【文章內(nèi)容簡介】 、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。 異步電機矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機驅(qū)動系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，因此被較早應(yīng)用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，目前仍然是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主流產(chǎn)品（尤其在美國），但已被其它新型無刷永磁牽引電機驅(qū)動系統(tǒng)逐步取代。 最大缺點是驅(qū)動電路復(fù)雜，成本高；相對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低。 無刷永磁同步電機可采用圓柱形徑向磁場結(jié)構(gòu)或盤式軸向磁場結(jié)構(gòu)，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，在電動車輛牽引電機中是強有力的競爭者，已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲得應(yīng)用。 內(nèi)置式永磁同步電機也稱為混合式永磁磁阻電機。該電機在永磁轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上迭加了磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩的存在有助于提高電機的過載能力和功率密度，而且易于弱磁調(diào)速，擴大恒功率范圍運行。內(nèi)置式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計理論正在不斷完善和繼續(xù)深入，該機結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計自由度大，有望得到高性能，適合用作電動汽車高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動。這些引起了各大汽車公司同行們的關(guān)注，特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。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。 表面凸出式永磁同步電機也稱為永磁轉(zhuǎn)矩電機，相對內(nèi)置式永磁同步電機而言，其弱磁調(diào)速范圍小，功率密度低。該結(jié)構(gòu)電機動態(tài)響應(yīng)快，并可望得到低轉(zhuǎn)矩脈動，適合用作汽車的電子伺服驅(qū)動，如汽車電子動力方向盤的伺服電機。 無位置傳感器永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)也是當(dāng)前永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)研究的一個熱點，將成為永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一，具有潛在的競爭優(yōu)勢。 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。要選擇合適的電機，首先要知道電動車所需要的功率。電機的功率計算所需的公式如下，汽車的總重量是估算的，后面會進行驗證。.....................................................................（1）：機械效率（）：汽車總重（N）：良好路面上的汽車的行駛阻力系數(shù)（）：汽車車速（Km/h）：空氣阻力系數(shù)（）：汽車迎風(fēng)面積對于我所設(shè)計的電動汽車總重量，我估算總質(zhì)量為1300kg，即12740N最高車速為設(shè)計要求的25km/h迎風(fēng)面積A=車寬車高 其中車寬暫定為1448mm 車高暫定為1830mm 則A=14481830=2283840=帶入上述數(shù)據(jù)由（1）計算得：=，但是所選擇的電機功率肯定要大一些。我所選用的是無刷永磁同步電機，是美國進口的的電機。我所選擇的電機的一些參數(shù)如下：型號：XQ310 額定功率峰值功率額定電壓48V額定電流60A最大轉(zhuǎn)矩150Nm額定轉(zhuǎn)速1300r/min最高轉(zhuǎn)速2000r/min絕緣等級F防護等級IP54冷卻方式自然風(fēng)冷重 量50kg外觀尺寸 216 340 電動車電池的確定 純電動汽車的儲能動力用的蓄電池（又稱二次電池），主要是鉛—酸電池，已有150年歷史。可算是人類歷史上一個偉大的發(fā)明。電池的近代進步相當(dāng)驚人，在電池的家族里，擁有鎘鎳電池、氫鎳電池、鈉硫電池、鋰電池、鋅空電池、硅鹽電池、飛輪電池等幾十種系列，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)改善了它的應(yīng)用廣度與性能。盡管這么多的性能先進電池出現(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。經(jīng)過一個多世紀(jì)之后，到1990年，仍然不少應(yīng)用很原始的鉛酸電池。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。 　　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。 考慮到成本與我所設(shè)計的電動車的實際性能，我決定使用鋰離子電池作為該電動車的動力源。電池的電壓由電動機決定，容量由電動車的續(xù)行駛里程決定。因為電動機已經(jīng)暫時定了下來，于是電池的電壓也定了下來。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。 根據(jù)設(shè)計要求和已知條件，我所要設(shè)計的電動車的續(xù)行駛里程為90km，最高車速為30km/h。