【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖19 圖110 西湖景區(qū)警車(chē)據(jù)調(diào)查西湖景區(qū)的警車(chē)是由蘇州益高EG6152型（圖111）電動(dòng)車(chē)改裝的，在EG6152基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了車(chē)門(mén)和車(chē)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(guó)占領(lǐng)新能源汽車(chē)業(yè)的高地。 第二章 本次設(shè)計(jì)題目的要求及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與分析 設(shè)計(jì)目的和要求以及總體構(gòu)想 城市輕型電動(dòng)旅游觀光車(chē)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)。老師所給出的要求和大致數(shù)據(jù)如下:1. 電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，并且是以電池作為動(dòng)力源；2. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的最高車(chē)速不得高于25km/h；3. 所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)座位數(shù)為8座；4. 續(xù)行駛里程:90km；5. 外廓尺寸:(長(zhǎng)*寬*高):3750*1448*1830 。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是城市輕型電動(dòng)旅游觀光車(chē)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)。此次要做的是一個(gè)總體布置設(shè)計(jì)，對(duì)象是一臺(tái)低速的八座純電動(dòng)汽車(chē)。而根據(jù)已知的條件和要求，我打算設(shè)計(jì)一輛類(lèi)似于旅游觀光的車(chē)，座位數(shù)為8座，最高車(chē)速為25km/h,以電池作為動(dòng)力源。電動(dòng)車(chē)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。這是因?yàn)樗旭偟穆肪€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。 作為電動(dòng)車(chē)最關(guān)鍵的當(dāng)然是電動(dòng)機(jī)和電池的選擇。目前一般電動(dòng)車(chē)用的電池有三種，鋰離子蓄電池是最常用的一種，但成本不是最低，對(duì)于我所要設(shè)計(jì)的觀光車(chē)來(lái)說(shuō)，選鋰離子蓄電池最合理。具體到選擇哪一型號(hào)的蓄電池，就要經(jīng)過(guò)計(jì)算了，在后面會(huì)有計(jì)算來(lái)對(duì)鋰離子蓄電池型號(hào)的選擇。 另外就是電機(jī)的選擇了，大概估計(jì)了下所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的總重量，（按8個(gè)人的體重加上車(chē)重）依據(jù)這個(gè)總重量和最高車(chē)速來(lái)初選電機(jī)的功率，然后在進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，最后再得出符合要求的電機(jī)。選擇好最重要的東西后，就要開(kāi)始進(jìn)行整車(chē)布置了。上面說(shuō)了，電動(dòng)車(chē)要的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以布置的時(shí)候也會(huì)以這個(gè)為原則。座位數(shù)是8座，分三排座位，一排坐兩個(gè)，后面做三人，其中中間的一排座位下面是用來(lái)安裝電池的，其下面的電池框架是經(jīng)過(guò)另外設(shè)計(jì)的，使其能更好的固定電池。，使整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了。 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與分析 尺寸參數(shù)項(xiàng)目基本類(lèi)型產(chǎn)品規(guī)格ZC型八座產(chǎn)品類(lèi)型純電動(dòng)觀光車(chē)總長(zhǎng)(單位：mm)3750總寬(單位：mm)1448總高(單位：mm)1830軸距(單位：mm)2750前輪距(單位：mm)1070后輪距(單位：mm)1053質(zhì)量參數(shù)整車(chē)裝備質(zhì)量(單位： kg)780滿(mǎn)載總質(zhì)量(單位：kg)1300載客數(shù)(含駕駛員)(單位：人)8性能參數(shù)最高車(chē)速(滿(mǎn)載)(單位：km/h)25最大爬坡度(滿(mǎn)載)(單位：%)15駐車(chē)能力(滿(mǎn)載)(單位：%)20最高車(chē)速制動(dòng)距離(單位：m)4一次充電續(xù)駛里程(單位：km)90第三章 電動(dòng)汽車(chē)各總成參數(shù)的確定 電動(dòng)車(chē)電機(jī)的選擇 高密度、高效率、寬調(diào)速的車(chē)輛牽引電機(jī)及其控制系統(tǒng)既是電動(dòng)汽車(chē)的心臟又是電動(dòng)汽車(chē)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一，已被列為863電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的共性關(guān)鍵技術(shù)課題。20世紀(jì)80年代前，幾乎所有的車(chē)輛牽引電機(jī)均為直流電機(jī)，這是因?yàn)橹绷鳡恳姍C(jī)具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。直流電機(jī)的缺點(diǎn)是有機(jī)械換向器，當(dāng)在高速大負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，換向器表面會(huì)產(chǎn)生火花，所以電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不能太高。