【正文】 速行駛 100km 的要求的前提下蓄電池要提供的總能量為 = 。 表 整車參數(shù)及動(dòng)力性能參數(shù) 總長(zhǎng)總寬總高（ mm） 900500450 整備質(zhì)量（ kg） 120kg 最大總質(zhì)量（ kg） 150kg 最高時(shí)速（ km/h） 30 最大爬坡度 30176。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。蓄電池在進(jìn)行容量計(jì)算的時(shí)候，其性能參數(shù)要滿足 系統(tǒng)的電壓等級(jí)要求、能量要求、功率要求、最大充放電電流要求等 [1]， 然而因?yàn)橛谐?jí)電容器補(bǔ)償放電的原因，復(fù)合電源系統(tǒng)能量?jī)?chǔ)存裝置中的鉛酸蓄電池在進(jìn)行參數(shù)匹配的時(shí)候只需要滿足電壓等級(jí)要求和能量要求 。鑒于鉛酸蓄電池的技術(shù)比較成熟，而且價(jià)格低廉，純電動(dòng)汽車尤其是微型純電動(dòng)汽車一般選擇鉛蓄電池作為能量純純裝置，因此在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)合電源系統(tǒng)選擇 鉛酸蓄電池作為高比能量的能量存儲(chǔ)裝置。而鉛酸蓄電池盡管有著些許的缺點(diǎn)，但是其比較低的價(jià)格反而大大提高了其同鎳氫電池與鋰離子電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。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)車輛進(jìn)行制動(dòng)或者下坡行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)反饋部分再生制動(dòng)功率，此時(shí)的再生制動(dòng)功率由超級(jí)電容器組獨(dú)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(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)不吸收再生制動(dòng)功率。當(dāng)然，在超級(jí)電容器剩余電量不足時(shí)，則由鉛酸蓄電池單獨(dú)提供車輛在加速或者爬坡時(shí)所需求的功率。 圖 （ b）是車輛在加速或爬坡工況時(shí)復(fù)合電源系統(tǒng)的工作模式圖。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。 如果不添加這個(gè)功率分配控制器，將導(dǎo)致 蓄電池 與超級(jí)電容器的輸出端電壓相等，從而 使得 超級(jí) 電容器 只能在蓄電池輸入輸出功率發(fā)生快速變化時(shí)提供功率輔助， 而無法控制 其負(fù)載均衡 。因此，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用鉛蓄電池和超級(jí)電容器并聯(lián)構(gòu)成 四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)車復(fù)合電源系統(tǒng)，并通過 添加一個(gè) 功率分配器 對(duì)其 進(jìn)行功率分配， 復(fù)合電源系統(tǒng)總體 結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 復(fù)合電源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 復(fù)合電源工作原理 復(fù)合電源系統(tǒng)工作原理如圖 所示， 車輛在行駛過程中的需求功率會(huì)不斷變化，當(dāng)車輛行駛 期間 需求功率大 于最大穩(wěn)態(tài)行駛功率 時(shí)，蓄電池以及超級(jí)電容都會(huì)對(duì)外輸出功率 ， 其中 超級(jí)電容器 組作為輔助功率輸出裝置 用于 輸出 最大穩(wěn)態(tài)功率以外的 需求 功率； 而當(dāng) 車輛行駛期間需 要的 功率介于零到最大穩(wěn)態(tài)行駛功率之間時(shí)，則只有蓄電池對(duì)外輸出功率以驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出扭矩使車輛正常行駛；當(dāng)車輛行駛期間需求功率小于零時(shí)， 超級(jí)電容器 則會(huì) 吸收車輛在進(jìn)行 再生制動(dòng) 的時(shí)候 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 反饋 的再生制動(dòng)能 ，從而提高能量利用率 。本質(zhì)上，復(fù)合電源系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)基本能量存儲(chǔ)裝置的要求為：一個(gè)具有高比能量，而另一個(gè)具有高比功率 [1]。 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。 相比通過直流電機(jī)以及聯(lián)軸器、減速器構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重量大、體積笨重、安裝不易，輪轂電機(jī)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等等 優(yōu)點(diǎn)，故此本次設(shè)計(jì)選用輪轂電機(jī)作為本四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)車的驅(qū)動(dòng)裝置，選配 10 寸橡膠輪胎。 主體車架設(shè)計(jì) 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 ，本次設(shè)計(jì)的車架主體選用 工業(yè) 6060W 鋁型材，通過角件連接，搭建了一個(gè)長(zhǎng)方體鋁框，可以方便的與驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)進(jìn)行連接，其內(nèi)部空間可以安放復(fù)合電源，其頂部空間也可以在日后的其他研究中放置與添加其他零部件以及實(shí)驗(yàn)操作儀器，進(jìn)行功能的豐富與擴(kuò)展。 底盤結(jié)構(gòu)選型 設(shè)計(jì) 底盤結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)是指該四輪轉(zhuǎn)向平臺(tái)車的底盤結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)，包括主體車架設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 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。 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要 可以 分成兩個(gè)部分 ， 其中 一 個(gè)部分 是復(fù)合電源 系統(tǒng) 的選型與設(shè)計(jì)，另一個(gè) 部分 是平臺(tái)車的底盤結(jié)構(gòu)選型 與 設(shè)計(jì)，下面將對(duì)這兩點(diǎn)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。 