微型電動(dòng)貨車總體設(shè)計(jì)及外觀設(shè)計(jì)

1、摘 要電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。純電動(dòng)汽車，相對(duì)燃油汽車而言，主要差別（異）在于四大部件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)速控制器、動(dòng)力電池、車載充電器。隨著當(dāng)今全球環(huán)境的惡化，節(jié)能環(huán)保成為了世界主流，電動(dòng)汽車成為了新能源汽車的重要發(fā)展方向。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是微型電動(dòng)貨車的整體設(shè)計(jì)和外觀設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括主要包括電動(dòng)車電機(jī)的設(shè)計(jì)選擇，以及驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向器等的選型，汽車的總體尺寸確定，外觀造型。電動(dòng)車電機(jī)的選擇是通過(guò)確定汽車的額定功率，轉(zhuǎn)矩等，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)的電機(jī)型號(hào)；驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向器部分通過(guò)其各種方案的比較，選取相應(yīng)的合適的型號(hào)類型；貨車的外形設(shè)計(jì)是在符合空

2、氣動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，考慮美觀等元素進(jìn)行了綜合的外觀造型。關(guān)鍵字：電動(dòng)車，電機(jī)，電機(jī)調(diào)速ABSTRACTElectric car refers to the vehicle powered by vehicle power supply, driving wheel by electric motor, conforming traffic safety regulations and requirements of the vehicle. Compared with relative automobile, electric cars have four major differences:

3、electric motor, speed controller, battery, car charger. With today's global the deterioration of the environment, energy conservation and environmental protection has become the mainstream, electric car became an important developing direction of the new energy vehicles.The graduation project is

4、 a micro-electric vehicle design and overall design. Including the main electrical motor vehicle design options, and the selection of drive axle, steering gear selection, etc; the overall size of vehicles determined appearance. Electric car motor choices is determined by the car's rate

5、d power, torque, etc., selected in accordance with national standards for the corresponding motor type; drive axle, steering part of the comparison, through its various programs, select the appropriate type of suitable models; truck shape aerodynamic design is based on aesthetic considerations

6、and other elements of the integrated appearance.KEY WORDS：electric car, electric motor, speed controller目 錄摘 要1ABSTRACT2前 言2第一章 電動(dòng)汽車概述31.1 電動(dòng)汽車的研究意義31.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3 面臨的問(wèn)題51.4 與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別7第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì)82.1 電動(dòng)汽車形式的選擇82.2 電動(dòng)汽車主要參數(shù)的選擇92.3 電機(jī)的選擇142.4 電機(jī)調(diào)速裝置172.5 電池的參數(shù)19第三章 總體選擇203.1 驅(qū)動(dòng)橋的選擇203.2 懸架的選擇283.3 轉(zhuǎn)

7、向系的選擇323.4 制動(dòng)系的選擇37第四章 外觀設(shè)計(jì)46結(jié)論47致謝48參考文獻(xiàn)50前 言隨著當(dāng)今社會(huì)的飛速發(fā)展，人類面臨的能源短缺、全球變暖、空氣質(zhì)量水平下降等諸多挑戰(zhàn)日益突出。同時(shí)，全球汽車保有量的迅速增加以及其無(wú)限的發(fā)展?jié)摿?，使得這一問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。這些反過(guò)來(lái)也推動(dòng)了汽車自身技術(shù)的發(fā)展，為了節(jié)約能源，減少空氣污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，汽車工程師正在不斷努力研究降低油耗的方法，尋求各種代用燃料以及開發(fā)不用或少用汽油的新型車輛，包括電動(dòng)汽車（EV：Electric Vehicle），混合動(dòng)力汽車（HEV：Hybrid Electric Vehicle）等等?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的政府機(jī)構(gòu)，汽車制造商已

8、經(jīng)認(rèn)識(shí)到各種類型電動(dòng)汽車和燃料電池汽車是實(shí)現(xiàn)清潔汽車的重要解決方案，全世界的汽車工業(yè)界也正在為此努力并投入巨大的資金和人力。2010年的北京車展，各種新能源汽車的出場(chǎng)，引來(lái)媒體和觀眾的高度重視。而從各大汽車廠商推出的幾種新型動(dòng)力汽車可以看出，電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，用不多久，新能源汽車將會(huì)在市場(chǎng)上得以普及。電動(dòng)汽車擁有許多特點(diǎn)。其在行駛過(guò)程中很少甚至沒(méi)有排放污染，可稱之為“零排放污染汽車”。電動(dòng)汽車可節(jié)省汽油或柴油，解決汽車的能源需求問(wèn)題。它的能源利用率高，熱輻射低，震動(dòng)與噪聲小，車廂內(nèi)、外的安靜性好。此外，電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)汽車簡(jiǎn)單，維修使用方便。雖然面臨著電池續(xù)航里程短