由于直流電機(jī)的換向器需保養(yǎng)，又不適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，除小型車(chē)外，目前一般已不采用。 近十年來(lái)，主要發(fā)展交流異步電機(jī)和無(wú)刷永磁電機(jī)系統(tǒng)。與原有的直流牽引電機(jī)系統(tǒng)相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕（）、效率高、基本免維護(hù)、調(diào)速范圍廣。其研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)如下。 異步電機(jī)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低噪聲，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高。 異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此被較早應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍然是電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品（尤其在美國(guó)），但已被其它新型無(wú)刷永磁牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐步取代。 最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高；相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低。 無(wú)刷永磁同步電機(jī)可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)或盤(pán)式軸向磁場(chǎng)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(dòng)車(chē)輛牽引電機(jī)中是強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，已在國(guó)內(nèi)外多種電動(dòng)車(chē)輛中獲得應(yīng)用。 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)也稱(chēng)為混合式永磁磁阻電機(jī)。該電機(jī)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(jī)的過(guò)載能力和功率密度，而且易于弱磁調(diào)速，擴(kuò)大恒功率范圍運(yùn)行。內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論正在不斷完善和繼續(xù)深入，該機(jī)結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計(jì)自由度大，有望得到高性能，適合用作電動(dòng)汽車(chē)高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動(dòng)。這些引起了各大汽車(chē)公司同行們的關(guān)注，特別是獲得了日本汽車(chē)公司同行的青睞。當(dāng)前，美國(guó)汽車(chē)公司同行在新車(chē)型設(shè)計(jì)中主要采用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)。 表面凸出式永磁同步電機(jī)也稱(chēng)為永磁轉(zhuǎn)矩電機(jī)，相對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)而言，其弱磁調(diào)速范圍小，功率密度低。該結(jié)構(gòu)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，并可望得到低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，適合用作汽車(chē)的電子伺服驅(qū)動(dòng)，如汽車(chē)電子動(dòng)力方向盤(pán)的伺服電機(jī)。 無(wú)位置傳感器永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也是當(dāng)前永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，將成為永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一，具有潛在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低速時(shí)常采用矢量控制，高速時(shí)用弱磁控制。要選擇合適的電機(jī)，首先要知道電動(dòng)車(chē)所需要的功率。電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下，汽車(chē)的總重量是估算的，后面會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。.....................................................................（1）：機(jī)械效率（）：汽車(chē)總重（N）：良好路面上的汽車(chē)的行駛阻力系數(shù)（）：汽車(chē)車(chē)速（Km/h）：空氣阻力系數(shù)（）：汽車(chē)迎風(fēng)面積對(duì)于我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)總重量，我估算總質(zhì)量為1300kg，即12740N最高車(chē)速為設(shè)計(jì)要求的25km/h迎風(fēng)面積A=車(chē)寬車(chē)高 其中車(chē)寬暫定為1448mm 車(chē)高暫定為1830mm 則A=14481830=2283840=帶入上述數(shù)據(jù)由（1）計(jì)算得：=，但是所選擇的電機(jī)功率肯定要大一些。我所選用的是無(wú)刷永磁同步電機(jī)，是美國(guó)進(jìn)口的的電機(jī)。