電機功率為3KW.。則電動車能夠續(xù)行駛的時間為：電動車電池的容量應(yīng)為:從上面的計算可知，我選擇的是200Ah的鋰離子蓄電池，該電池的具體參數(shù)如下：額定電壓：12V額定容量：200Ah外型尺寸（mm）：長寬高=520240 220總高（mm ：255重量：73Kg充電特性曲線：圖31放電特性曲線圖32每個電池的電壓為12V，電機的額定電壓為48V，故需要4個這樣的蓄電池來驅(qū)動電機。 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?！? 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個別高級轎車則使用空氣彈簧。根據(jù)汽車兩側(cè)車輪運動是否相互關(guān)聯(lián)，汽車懸架分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類。 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。車身的相對穩(wěn)定性較差。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，在載重汽車上被廣泛應(yīng)用。 獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)車輪各自單獨地通過彈性元件與車架(或車身)相連，并且采用斷開式車橋。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）。這種懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但車身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車和小客車上得到普遍采用。我所設(shè)計的城市輕型電動觀光車，其所行駛的路況比較好，并且車速很低。為了降低成本，使用昌河面包車的地盤，前面采用麥弗遜是獨立懸架。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。 電動車車橋車架以及車輪的選擇 車橋(也稱車軸)通過懸架和車架(或承載式車身)相連，兩端安裝汽車車輪。其功能是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力。 車橋可以是整體式的，有如一個巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨立懸架配合；車橋也可以是斷開式的，象兩把雨傘插在車身兩側(cè)，再各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開式車橋與獨立懸架配用。 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。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動(FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動橋；而前置前驅(qū)動(FF)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋充當(dāng)支持橋。 轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)基本相同，由兩個轉(zhuǎn)向節(jié)和一根橫梁組成。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。不過，行駛的時候草帽轉(zhuǎn)，腦袋卻不轉(zhuǎn)，中間用軸承分隔開，腦袋只管左右晃動。脖子——主銷是車輪轉(zhuǎn)動的軸心，這個軸的軸線并非垂直于地面，車輪本身也不是垂直的，我們將在車輪定位一節(jié)具體論述。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋與轉(zhuǎn)向橋的區(qū)別就是一切都是空心的，橫梁變成了橋殼，轉(zhuǎn)向節(jié)變成了轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，因為里面多了根驅(qū)動軸。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。兩個草帽也不是簡單地套在腦袋上，還要與里面的兩根半軸直接相連。半軸在“脖子”的位置也多了一個關(guān)節(jié)——萬向節(jié)，因此半軸也變成了兩部分，內(nèi)半軸和外半軸。 我所設(shè)計的電動車是采用昌河面包車的底盤，前軸是采用麥弗遜式獨立懸架，所以選用的前橋是斷開式的，而后軸采用的是鋼板彈簧的非獨立懸架，故選用的后橋是整體式的。前橋為轉(zhuǎn)向橋，后橋為驅(qū)動橋。 我所設(shè)計的電動觀光車選用的是子午線輪胎。因為現(xiàn)在用的最為廣泛的就是子午線輪胎，綜合起來，其性價比也是最高的?！　?子午線輪胎的優(yōu)點是： 地面積大，附著性能好，胎面滑移小，對地面單位壓力也小，因而滾動阻力小，使用壽命長。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%。因為簾布層數(shù)少，胎側(cè)薄，所以徑向彈性大，緩沖性能好，負(fù)荷能力較大。　　 它的缺點是：因胎側(cè)較薄，胎冠較厚，在其與胎側(cè)的過渡區(qū)易產(chǎn)生裂口。側(cè)面變形大，導(dǎo)致汽車的側(cè)向’穩(wěn)定性差，制造技術(shù)要求高，成本也高。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) 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） 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。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等?，F(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式