【正文】 汽車方面 ,發(fā)展電動(dòng)汽車刻不容緩 .在電動(dòng)汽車的商業(yè)化運(yùn)作上，無論從產(chǎn)品技術(shù)還是從市場開發(fā)方面。比如，加快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)對(duì)節(jié)能、 環(huán)保汽車的稅費(fèi)減免和補(bǔ)貼措施，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上 提供便利條件等 電動(dòng)汽車技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)聯(lián)性決定了電動(dòng)汽車的開發(fā)是一個(gè)跨行業(yè)、跨部門、跨地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研大聯(lián)合、技術(shù)大突破和產(chǎn)業(yè)大創(chuàng)新的系統(tǒng)工程。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 167。后來，由于燃油汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，而電動(dòng)車在能源技術(shù)和行駛里程的研制上長期未能取得突破，從 20世紀(jì) 20年代初至 60年代末， 電動(dòng)車的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)沉寂期。 近幾十年來，主要工業(yè)化國家為電動(dòng)車的開發(fā)投入了大量的人力和財(cái)力，電動(dòng)車的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)也取得了重大的進(jìn)展。 處于世紀(jì)之交的今天，能源和環(huán)境對(duì)人類的壓力越來越大，要求盡快改善人類生存環(huán)境的呼聲越來越高。雖然目前電動(dòng)車在能源和行駛里程方面還未 能盡如人意，但已足以滿足人們的基本需要。 自從汽車誕生的那一天起 ，環(huán)境問題就一直伴隨其左右，世界人口和汽車的增長趨勢如下圖所示。如果這些車輛都采用內(nèi)燃機(jī)，那么所需的燃油從何 來 ? 而其排出的廢氣又如何處置，那樣我們的天空將永遠(yuǎn)是灰色的而不是藍(lán)色的。 從當(dāng)今世界的能源與環(huán)保的現(xiàn)狀來看，解決這個(gè)問題的最好的方法就是大力發(fā)展電動(dòng)車。從能源的角度來看，電動(dòng)汽車將使能源的利用多元化 (例如可使用各種再生能源 )和高效化，達(dá)到能源的可靠、均衡和無污染地利用的目的。電河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 動(dòng)汽車的發(fā)展將使集中考慮能源、環(huán)保利交通成為可能，而且，它對(duì)于促進(jìn)高科技的發(fā)展、新興工業(yè)的興起以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。早在 1834 年， Thomas davenport 制造了一輛電動(dòng)三輪車，它由— 組不可充電的干電池驅(qū)動(dòng)．但只能行駛一小段距離。 1881 年在法國巴黎街上 出 現(xiàn) 了 第 一 輛 以 可 充 電 池 為 動(dòng) 力 的 電 動(dòng) 汽 車 ． 它 是 法 國 工 程 師GustaveTrouve 裝 配的 以 鉛酸 電池 為動(dòng) 力 的三 輪車 。從此，電動(dòng)汽車變得流行起來，并在車輛運(yùn)輸中起著很重要的作用。那時(shí)，電動(dòng)汽車是金融巨頭的代步工具及財(cái)富的象征。 圖 11 Morrs 和 Salom 電動(dòng)客車和貨車公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車 進(jìn)入無馬車時(shí)代以后，電功汽車就進(jìn)人了 — 個(gè)商業(yè)化的發(fā)展階段，此時(shí)河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 的電動(dòng)汽車有輻條車輪、充氣輪胎、舒適的彈簧椅和豪華的車內(nèi)裝飾。 1899 到 1916 年期間． Baker電氣公司一直是美國最重要的電動(dòng)汽車制造廠之一。 167。美國的通用、福特、克萊斯勒、美國電動(dòng)汽車公司以及 Solectria 為了響應(yīng)加州的法規(guī)，在電動(dòng)汽車的發(fā)展中起著很重要的作用。歐洲的許多國家，尤其是法國、德國、意大利和英國都發(fā)起了進(jìn)入電動(dòng)汽車市場的電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃，其中較活躍的汽車公司有雪鐵龍、雷諾、寶 馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、大眾、歐寶、菲亞特等。通常他們和汽車生產(chǎn)商合作來發(fā)展電動(dòng)汽車，或者選購電動(dòng)汽車用于電他評(píng)估和演示，電動(dòng)汽車具有能源利用效率高、能源多樣性和環(huán)保的特點(diǎn)，為了對(duì)電動(dòng)汽車的使用做出相應(yīng)的反應(yīng)，能源和環(huán)保機(jī)構(gòu)也積極參與促進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化的活動(dòng)中。 