我所選擇的電機(jī)的一些參數(shù)如下：型號(hào)：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(jí)F防護(hù)等級(jí)IP54冷卻方式自然風(fēng)冷重 量50kg外觀尺寸 216 340 電動(dòng)車(chē)電池的確定 純電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能動(dòng)力用的蓄電池（又稱(chēng)二次電池），主要是鉛—酸電池，已有150年歷史?？伤闶侨祟?lèi)歷史上一個(gè)偉大的發(fā)明。電池的近代進(jìn)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(jìn)電池出現(xiàn)，要使純電池的電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化，卻存在著許多差距，它面臨著能量?jī)?chǔ)備，使用壽命，比功率和成本低廉等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一個(gè)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(lèi)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(jì)的采用鋰離子電池。 考慮到成本與我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的實(shí)際性能，我決定使用鋰離子電池作為該電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力源。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)車(chē)的續(xù)行駛里程決定。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)已經(jīng)暫時(shí)定了下來(lái)，于是電池的電壓也定了下來(lái)。那么下面就要根據(jù)電動(dòng)車(chē)的續(xù)行駛里程來(lái)決定電池的容量。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知條件，我所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)的續(xù)行駛里程為90km，最高車(chē)速為30km/h。電機(jī)功率為3KW.。則電動(dòng)車(chē)能夠續(xù)行駛的時(shí)間為：電動(dòng)車(chē)電池的容量應(yīng)為:從上面的計(jì)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(zhǎng)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(gè)電池的電壓為12V，電機(jī)的額定電壓為48V，故需要4個(gè)這樣的蓄電池來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 電動(dòng)車(chē)前后懸架的確定 懸架是汽車(chē)的車(chē)架與車(chē)橋或車(chē)輪之間的一切傳力連接裝置的總稱(chēng)，其作用是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)架或車(chē)身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車(chē)能平順地行駛?！? 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)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(chē)懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車(chē)則使用空氣彈簧。根據(jù)汽車(chē)兩側(cè)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)是否相互關(guān)聯(lián)，汽車(chē)懸架分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類(lèi)。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車(chē)輪安裝在一根整體式車(chē)橋上，車(chē)輪連同車(chē)橋一起通過(guò)彈性元件與車(chē)架(或車(chē)身)相連。車(chē)身的相對(duì)穩(wěn)定性較差。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車(chē)上被廣泛應(yīng)用。 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車(chē)輪各自單獨(dú)地通過(guò)彈性元件與車(chē)架(或車(chē)身)相連，并且采用斷開(kāi)式車(chē)橋。若一側(cè)車(chē)輪相對(duì)于車(chē)架(或車(chē)身)的位置發(fā)生變化時(shí)，另一側(cè)車(chē)輪不受影響（圖b）。這種懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但車(chē)身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車(chē)和小客車(chē)上得到普遍采用。我所設(shè)計(jì)的城市輕型電動(dòng)觀光車(chē)，其所行駛的路況比較好，并且車(chē)速很低。為了降低成本，使用昌河面包車(chē)的地盤(pán)，前面采用麥弗遜是獨(dú)立懸架。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，成本也較低，又能滿(mǎn)足車(chē)一定的舒適性；后軸采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，最簡(jiǎn)單最便宜而又實(shí)用的懸架。 電動(dòng)車(chē)車(chē)橋車(chē)架以及車(chē)輪的選擇 車(chē)橋(也稱(chēng)車(chē)軸)通過(guò)懸架和車(chē)架(或承載式車(chē)身)相連，兩端安裝汽車(chē)車(chē)輪。其功能是傳遞車(chē)架(或承載式車(chē)身)與車(chē)輪之間各方向作用力。 車(chē)橋可以是整體式的，有如一個(gè)巨大的杠鈴，兩端通過(guò)懸架系統(tǒng)支撐著車(chē)身，因此整體式車(chē)橋通常與非獨(dú)立懸架配合；車(chē)橋也