轂式驅(qū)動電機系統(tǒng)的電動汽車越來越受到人們的青睞，在新能源汽車行業(yè)發(fā)展中輪轂電機系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)形式將成為主要趨勢 [4]。由于本人計算機硬件配置的原因，在對截面形狀鋁型材車架幾何模型進行表格劃分時多次嘗試而沒有結(jié)果，因此，最后對該平臺車車 架進行了簡化處理，將車架各根型材的截面簡化成了正方形， 該簡化幾何模型如圖 所示： 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 圖 基于 DM 組件的車架幾何模型 基于 Mechanical 組件的靜力結(jié)構(gòu)有限元分析 在上一步基于 DM 組件建立了車架的幾何模型以后，在 Mechanical 組件中完成后續(xù)分析流程。 由于本次設(shè)計采用桁架式車架，因此上面得出的前輪距以及車高并不是該車架的實際尺寸。 比亞迪 E6是一款純電動 的 四驅(qū) 乘用 車，是比亞迪 汽車公司 在 F3DM之后再次打造的第二款新能源車型。另外，考慮到可以在日后豐富本四輪轉(zhuǎn)向平臺車的功能，也需要留出一定的設(shè)計空間，以為日后的設(shè)計留下便利。由式（ 39） 計算得超級電容器的電容量 = 。又由于在選取蓄電池容量的時候必須滿足： WWbattery （ 34） 另外需要 對蓄電池的容量設(shè)計留有 一定的設(shè)計余量，故選擇蓄電池容量為 25Ah。蓄電池在進行容量計算的時候，其性能參數(shù)要滿足 系統(tǒng)的電壓等級要求、能量要求、功率要求、最大充放電電流要求等 [1]， 然而因為有超級電容器補償放電的原因，復(fù)合電源系統(tǒng)能量儲存裝置中的鉛酸蓄電池在進行參數(shù)匹配的時候只需要滿足電壓等級要求和能量要求 。當(dāng)車輛進行制動或者下坡行駛時，電動機會反饋部分再生制動功率，此時的再生制動功率由超級電容器組獨自吸收，而為了防止鉛酸蓄電池受到大功率的沖擊 ，鉛酸蓄電池在車輛進行再生制動時不吸收再生制動功率。 如果不添加這個功率分配控制器，將導(dǎo)致 蓄電池 與超級電容器的輸出端電壓相等，從而 使得 超級 電容器 只能在蓄電池輸入輸出功率發(fā)生快速變化時提供功率輔助， 而無法控制 其負載均衡 。 相比通過直流電機以及聯(lián)軸器、減速器構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)重量大、體積笨重、安裝不易，輪轂電機具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等等 優(yōu)點，故此本次設(shè)計選用輪轂電機作為本四輪轉(zhuǎn)向平臺車的驅(qū)動裝置，選配 10 寸橡膠輪胎。 四輪轉(zhuǎn)向電動平臺車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 第二章 總體設(shè)計方案 本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容主要 可以 分成兩個部分 ， 其中 一 個部分 是復(fù)合電源 系統(tǒng) 的選型與設(shè)計，另一個 部分 是平臺車的底盤結(jié)構(gòu)選型 與 設(shè)計，下面將對這兩點設(shè)計的總體設(shè)計方案進行簡要概述。這一章是對本次 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)與內(nèi)容作了一下總體概述， 從總體上 描述了一下本次畢業(yè)設(shè)計的 所做的 工作。第二次世界大戰(zhàn)之后 ，前蘇聯(lián)開始 了 對無人車輛 方面 的相關(guān) 研究， 1980 年左右 ，美國 斯坦福大學(xué) 、麻省理工學(xué)院等 高等院校的科研機構(gòu)開始了在無人地面車輛 方面 的研究。 研究現(xiàn)狀及已有成果 最初的復(fù)合電源系統(tǒng)是通過將燃料電池和鉛酸蓄電池進行并聯(lián)之后組成的。 在過去的一個多世紀 里 ， 全球經(jīng)濟在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展 的 推動下有了長足的發(fā)展，然而與此同時，全球傳統(tǒng)能源資源緊缺和全球生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化等問題也隨之而來 。 在分析國內(nèi)外復(fù)合電源系統(tǒng)、微型無人車輛研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)下，該論文提出了一種新型基于復(fù)合電源系統(tǒng)的 四輪驅(qū)動、 四輪轉(zhuǎn)向平臺車，該平臺車 車架 主體由 6060W 工業(yè)鋁型材連接而成，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及驅(qū)動系統(tǒng)安裝在 兩塊固定在車架上的鋁板上 ，復(fù)合電源系統(tǒng)裝在車架上，其他控制器、線束置于車架內(nèi)部 。 本課題的目標是依據(jù)當(dāng)前可以達到的技術(shù)，設(shè)計并制作出一 個可以在工程應(yīng)用領(lǐng)域具有實際使用價值的 四輪轉(zhuǎn)向平臺車，該平臺車應(yīng)當(dāng)兼顧成本實用性、可開發(fā)性，既可以作為裝載各種設(shè)備進行工作的平臺，也可以作為工程領(lǐng)域研究人員通用的開發(fā)平臺。Universal Development Platform 目錄 III 目錄 摘 要 ...........................................................................................................................I Abstract ........................................................................................................................ II 第一章 概述 .................................................................................................................. 1 選題背景與研究意義 ........................................................................................... 1 研究現(xiàn)狀及已有成果 ........................................................................................... 1 本課題的設(shè)計內(nèi)容 ............................................................................................. 3 論文結(jié)構(gòu)安排 .................................................................................................... 3 第二章 總體設(shè)計方案 ................................................................................................. 4 復(fù)合電源選型設(shè)計 .............................................................................................. 4 底盤結(jié)構(gòu)選型設(shè)計 .............................................................................................. 4 主體車架設(shè)計 ........................................................................................... 4 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 .......................................