【正文】 S －－為續(xù)行駛里程 km； ut－－最高車速 km/h 電動(dòng)車的電池容量為： R = I 此外，采用交流電動(dòng)機(jī)及其變頻調(diào)速控制技術(shù)，使電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收控制更加方便，控制電路更加簡(jiǎn)單。 在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋向變換控制中，直流電動(dòng)機(jī)依靠接觸器改變電樞或磁場(chǎng)的電流方向，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī) 的旋向變換，這使得孔子哈電路復(fù)雜、可靠性降低。在電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其他電力晶體管（ 如 GTO、 MOSFET、 BTR 及 IGBT等）斬波調(diào)速裝置所取代。青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 18 因其調(diào)速是有級(jí)的，且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)在已很少采用。 m 重量 68 額定輸出電流 A 48 防護(hù)等級(jí) IP54 電機(jī)調(diào)速裝置 電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置是為電動(dòng)汽車的變速和方向變換等設(shè)置的，其作用是控制電動(dòng)機(jī)的電壓或電流，完成電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。 綜合上述各數(shù)據(jù)，可確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)如下： 電機(jī)型號(hào) SM3P7D3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg無刷直流電動(dòng)機(jī)由于沒有電刷和換向器，所以可在高速下運(yùn)行，電機(jī)的體積可以縮小，重量減輕，提高了可靠性，而且無刷直流電機(jī)的控制器相對(duì)簡(jiǎn)單，這些都使了無刷直流電機(jī)在電動(dòng)車上得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 4）交流永磁電機(jī)：交流永磁電機(jī)主要包括倆類，永磁同步電機(jī)和無刷直流電機(jī)。主要在大功率電動(dòng)汽車中有廣泛的應(yīng)用。 （ 2）交流感應(yīng)電機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是與直流相比有較高的效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)實(shí)可靠，免維護(hù)，體積小，重量輕，易于冷卻，壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)。 （ 1）直流電機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是成本低，易于平滑調(diào)速，控制器簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟等，缺青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 17 點(diǎn)是由 于直流電機(jī)在運(yùn)行過程中需要電刷和換向器換向，因而電機(jī)本身的效率低于交流電機(jī)，同時(shí)，電刷需要定期的維護(hù)，造成的許多不便。目前電動(dòng)汽車上廣泛采用直流串激電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)具有 軟 的機(jī)械特性，與汽車的行駛特性非常相符。（ GB/~2021： 電機(jī)的功率等級(jí)為 1kW、 kW、 kW、 kW、 kW、11 kW、 15 kW、 kW、 22 kW、 30 kW、 37 kW、 45 kW、 55 kW、 75 kW、 90 kW、110 kW、 132 kW、 150 kW、 160 kW、 185 kW、 200 kW 及以上，并符合 GB/~1999的要求。m。 m） ； α為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在 ~ 之間選取 ，本次設(shè)計(jì)選為 ； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pemax = ； 最大功率轉(zhuǎn)速 nP = 630（ r/min）。 帶入計(jì)算得： nN =641 r/min。 設(shè)計(jì)中先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。 7) 可靠性好、耐溫耐潮性能強(qiáng)及運(yùn)行時(shí)噪聲低。電動(dòng)汽車應(yīng)具有最優(yōu)化的能量利用 , 以在車載總能量不變的情況下最大限度的增加續(xù)駛里程 , 再生制動(dòng)回收的能量一般可達(dá)到總能量的 10%～ 20%, 這是在內(nèi)燃機(jī)汽車上不能實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)機(jī)有自動(dòng)調(diào)速功能 , 因此可以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度 , 提高駕駛的舒適性 , 并且能達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車加速踏板同樣的控制響應(yīng)。 4) 較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能。 3) 質(zhì)量輕。 2) 高轉(zhuǎn)速。 1) 高電壓。其主要參數(shù)包括 : 電動(dòng)機(jī)類型、額定電壓、機(jī)械特性、效率、尺寸參數(shù)、可靠性和成本等。此次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車的制動(dòng)距離為 5m。 青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 14 汽車制動(dòng)性是指汽車在制動(dòng)時(shí)，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定，下長(zhǎng)坡時(shí)能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長(zhǎng)期駐車的能力。 Dmin用來描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。此次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車滿載時(shí)的最大爬坡度為 20%。 （ 2） 上坡能力 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù) imax來表示汽車的上坡能力。 （ 1） 最高車速 vamax 隨著 道路行駛條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)排量大些的乘用車最高車速逐漸 提高的趨勢(shì)。必要時(shí)，改變軸距也是可青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 13 行的方法之一。常在壞路面上形式的越野車，前軸負(fù)荷應(yīng)該小些。 汽車的驅(qū)動(dòng)形式與發(fā)動(dòng)機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式和使用條件等均對(duì)軸荷分配有顯著影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利于減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過性；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過小。 5. 軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比表示。商用貨車的總質(zhì)量 ma由整備質(zhì)量 m0、載質(zhì)量 me和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，其計(jì)算公式為 ma = m0 + me +65n （ 2 ?1） 式中， n 為包括駕駛員及隨行人員數(shù)在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。 汽車的質(zhì)量系數(shù) ?m0的選取見表 21。 3. 質(zhì)量系數(shù) ?m0 質(zhì)量系數(shù) ?m0是指汽車在質(zhì)量與 整車整備質(zhì)量的比值，即 ?m0 = me/m0。原則上，貨量大、運(yùn)距長(zhǎng)或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車以利于江都運(yùn)輸成本，提高效率；對(duì)貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車，宜采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。汽車在碎石路面行駛時(shí)，在質(zhì)量約為好路面的 75%85%。因本次設(shè)計(jì)的微型電動(dòng)貨車為兩座，故為 M1類。 故可選取電動(dòng)貨車的整備質(zhì)量為 1600kg。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是：通過減輕整備質(zhì)量或載客量，抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的整備質(zhì)量的增加，節(jié)省燃料。 1. 整車整備質(zhì)量 m0 整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。 故選取貨箱長(zhǎng)度為 2021mm，寬為 1330mm。 5． 貨車車廂尺寸 要求車廂尺寸在運(yùn)送貨物時(shí)能裝足夠額定噸數(shù)。此外車頭長(zhǎng)度尺寸對(duì)汽車外觀效果、駕駛室居住性、汽車面積利用率和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。 4． 貨車車頭長(zhǎng)度 貨車車頭長(zhǎng)度系指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。在確定后輪距 B2時(shí)，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及他們之間應(yīng)留有必要的間隙。 受汽車總寬不得超過 限制，輪距不宜過大。 3． 前輪距 B1和后輪距 B2 改變汽車輪距 B 會(huì)影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。軸距過短會(huì)使車廂長(zhǎng)度不足或后懸過長(zhǎng)；汽車上坡、制動(dòng)或加速時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，是汽車制動(dòng)性或操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角 震動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。當(dāng)軸距縮短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。 1． 外廓尺寸 汽車的長(zhǎng)、寬、高成為汽車 外廓尺寸。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車的主要參數(shù)包括尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。主要的缺點(diǎn)是：汽車總長(zhǎng)與軸距均較長(zhǎng)，因?yàn)樽钚∞D(zhuǎn)彎半徑較大，機(jī)動(dòng)性能不好；汽車整備質(zhì)量大；駕駛員的視野不如短頭式貨車，更不如平頭式貨車好；面積利用率低。相對(duì)于短頭式貨車，只是發(fā)動(dòng)機(jī)艙和車頭部分更長(zhǎng)些。 它的主要優(yōu)缺點(diǎn)是：與長(zhǎng)頭式貨車比較，汽車的總長(zhǎng)和軸距得到縮短，最小轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)性能雖然好于長(zhǎng)頭式貨車，但不如平頭式貨車；駕駛員視野不如平頭式貨車好，但與長(zhǎng)頭式貨車比較得到很大改善； 動(dòng)力操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影 響與平頭式貨車比較得到很大改善，但不如長(zhǎng)頭式貨車。但是，也有其缺點(diǎn)：空載時(shí)前軸負(fù)荷大，因而在壞路上的汽車通過性變壞；因?yàn)轳{駛室內(nèi)有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜；進(jìn)、青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 9 出駕駛室不如長(zhǎng)頭式貨車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜等等。 1） 平頭式貨車 平頭式貨車的的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室內(nèi)。 汽車的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身（或駕駛室）的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車，可采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的 4 2驅(qū)動(dòng)形式。汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載資糧的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。 