9、，成本高等一些列的問(wèn)題，但是毫無(wú)疑問(wèn)，電動(dòng)汽車作為一種節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新型交通工具，電動(dòng)汽車具有廣闊的發(fā)展前景。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。這些電動(dòng)貨車系列使用的電池具有：容量大、重量輕、壽命長(zhǎng)、充電快速、安全性高、效率大等特點(diǎn)，其車外觀設(shè)計(jì)優(yōu)美，空間實(shí)用性大，操作方便，可為國(guó)內(nèi)工廠車間、城管普遍使用。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?、機(jī)械設(shè)計(jì)等），借助網(wǎng)上等各種

10、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。第一章 電動(dòng)汽車概述1.1電動(dòng)汽車的研究意義2010年全球汽車保有量已接近10億輛，而到2015年這一數(shù)字還將增加20%，將超過(guò)12億輛。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。2006年，中國(guó)取代日本成為僅次于美國(guó)的世界第二大新車消費(fèi)市場(chǎng)。2009年全年我國(guó)累計(jì)生產(chǎn)汽車1379.10萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)48.3%；銷售汽車1364.48萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)46.2% ，成了名副其實(shí)的全球汽車產(chǎn)銷第一大國(guó)。中國(guó)消費(fèi)者對(duì)汽車有著巨大需求，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里，中國(guó)汽車市場(chǎng)將繼續(xù)保持世界上最快速發(fā)展的態(tài)

11、勢(shì)。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。能源緊缺是全人類面臨的日益嚴(yán)重而緊迫的問(wèn)題，是一個(gè)全球性戰(zhàn)略問(wèn)題，關(guān)系到全球經(jīng)濟(jì)安全和軍事安全。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。從我國(guó)油耗總量來(lái)看，繼美國(guó)之后，取代日本成為全球第二大石油消費(fèi)國(guó)，原油消費(fèi)年均增長(zhǎng)率為6%以上。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。如果中國(guó)采用一系列先進(jìn)技術(shù)，包括電動(dòng)汽車、壓縮天然氣汽車和以天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，到2030年，中國(guó)汽車的二氧化碳排放總量有可能降

12、低45。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。如果到2030年電動(dòng)汽車能實(shí)現(xiàn)30的市場(chǎng)占有率，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.5萬(wàn)億元以上。2009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2005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。這更需要我國(guó)政府加大對(duì)于電動(dòng)汽車的投入，提高電動(dòng)汽車在中國(guó)的市場(chǎng)占有率。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀盡管傳統(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(wú)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。當(dāng)前全球主要汽車生產(chǎn)國(guó)及企業(yè)都在加大電動(dòng)車輛的研制與開發(fā)力度，燃料電動(dòng)汽

13、車已成為世界各大汽車公司21世紀(jì)初激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，動(dòng)力技術(shù)革命將徹底改變2l世紀(jì)汽車業(yè)的面貌，這一改變就是在近幾年出現(xiàn)的燃料電動(dòng)汽車。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。眼下，電動(dòng)汽車正迅速?gòu)难兄圃囼?yàn)階段走向商品生產(chǎn)及應(yīng)用階段，但純電動(dòng)汽車由于受到電池續(xù)航能力、充電時(shí)間的困擾，目前還沒(méi)有一款非常完善的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。2009年6月4日，世界首款電動(dòng)車，三菱 MiEV（見圖1-1）正式進(jìn)入量產(chǎn)階段。2010年，盛大的北京車展上，各大汽車生產(chǎn)商競(jìng)相推出新能源汽車，其中既有國(guó)外的奔馳推出的smart，也有國(guó)產(chǎn)汽車的驕傲，奔騰B

14、50。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。圖1-1我國(guó)“八五”以來(lái)電動(dòng)汽車被正式列入國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目，對(duì)電動(dòng)汽車的投入顯著增加。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?！熬盼濉逼陂g，列入國(guó)家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目，開發(fā)電動(dòng)汽車項(xiàng)目也列入了國(guó)家“十五”與“十一五”期間，電動(dòng)汽車被列入“863”計(jì)劃12個(gè)重大專項(xiàng)之一,全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于1998年新組建了電動(dòng)汽車車輛標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)?？萍疾坑钟?001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

15、跑線上。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，我國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)取得明顯進(jìn)展。到2009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。目前，共有48個(gè)型號(hào)的各類電動(dòng)汽車獲得機(jī)動(dòng)車新產(chǎn)品公告，其中，比亞迪、奇瑞、長(zhǎng)安等企業(yè)的插電式和油電混合動(dòng)力汽車已具備上市銷售的條件。電動(dòng)汽車在我國(guó)正在進(jìn)入快速發(fā)展新階段。但是，這并不代表中國(guó)的電動(dòng)汽車發(fā)展處于世界領(lǐng)先地位。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。在清楚地認(rèn)識(shí)到差距的同時(shí)，我們應(yīng)盡量發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，學(xué)習(xí)各國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，力求在電動(dòng)汽車上有所突破。1.3面臨的問(wèn)題由于各國(guó)政府對(duì)于電動(dòng)汽