電動(dòng)車分為三大類型純電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。隨著光化學(xué)污染等環(huán)境污染的發(fā)生，西方發(fā)達(dá)國家政府開始注重環(huán)境保世紀(jì) 年護(hù)，一些著名的汽車公司轉(zhuǎn)向研究和開發(fā)電動(dòng)汽車。到 20 世紀(jì) 90 年代，歐美發(fā)達(dá)國家紛紛制定了汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。 167。 續(xù)駛里程有限 目前市場上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為 100300 km，并且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣燃熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證，而絕大多數(shù)電動(dòng)汽車在一般行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程只有 50~100 km。 蓄電池使用壽命問題 普通蓄電池充放電次數(shù)僅為 300~400 次，即使性能良好的蓄電池充放電次數(shù)也不過 700~900 次，按每年充放電 200 次計(jì)算，一個(gè)蓄電池的壽命最多為 4 年，與燃油汽車的壽命相比太短。鎳鎘電池加速動(dòng)力足、壽命較長．但其成本高、可回收性差。但它要求的工作環(huán)境較苛刻．且其沽性物質(zhì)具有強(qiáng)腐化性并易爆炸。 167。如果電動(dòng)汽車自身裝備質(zhì)量大．就會(huì)影響加速性能和最大車速的提高。 167。電動(dòng)汽車蓄電池的價(jià)格約為 100美元／ kWh，成本太高，用戶難以承受。 間接污染嚴(yán)重 電動(dòng)汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也是不容忽視的。再如所用電能，相當(dāng)大一部分來自火力發(fā)電，煤炭燃料也會(huì)造成大氣污染。 電動(dòng)車的未來發(fā)展方向 自上世紀(jì)爆發(fā)石油危機(jī)后，不少跨國 汽車公司都開始研制電動(dòng)汽車?？梢灶A(yù)見到電動(dòng)汽車的發(fā)展將會(huì)是本實(shí)際汽車工業(yè)的重點(diǎn)和主流。上文已經(jīng)提到電動(dòng)車問世以來，主要有三種形式，即純電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)車。 純電池電動(dòng)車是完全由二次電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動(dòng)力的汽車。近日，北京公交線上推出的兩輛以鉛酸蓄電池和鋰離子電池為動(dòng)力的電動(dòng)車已投入商業(yè)運(yùn)行，表現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。 混合動(dòng)力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力，克服了純電池電動(dòng)車行駛里程短、充電時(shí)間長等致命弱點(diǎn)，雖然混合動(dòng)力車不能實(shí)現(xiàn)零排放，但其兼俱環(huán)保與節(jié)能，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，因此，具有非常好的發(fā)展前景。 PRIUS汽車尾氣排放水平僅相當(dāng)于日本現(xiàn)行法規(guī)的 1/10，耗油量和二氧化碳排放量相當(dāng)于普通汽車的 1/2，最高時(shí)速達(dá) 140 公里。 1999 年，清華與廈門金龍展出了聯(lián)合研制的混合力客車，今年 4 月，一汽展出了剛生產(chǎn)的混合動(dòng)力紅旗轎車。日本媒體認(rèn)為燃料電池技術(shù)，將成為 21 世紀(jì)汽車工業(yè)的核心技術(shù)，誰掌握了這種技術(shù) 開發(fā)主導(dǎo)權(quán)，誰將成為汽車業(yè)的領(lǐng)袖。燃料電池車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車。但是這將會(huì)產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，總的來說，這類化學(xué)反應(yīng)除了電能，就只產(chǎn)生水，因此，燃料電池車被稱為“地道的環(huán)保 車”。我國第一輛具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電動(dòng)公共汽車也已在東風(fēng)汽車工程研究院問世，它的研制成功，縮短了中國汽車工業(yè)在這一領(lǐng)域與國外同行的差距。 在上世紀(jì)我國已經(jīng)錯(cuò)失了汽車工業(yè)的黃金發(fā)展期。 在今天我也將要畢業(yè)，希望能用自己的微薄力量，幫住我國占領(lǐng)新能源汽車業(yè)的高地。 