青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 8 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 電動(dòng)汽車形式的選擇 汽車形式的選擇，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式以及布置形式上的區(qū)別。為了設(shè)計(jì)制造出性能優(yōu)越、價(jià)格便宜 的電動(dòng)車，首先需要對(duì)電動(dòng)汽車的具體使用工況進(jìn)行詳盡調(diào)查，然后進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，提出各個(gè)部件的參數(shù)要求，使各個(gè)動(dòng)力源可以工作在較優(yōu)的工作范圍內(nèi)，從而優(yōu)化和提高電動(dòng)汽車的各種性能，并降低成本。因此，電動(dòng)汽車的制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、平順性及通過性與內(nèi)燃機(jī)汽車基本一致。它們的主要差別是采用了不用的動(dòng)力源。 圖 12 為雪佛蘭 Volt 混合動(dòng)力車車載電池采用的鋰離子充電電池 。 隨著電池性能的進(jìn)一步提高，上述問題對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展的制約程度在不斷的降低。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。電動(dòng)汽車蓄電池的價(jià)格約為 100美元／ kW?h，甚至有的高達(dá) 350 美元／ kW?h，成本太高，用戶難以承受。當(dāng)把這么大體積的電池用于家庭轎車上時(shí)，就必然要擠占轎車的行李廂空間。就會(huì)影響加速性能和最大車速的提高。 3．蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約 現(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質(zhì)量。就整體來看。但它要求的工作環(huán)境較苛刻。但其成本高、可回收性差。另外，不同類型的電池在性能方面都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短。比起傳統(tǒng)燃油汽車而言電動(dòng)汽車的較短續(xù)駛里程成為其致命的弱點(diǎn)。但是，相對(duì)于傳統(tǒng)的汽車，電動(dòng)汽車依然面臨著許許多多的問題。 由于各國(guó)政府對(duì)于電動(dòng)汽車的重視，進(jìn)而投入的巨大人力物力，電動(dòng)汽車有了相當(dāng)大的發(fā)展，不斷新推出的電動(dòng)汽車（比如三菱 MiEV，奇瑞 S18 等）充分體現(xiàn)了這個(gè)領(lǐng)域工程師所做出的巨大努力和取得的驕人成績(jī)。除去電池，電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車基本一致，而中國(guó)在傳 統(tǒng)汽車上與世界先進(jìn)水平的差距，使得電動(dòng)汽車的發(fā)展受到了一定的限制。電動(dòng)汽車在我國(guó)正在進(jìn)入快速發(fā)展新階段。到2021 年，我國(guó)已形成約 1800 項(xiàng)專利，并開發(fā)出了多款電動(dòng)汽車樣車?？萍疾坑钟?2021年啟動(dòng)了電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)，使我國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度與國(guó)外處在同一起跑線上。我國(guó)的汽車企業(yè)和高校、科研院所等 200 多家單位投入了大量的人力、財(cái)力和物力研發(fā)電動(dòng)汽車，并取得了一系列科研成果。而各大廠商對(duì)于電動(dòng)汽車的重視，表明了電動(dòng)汽車在新能源方向上的巨大潛力了美好前景。 2021 年 6 月 4 日，世界首款電動(dòng)車， 三菱 MiEV（見圖 11） 正式進(jìn)入量產(chǎn)階段。美國(guó)的通用福特公司日本的豐田、日產(chǎn)及本田公司，歐洲的奔馳、雪鐵龍公司都在電動(dòng)汽車的研制與開發(fā)上顯示了很強(qiáng)的實(shí)力。 青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第一章 電動(dòng)汽車概述 4 盡管傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車仍在當(dāng)今世界占據(jù)主導(dǎo)地位，但發(fā)展清潔無污染的電動(dòng)汽車已是大勢(shì)所趨，也是世界各國(guó)的必然選擇。 2021 年的哥本哈根氣候峰會(huì)，中國(guó)政府做出承諾：2020 年單位 GDP 碳排放比 2021 年減少 40%至 45%的目標(biāo)即將付諸實(shí)施，并將之寫入國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中。如果電動(dòng)汽車在 2030 年占中國(guó)全部乘用車的 30％，屆時(shí)中國(guó)將節(jié)省其石油總需求量的 10％。 實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型已是大勢(shì)所趨， 新能源 汽車擁有廣闊的市場(chǎng)前景。曾有一些專家曾經(jīng)估計(jì)，全球能源礦產(chǎn)資源僅夠支撐不到 100 年；而我國(guó)的石油只能支持國(guó)內(nèi)消耗 30 年，煤炭最多能支撐 100 年。 但是 地球上能源是有限的，尤其石油資源是不可再生的，因此石油成為全球性戰(zhàn)略物資。 2021年全年 我國(guó) 累計(jì)生產(chǎn)汽車 萬輛，同比增長(zhǎng) %；銷售汽車 萬輛，同比增長(zhǎng) % ， 成了名副其實(shí)的全球汽車產(chǎn)銷第一大國(guó) 。隨著具有高效節(jié)能、低排放或零排放優(yōu)勢(shì)的電動(dòng)汽車重新獲得了生機(jī)，電動(dòng)汽車受到世界各國(guó)的廣泛重視。 這次設(shè)計(jì)是我基于四年大學(xué)學(xué)習(xí)，運(yùn)用平時(shí)所學(xué)知識(shí)（《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗贰ⅰ稒C(jī)械設(shè)計(jì)》等），借助網(wǎng)上等各種渠道獲得的知識(shí)，在老師的幫助下，對(duì)于汽車的整體把握。 本論文所論述的是微型電動(dòng)貨車的整體設(shè)計(jì)和外觀設(shè)計(jì)，特別將速度限制在20km/h，并且為了保證其良好的運(yùn)行， 該電動(dòng) 貨車 特別適用于公安巡邏、步行街、高爾夫球場(chǎng)、旅游景點(diǎn)、房地 產(chǎn)（園林小區(qū)）、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭等領(lǐng)域的交通工具。此外，