家用小型纯电动汽车设计.doc

家用小型纯电动汽车设计家用小型纯电动汽车设计组长：叶康小组成员及工作量分配：叶康（25%）余凯（15%）胡昶（15%）鲁自奎（15%）余雷（10%）黄博（10%）易渖鑫（10%）目录一. 电动汽车资料收集整理 11.1数据整理 11.2数据分析 2二. 方案设计 42.1设计目标与原则 42.2整车主要目标参数 42.3初选主要总成部件 52.3.1 电源 52.3.2电动机 62.3.3传动系统 62.3.4悬挂系统 6 2.3.5转向系统、制动系统和车身等总成件选择..6三. 初选主要性能目标参数的校核 73.1 —次充电后的续航里程LT. 73.2最高牢速umax 83.3最大爬坡度imax 8四. 设计小结 9五. 参考文献 9一.现有家用小型纯电动汽车的基本资料整理1.1数据整理1.1部分数据整理基于是家用小型电动汽车的设计，组员在收集资料时也做了一部1分筛选，表1.1己经列出了收集车辆的参数均值、最大值、最小值作为家庭使用的普通小型电动车而言，这些尺寸参数的均值完全满足初选要求例如对最高车速和续航里程而言，对中小城市来说城区车速也很少达到60km/小时，上班族的单程上班距离也不会超过30公里，足以满足普通家庭地FI常需求。

所以，在接下来的基本尺寸和性能参数的选择上只需要做细微地调整1.2数据分析(1)根据收集来的车型基本资料，选岀具有代表性的参数值制表如下：1.2各车型整备质量1.3各车型人均整备质量21.4 续航里程与最高车速1.5各车型最大功率1.6各车型电池容量由各图表可以很直观的得出以下的初步分析结果：1拥有最高车速的荣威E50续航能力也最强，说明该车在动力性和续3航能力上在本组数据中的表现最好，其中知豆D2,奇瑞EQ和御悦这三台车的续航能力一样，但是最高车速却有很大区别，可能在车身的风阻系数和传动系的机械效率有很人关系2.Smart fortwo的最大功率最高，却仅仅只比奇瑞EV的续航能力强，但是该车的电池容量在该组数据中也处在和众泰芝麻E30同样的水平，但是却没有和众泰芝麻E30 —样的续航能力，简单来看只是他们的整备质量上有区别，那么Smart fortwo需要更高的轻量化程度来提高其续航能力二.方案设计2.1设计目标与原则设计目标：低碳环保良好的经济性和续航能力设计原则，我们希望该车能有良好的续航里程，并非需要拥宥非常好的动力性，在城区路段上行驶也并不能达到很高车速，而需要能满足一次充电达到使用者的要求的续驶里程。

2.2整车主要目标参数基于收集到的七台车的基本参数和设计B标，拟设计最高车速90km/h,续航里程为160-190km,车身结构为两门四座的家用小型纯电动车，初选尺寸参数是在均值参数的基础上进行微调，后面进行参数校核的时候再作调整初步确定为：轴距2210mm、前轮距1420,后轮距1410,长宽高为3110*1490*1500其余的初选参数也是同样的参考所选车型的数据整车主要尺\1*数据如表2.2.1、整车基本参数表2.2.2、目标性能参数表2.2.32.3初选主要总成部件纯电动汽车的主要总成部件：电源、电动机、传动系统、悬挂系统、转向系统、制动系统，车架及车身2.3.1电源电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置B前，电动汽车上应用广泛的电源是铅酸蓄电池，但是电池寿命并不长，但随着电动汽车技术的发展，许多新型电池也在发展中这些电源（电池）主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景下面的表是市面上的电动车所使用的电源通过对所选车型的分析和查找市面上续航能力和使用寿命比较好的电池，拟参考荣威E50所使用的电池型号：A123的AMP20Prismatic 5Pouch电池单体，电池额定容量60Ah，额定电压300.3VDC，电池总能 量18.018kwh，电池包总重量230Kg。