設(shè)計(jì)目標(biāo)及主要參數(shù) 167。采用短小車身設(shè)計(jì)，為方便車輛在社區(qū)內(nèi)狹窄道路上行駛。 167。 表 2— 1 整車技術(shù)參數(shù) 數(shù)值 備注 滿載 總質(zhì)量（ kg） 5000 整車尺寸 5460*2180*2650 迎風(fēng)面積 B*H（ *） 滾動(dòng)阻力系數(shù) f 公路良好路面 空氣阻力系數(shù) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械傳動(dòng)效率 車輪滾動(dòng)半徑 167。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 客車總體設(shè)計(jì) 167。為了在有限的道路上容納更多的車輛運(yùn)行，減少交通事故以及從客車造型和減輕質(zhì)量等方面考慮，對(duì)客車的外形尺寸需要予以限制。 客車總體設(shè)計(jì)的基本要求 (1)客車的各項(xiàng)性能、成本等，要求達(dá)到企業(yè)在商品計(jì)劃中所確定的指標(biāo)。 (3)盡量大可能地去貫徹三化， 即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化。 (5)拆裝與維修方便。 客車總體設(shè)計(jì)的一般順序 (1)調(diào)查研究與初始決策；其任務(wù)是選定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作方針及設(shè)計(jì)原則，調(diào)查研究的內(nèi)容應(yīng)包括：老產(chǎn)品在服役中的表現(xiàn)及用戶意見；當(dāng)前本行業(yè)與相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，特別是競爭對(duì)手的新產(chǎn)品與新技術(shù)；材料、零部件、設(shè)備和工具等行業(yè)可能提供的條件；本企業(yè)在科研、開發(fā)及生產(chǎn)方面所取得的新成果等等，它們對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)是很有價(jià)值的。為此要繪制不同的總體方案圖（比例為 1 ： 10 ）供選擇。經(jīng)過方案論證選出其中最佳者。在總布置草圖上要較準(zhǔn)確地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進(jìn)行仔細(xì)的布置，對(duì)軸荷分配和質(zhì)心高度作計(jì)算與調(diào)整，訓(xùn)便較準(zhǔn)確地確定汽車的軸距 、輪距、總長、總寬、總高、離地間隙或車身地板高度等，并使之符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)；進(jìn)行性能計(jì)算及參數(shù)匹配。制作相應(yīng)造型的 1： 10 整車模型；從中選優(yōu)后再制作精確模型。 (5)編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書：作為對(duì)以后的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及工藝準(zhǔn)備的指導(dǎo)和依據(jù)。有時(shí)也加進(jìn)與國內(nèi)外同類型汽車技術(shù)性能的分析和對(duì)比等。 (6)汽車的總布置設(shè)計(jì)：其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體布置及整車性能提出對(duì)各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計(jì)要求，協(xié)調(diào)整車 與總成間、相關(guān)總成問、總成與有關(guān)部件間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個(gè)在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的汽車。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 要特別注意汽車整體布置的合理性，車廂內(nèi)部布置應(yīng)具有視野性好、駕駛操作方便、座位舒適、安全，維修方便等特點(diǎn)。提供整車有關(guān)數(shù)據(jù)與計(jì)算載荷等。 4)確定有關(guān)總成和部件支承的型式、結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性等，特別是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)前后支承、駕駛室支承和排氣管支承的位置和剛度要精心選擇。 6)制作模型進(jìn)行布置空間的校核：通常制作 1 : l 的車身內(nèi)、外模型來檢查駕駛操作及上下車的方便性、 視野范圍、乘坐空間及舒適性等。 9)繪制汽車總裝配圖：其目的是進(jìn)行圖面裝配校核，仔細(xì)檢查相連接總成及部件的連接關(guān)系、連接部分的尺寸與配合以及拆裝的方便性；核算與標(biāo)注汽車整車和有關(guān)總成與部件的安裝尺寸鏈，為汽車總裝作技術(shù)準(zhǔn)備和提供依據(jù)。