【正文】 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。 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)也稱為混合式永磁磁阻電機(jī)。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)汽車高效、高密 度、寬調(diào)速牽哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 引驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前，美國汽車公司同行在新車型設(shè)計(jì)中主要采用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)。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)，適合用作汽車的電子伺服驅(qū)動(dòng)，如汽車電子動(dòng)力方向盤的伺服電機(jī)。 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。電機(jī)的功率計(jì)算所需的公式如下，汽車的總重量是估算的，后面會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。 我所選用的是 無刷永磁同步電機(jī) ，是美國進(jìn)口的的電機(jī)。可算是人類歷史上一個(gè)偉大的發(fā)明。 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)問題。 鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 電 解 質(zhì) 溶 液 的 電 池 。 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。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)車的續(xù)行駛里程決定。那么下面就要根據(jù)電動(dòng)車的續(xù)行駛里程來決定電池的容量。電機(jī)功率為 3KW.。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 電動(dòng)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(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。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(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧 。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車上被廣泛應(yīng)用。若一側(cè)車輪相對(duì)于車架 (或車身 )的位置發(fā)生變化時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響（圖 b）。 我所設(shè)計(jì)的城市輕型電動(dòng)觀光車，其所行駛的路況比較好，并且車速很低。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，成本也 較低，又能滿足車一定的舒適性；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。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。 根據(jù)驅(qū) 動(dòng)方式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動(dòng) (FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動(dòng)橋；而前置前驅(qū)動(dòng) (FF)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。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(gè)草帽。脖子 ——主銷是車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心，這個(gè) 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。這根驅(qū)動(dòng)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。半軸在 “脖子 ”的位置也多了一個(gè)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。前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。因?yàn)楝F(xiàn)在用的最為廣泛的就是子午線輪胎，綜合起來，其性價(jià)比也是最高的。胎冠較厚且有堅(jiān)硬的帶束層，不易刺穿；行駛時(shí)變形小，可降低油耗 3%～ 8%。 它的缺點(diǎn)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。 我所設(shè)計(jì)的校園電動(dòng)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) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 15 ：輪胎直徑 88 ：載重指數(shù) H ：速度代號(hào)（最高安全極速是 210Km/h） 車架 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?，F(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名 副 其實(shí)的 “車架 ”。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架重量占去 全車總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的 座 廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高 。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。 承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中 國目前的車身設(shè)計(jì)開發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 承載式車架是目前轎車的主流，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)。 近年還出現(xiàn)了采用承載式車身的大型客車（稱為 “無大梁車身 ”或 “無陣車身 ”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在車底騰出巨大且左右貫通的行李空間，用于 市區(qū)的公共汽車則可以將地臺(tái)降至與人行道等高以便于上下車（要配合特殊的低置車橋）。但是對(duì)于少量生產(chǎn)的轎車又如何呢？雖然可以采用共用平臺(tái)策略，但所謂的 “共用平臺(tái) ”能共用的只是懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)等底盤部件，承載式的車架由于必須與車身形狀吻合，對(duì)于不同的車身造型是不能共用車架的。顧名思義，鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車車架也是鋼管式車架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自由設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于降低汽車的制造成本。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。 圖 42 輸出方式 制動(dòng)系 汽車制動(dòng)器中有兩種形式，鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器 。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動(dòng)過程中散熱性能差和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降，因此在近三十年中，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。 