第五章，總結(jié)與展望。 第四章，底盤結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)。 第三章， 復(fù)合電源系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)。這一章是對(duì)本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)的 所做的 工作。主要 講述了 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題 的研究背景 以及 研究意義，列舉了國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究組織或者機(jī)構(gòu)的一些 相關(guān)研究成果，并對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)與內(nèi)容作了一下簡(jiǎn)要闡述 ，對(duì)論文結(jié)構(gòu)安排進(jìn)行了闡述 。 圖 勇氣號(hào)火星探測(cè)器 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 本課題的設(shè)計(jì) 內(nèi)容 參照現(xiàn)有四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)車底盤結(jié)構(gòu)，通過查閱文獻(xiàn)、收集相關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)總體方案選擇及設(shè)計(jì)、底盤選型、所需復(fù)合電源體積容量計(jì)算及三維建模、強(qiáng)度分析，從而完成以下主要設(shè)計(jì)內(nèi)容： 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車行駛過程分析及復(fù)合電源能量的確定及選型； 復(fù)合電源形狀確定及體積計(jì)算； 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤選型分析及三維建模； 裝載復(fù)合電源后的底盤三維建模； 典型載荷下底盤強(qiáng)度校核及分析 ； 編寫設(shè)計(jì)說明書并提供底盤模型及相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙 。 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。第二次世界大戰(zhàn)之后 ，前蘇聯(lián)開始 了 對(duì)無人車輛 方面 的相關(guān) 研究， 1980 年左右 ，美國(guó) 斯坦福大學(xué) 、麻省理工學(xué)院等 高等院校的科研機(jī)構(gòu)開始了在無人地面車輛 方面 的研究。 相比于復(fù)合電源系統(tǒng)， 微型無人車輛 的 相關(guān)研究就早了很多。 四輪轉(zhuǎn)向電動(dòng)平臺(tái)車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 圖 第一臺(tái)氫燃料電池汽車 Electrovan 國(guó)內(nèi)方面 ，北華航天工業(yè)學(xué)院與北京鼎漢技術(shù)股份有限公司合作完成了超級(jí)電容 蓄電池復(fù)合電源結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)， 并在之后將此復(fù)合 電源 系統(tǒng)裝在小型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn) ，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該復(fù)合電源系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了通過超級(jí)電容器為蓄電池分流放電的功能，但是該研究還需要進(jìn)一步進(jìn)行復(fù)合電源系統(tǒng)能量分配的研究，以及在汽車上進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)和分析改進(jìn)。 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。 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(jìn)行并聯(lián)之后組成的。 其能夠在搭載相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下進(jìn)行一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以在搭載 相關(guān)設(shè)備之后作為應(yīng)急救援設(shè)施 ，在地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生后進(jìn)入救援人員無法進(jìn)入的區(qū)域進(jìn)行 搜救以及受災(zāi)情況探查工作，還可以成為一種通用開發(fā)平臺(tái)，以供日后其他的開發(fā)人員以此為基礎(chǔ)開發(fā)出更多的內(nèi)容，以豐富其功能。 因此，國(guó)家鼓勵(lì)開發(fā)新能源技術(shù)與大力 發(fā)展新能源汽車 將不僅僅能 有效 地 應(yīng)對(duì)能源 短缺問題 與環(huán)境 惡化問題的挑戰(zhàn)，亦將是 我國(guó)實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè) 產(chǎn)業(yè)綠色低污染、 可持續(xù)發(fā)展的必 定 選擇，更是把握 全球科學(xué)技術(shù)與國(guó)民經(jīng)濟(jì) 戰(zhàn)略 發(fā)展 機(jī)遇，縮短與先進(jìn)國(guó)家差距，實(shí)現(xiàn)汽車 工業(yè) 產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的重要舉措。 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。 在過去的一個(gè)多世紀(jì) 里 ， 全球經(jīng)濟(jì)在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展 的 推動(dòng)下有了長(zhǎng)足的發(fā)展，然而與此同時(shí)，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 。Fourwheel Steering。Miniunmanned Vehicles。 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。 在分析國(guó)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)