設(shè)計(jì)完成后投入樣品試制時(shí)，應(yīng)考慮有一定數(shù)量的零部件和總成投人臺(tái)架試驗(yàn)，至少有 3 一 4 輛樣車投人整車室內(nèi)試驗(yàn)與道路試驗(yàn)。要查明整車、總成及零部件的尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、性能參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求及問題所在，以便修改圖紙或采取其他措施予以糾正。 167。 客車型式一般包括 :驅(qū)動(dòng)型式、布置型式、車身型式。 167。轎車、輕型及以下的車輛均采用二軸型式；根據(jù)汽車的用途、總質(zhì)量、使用條件、公路車輛法規(guī)及輪胎最大標(biāo)定負(fù)荷，中型及以上的汽車多采用三軸，少數(shù)采用四軸?？傎|(zhì)量更大的公路用車可采用四軸。 采用增加軸數(shù)的方法，可以 提高載重量而不增加單軸負(fù)荷，同時(shí)還不會(huì)增加車廂底板的離地高度，提高通用化，系列化水平，便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本等。 本車為公交客車，因此采用二軸型式。 驅(qū)動(dòng)形式的選擇 驅(qū)動(dòng)型式常用 4 2 , 4 4 , 6 4 , 6 6 , 8 8 等代號(hào)表示。 汽車廠通常定汽車總質(zhì)量小于 19t 的公路用車，廣泛采用 4x2 的驅(qū)動(dòng)型式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單、制造成本低； 汽車廠定汽車總質(zhì)量為 19 － 26t ，的公路用車則可采用 6 2 或 6 4 的驅(qū)動(dòng)型式；總質(zhì)量為 28 32t 的公路用車則采用 8 4 的驅(qū)動(dòng)型式口 礦用自卸汽車由于行駛場地較小，要求高機(jī)動(dòng)性，因此，即使是重型礦用自卸汽車也多采用 4 2 的驅(qū)動(dòng)型式且為短軸距，少數(shù)采用 4 4 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 和 6 4 的驅(qū)動(dòng)型式。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第四章 電動(dòng)汽車各總成參數(shù)的確定 167。對(duì)于純電動(dòng)汽車用電機(jī)，在選擇電機(jī)的功率時(shí)還要考慮以下幾個(gè)因素 : 最高車速。 加速性能。但過多的后備功率又會(huì)增加純電動(dòng)汽車不必要的能量消耗。 異步電機(jī)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 簡單、 易于冷卻、壽命長、 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 并且 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，因此被較早應(yīng)用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍然是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品 。 電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下： 313 6 0 0 7 6 1 4 0aa De T C A uGf uP ? ????????......................... ............................................（ 41） T? ：機(jī)械效率（整車技術(shù)參數(shù)為 ） G ：汽車總重（ N） f ：良好路面上的汽車的行駛阻力系數(shù)（取 ） au ：最高車速（ Km/h） DC ：空氣阻力系 數(shù)（整車技術(shù)參數(shù)為 ） 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） A ：汽車迎風(fēng)面積 迎風(fēng)面積 A= （車高 輪胎半徑） 車寬 則 A=（ ） = 2m 帶入上述公式（ 41）計(jì)算得： 313 6 0 0 7 6 1 4 0aa De T C A uGf uP ? ????????= 我所選用的是三相異 步電機(jī) ，是深圳大地和有限電氣公司的電機(jī)。 電動(dòng)車電池的選擇 在選擇了電機(jī)和電池的類型后，就要確定電機(jī)的額定電壓和電池的電壓。但電壓過高，又影響電子元器件的性能和安全。在選擇電池的容量時(shí)，既要滿足汽車的續(xù)駛里程的設(shè)計(jì)要求，又要考慮整車的空間結(jié)構(gòu)和底盤承載能力。 考慮到成本與我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的實(shí)際性能，我決定使用鋰離子電池作為該電動(dòng)車的動(dòng)力源。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)已經(jīng)暫時(shí)定了下來，于是電池的電壓也定了下來。 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)車的續(xù)行駛里程為80km，最高車速為 70km