典型的鼓式制動(dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸（制動(dòng)分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動(dòng)鼓作用于制動(dòng)蹄的壓力左右不對(duì)稱，造成自行增力或自行減力的作用。 為了保持良好的制動(dòng)效率，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間要有一個(gè)最佳間隙值。過去的鼓式制動(dòng)器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙。當(dāng)間隙增大時(shí)，制動(dòng)蹄推出量超過一定范圍時(shí)，調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)會(huì)將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個(gè)齒接合的位置，從而增加連桿的長(zhǎng)度，使制動(dòng)蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。鼓式制動(dòng)器除了成本比較低之外，還有一個(gè)好處，就是便于與駐車（停車）制動(dòng)組合在一起，凡是后輪為鼓式制動(dòng)器的轎車，其駐車制動(dòng)器也組合在后輪制動(dòng)器上。 盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定， 在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。 我所合計(jì)的電動(dòng)觀光車是一輛低速的電動(dòng)車，所以制動(dòng)距離較短，所需要的制動(dòng)力較小，可以利用電機(jī)制動(dòng)，后輪將采用原裝鼓式制動(dòng)器，前輪采用盤式制動(dòng)器省掉。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫和噪聲對(duì)駕駛員的影響。遠(yuǎn)距離操縱也使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜、維修調(diào)整不便。 我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車的 傳動(dòng)系統(tǒng)是電力式傳動(dòng)系統(tǒng)，它和燃油汽車的靜液式傳動(dòng)系統(tǒng)有些類似。 因?yàn)闇p去了汽車的變速器，汽車的變速器采用電機(jī)調(diào)速器來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 電機(jī)也可以負(fù)載啟動(dòng)，所以省去了離合器。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度且質(zhì)量小，并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。驅(qū)動(dòng)橋殼分為整體式橋殼，分段式橋殼和組合式橋殼三類。 我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車采用的是整體式后軸驅(qū)動(dòng)橋，主減速器和差速器是做成一體的，而電機(jī)固定在后軸上，利用齒輪連接 直接與主減速器嚙合，省去了萬向傳動(dòng)裝置。根據(jù) Pd、 n1，由圖 查取，選取 A 型 帶 （ 3）確定帶的基準(zhǔn)直徑，取最小直徑 400mm，傳動(dòng)比為 1 小帶輪直徑為 400，則大帶輪直徑為 400 2 / 1 4 0 0 1 4 0 0D d m m i D d? ? ? ? ? (4) 驗(yàn)算帶的速度 1 111m a x1 0 0 1 3 0 0/ ( )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 06 . 8 6 2 5 / ( )ddnV m sv m s? ???? ??? ? ???? ? ? ? 故符合要求。 設(shè)計(jì)方向一 圖 41 設(shè)計(jì)方向 一 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 42設(shè)計(jì)方向二 圖 43 座椅桶設(shè)計(jì)方案 座椅下方安裝蓄電池，安裝三個(gè)電池，所以設(shè)計(jì)成三個(gè)格子形狀，其上方三個(gè)乘客和內(nèi)部三個(gè)蓄電池相 關(guān)聯(lián)。見表 41 表 41駕駛員乘坐位置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù) 硬點(diǎn)尺寸 參數(shù)定義 硬點(diǎn)尺寸 參數(shù)定義 H301 W201 座椅高度 駕駛員中心線位 L181 A271 座椅腰部支撐 座椅傾角 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 A401 H 點(diǎn)軀干角 定位鞋 將鞋底的中心線與自由狀態(tài)加速踏板中心線對(duì)齊，鞋底的 BOF 與踏板表面接觸，其接觸點(diǎn)定義為 PRP；鞋底的 HOS與考慮壓塌的地毯表面接觸，其接觸點(diǎn)定義為 AHP。 定位 SgRP 并確定設(shè)計(jì) H 點(diǎn)調(diào)節(jié)軌跡 SgRP=+(H30) 定位 HPD 將 HPD 的 H 點(diǎn)與 SgRP 從何，保持 HPD 的座椅墊角 A27軀干角 A40腰部支撐量 L811 和側(cè)向中心線位置 W201 的目標(biāo)一致。 預(yù)計(jì)汽車總質(zhì)量： 5 0 7 3 4 6 5 8 4 0 0 1 2 6 2Qm k g? ? ? ? ? ? ?；計(jì)1300Qm kg? 汽車的最高車速是已知的， max 25 /au km h? 公式：m a xm a x0 . 3 7 7a nru i ??? .................................（ 2） 由（ 2 ）式m a xm a x2 0 0 0 0 . 1 9 0 50 . 3 7 7 0 . 3 7 7 2 5 /a nru k m hii? ?? ? ? ? ?，即可得出 ? ，故取 i = 其中 maxn ：電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 r ：車輪半徑 i ：汽車減速比 下面要驗(yàn)證 i 取 是否滿足要求： 根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的，汽車至少要能克 服爬坡度為 15%的坡道，即在坡度角為 ? 的坡道上也能正常行駛。 i 取 后汽車的最高速度發(fā)生了變化，要重新計(jì)算：由公式（ 2）可得， m a x m a x2 0 0 0 0 . 1 9 0 50 . 3 7 7 0 . 3 7 7 2 4 . 7 6 5 / 2 5 /5 . 8a nru k m h k m hi ? ?? ? ? ? ? ? 最后要驗(yàn)證的是汽車的續(xù)行駛里程： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 即汽車的續(xù)行駛里程也符合要求，通過以上的驗(yàn)證，可知所取參數(shù)都符合要求。我非常想要做好它，因?yàn)樽鐾赀@次的設(shè)計(jì) 就意味著大學(xué)的結(jié)束了。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，越來越發(fā)現(xiàn)自己對(duì)于汽車知識(shí)的匱乏。對(duì)于設(shè)計(jì)的大概流程還是比較清晰的。但是對(duì)于汽車的了解一樣在很表面的程度。我就在各個(gè)圖書館和網(wǎng)絡(luò)論壇上找資料，最后能夠做出這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺自己成長(zhǎng)了不少。另外在這之中學(xué)到的設(shè)計(jì)能力和解決問題的能力，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作將會(huì)有巨大的影響和幫助。在不久的將來，希望以一個(gè)中國的成功汽車人的身份來幫助祖國發(fā)展民族汽車工業(yè)。因?yàn)槭堑谝淮巫鲞@樣重要的設(shè)計(jì)，所以在做的過程中會(huì)遇到很多問題。不管多忙， 吳 老師都會(huì)抽出時(shí)間不厭其煩的為我們解答問題。在此之中，我們不僅僅學(xué)到了知道，也從中得到了團(tuán)結(jié)協(xié)作的快樂。 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)快要結(jié)束了。在此，我對(duì)你們衷心的說聲謝謝。rez J,Sol2