2.3.2电动机驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动牟轮和工作装置冃前电动车电机普遍采用永磁直流电机所谓永 磁电机，是指电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式这样就 省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机机电转换效率，这对使用 车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续驶里程基于对设计冃标的考虑，在知豆系列车型上使用的永磁直流无刷驱动电机很符合我们的设计要求2.3.3传动系统电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽牟的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档为了能让结构设计简单，制造成本降低，我们将采用前置前驱的驱动方式，将电动机动力不通过传动轴直接传给变速器2.3.4悬挂系统悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶悬挂的种类很多，其中在电动汽车上使用最多的是麦弗逊式独立悬架、扭力梁式非独立悬架、多连杆式独立悬架、螺旋弹簧式非独立悬架。

基于经济性和舒适性的双重考虑，拟采用前悬挂：麦弗逊式独立悬架,后悬挂：扭力梁式非独立悬架2.3.5转向系统、制动系统和车身等总成件选择转向:电动助力转向制动：前通风盘式制动器、后鼓式制动器，驻车制动为手刹 变速箱：固定齿比变速箱ig = 1.333 iO二4.35表2.3.5是简单的汇总63.1 一次充电后的续航里程LT汽车在匀速行驶工况下行驶阻力仅有滚动阻力和空气阻力，即2CDAua?F = Ff?Fw = Gf?21.15式中，f二0.015 Ua?50km/h所有行驶阻力之和与车速以及电动机、控制装置和传动系统的效率的比值即为此时汽车所消耗的功率Pt,即?CDAua2? Pt = ? HTnCnmnq ?Gf?21.25??ua/3600??式中，Pt为汽车消耗的功率，单位kwua为汽车的时速，单位km/h UT为传动系统的效率；取0.9nc为控制装置的效率；取0.85 nm为电动机的效率；取0.90nq为蓄电池的平均放电效率；取0.90所取效率值均为设计参考值水平，具有用于校核性能参数的可靠性那么续航里程为：2??CDAua?? LT=3600E HUH n/Gf?bTCmq??21.15??带入数据计算得续航里程为173.1km，估计其他辅助设备的消耗为5%,那么该车的续航里程也会与目标参数170km相差低于5%,故符7合设计要求，满足我们的设计目标。

3.2最高牢速umax利用蓄电池输出功率等于行驶阻力消耗功率，即pbmb = Pt从式中即可求出ua但是在这里我们可以利用驱动电机的最高转速简单地得出大致的最高车速，即成中的电动机为永磁直流无刷驱动电机其最大的转速为4500r/min其他数据在之前的整车数据和总成选择中各有提及，即r=0.3302mig = 1.333io=4.35 ua = 0.377rnigio计算可得 ua = 96.6km/h>90km/h所以最高车速的校核也满足设计要求3.3最人爬坡度最大爬坡度的目标参数为25%，那么我们可以利用动力因数这一参数计算出最大的爬坡度D=f+iD?f?D2?f2 a max=arcsinl?f2带入数据得a max为14.5那么可以得出爬坡度为：i = 25.9%>25%所以这一参数的校核也同样满足设计要求8四. 设计小结此次的家用小型电动汽车设计总共分三个阶段完成，在己经有了大致的设计思路的情况下，我们小组成员各司其职，共同完成了木次设计任务在每一阶段的检査过程中，我们既展示了自己的设计方案也同时看到了其他小组严谨灵活的设计方式，在这样的一种反馈模式下，我们能及时的纠正设计过程中的不足和错误。

当然，对于一台整车设计而言，我们只是对其做了个大体的布置，很多细节问题并没有很详细的谈到，甚至会出现错误，但是这并不代表我们在这样的过程中就没有收获；相反的是，从收集整车资料、总成件选择、参数校核，每一个阶段的细节我们都冇讨论过，都希望在已冇车型中找到根据，以优化设计方案所以在此次家用小型电动汽车设计大型作业中，小组各成员都收获良多五. 参考文献(1) 唐新蓬《汽车总体设计》高等教育出版社(2) 杨万福《汽车理论》华南理工大学出版社(3) 王瑛王贺武欧阳明高《电动汽车微型化发展路径分析》(4) 陈震邦《微型电动汽车总体设计原则的探讨》江苏大学学报(5) 陈全世田光宇电动汽车技术发展及应用前景。