16、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)。電動(dòng)汽車的動(dòng)力源電池更是不斷的出現(xiàn)新的品種，其能源密度和使用壽命等不斷的增強(qiáng)，為電動(dòng)汽車的批量生產(chǎn)提供了更多的可能。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(wèn)題。其中主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：1續(xù)駛里程有限目前市場(chǎng)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50100 km。比

17、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)。2蓄電池使用壽命太短普通蓄電池充放電次數(shù)僅為300400次，即使性能良好的蓄電池充放電次數(shù)也不過(guò)700900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。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。鎳鎘電池加速動(dòng)力足、壽命較長(zhǎng)。但其成本高、可回收性差。鈉硫電池的比能量較高，能夠提供較長(zhǎng)的續(xù)駛里程。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。就整體來(lái)看。成熟電池的壽命都相對(duì)較短。3蓄電池尺寸和質(zhì)量的制

18、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。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。例如，現(xiàn)有電動(dòng)汽車電池的外體積一般要達(dá)到550 L。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。4電動(dòng)汽車價(jià)格昂貴主要是電池技術(shù)復(fù)雜，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技術(shù)，致使電動(dòng)汽車的造價(jià)居高不下。電動(dòng)汽車蓄電池的價(jià)格約為100美元kWh，甚至有的高達(dá)350美元kWh，成本太高，用戶難以承受。5間接污染嚴(yán)重電動(dòng)汽車本身雖無(wú)排放污染，但其間接污染也是不容忽視的。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。再

19、如所用電能，相當(dāng)大一部分來(lái)自火力發(fā)電，煤炭燃料也會(huì)造成大氣污染。隨著電池性能的進(jìn)一步提高，上述問(wèn)題對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展的制約程度在不斷的降低。在可以預(yù)見的未來(lái)，電動(dòng)汽車將必然成為汽車的重要發(fā)展方向，為人類的能源與環(huán)境做出重要貢獻(xiàn)。圖1-2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。圖1-21.4與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，行駛時(shí)車輪與地面之間的相互接觸與相互作用的力學(xué)過(guò)程無(wú)本質(zhì)區(qū)別，而且這兩種汽車的轉(zhuǎn)向裝置、懸架裝置及制動(dòng)系統(tǒng)也基本相同。它們的主要差別是采用了不用的動(dòng)力源。傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力是內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)汽車則是全部或部分由蓄電池、燃料電池等提供電能，通過(guò)電動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)系統(tǒng)驅(qū)

20、動(dòng)汽車行駛。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(guò)性與內(nèi)燃機(jī)汽車基本一致。但是受電池等諸多因素的制約，當(dāng)前的電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、續(xù)駛里程、成本和可靠性等方面還與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有一定距離。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。借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種高性能電池的不斷出現(xiàn)，電動(dòng)汽車在各方面的性能有了飛速的提高，這也使得純電動(dòng)汽車的量產(chǎn)成為了可能。第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì)2.1 電動(dòng)汽車形式的選擇

21、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。1.軸數(shù)汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。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。本次設(shè)計(jì)為微型電動(dòng)貨車，故采用兩軸設(shè)計(jì)2.驅(qū)動(dòng)形式汽車的驅(qū)動(dòng)形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中前一位數(shù)字表示汽車車輪總數(shù)，后一位數(shù)字表示驅(qū)動(dòng)輪數(shù)。汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過(guò)能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，

22、整車質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難。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。3.布置形式貨車根據(jù)駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置的不同，分為平頭式、短頭式、長(zhǎng)頭式和偏置式四種。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。汽車的使用性能除取決于整車和各總成的有關(guān)參數(shù)以外，其布置形式對(duì)使用性能也有重要影響。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)。其優(yōu)點(diǎn)有：汽車總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小,機(jī)動(dòng)性能良好；不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，汽車整備質(zhì)量?。获{駛員視野得到明顯改善；汽車或向與整車的俯視面積之比稱

23、為面積利用率，平頭式貨車的該指標(biāo)比較高。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(guò)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)、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。2） 短頭式貨車短頭式貨車發(fā)動(dòng)機(jī)大部分在駕駛室的前部，少部分位于駕駛室內(nèi)。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。3） 長(zhǎng)頭

24、式貨車長(zhǎng)頭式貨車的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室的前部。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。長(zhǎng)頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)有：發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性好，便于檢修工作；汽車滿載時(shí)前軸負(fù)荷小，有利于在壞路面上行駛時(shí)提高汽車的通過(guò)能力；地板低，駕駛員上、下車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于布置。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。綜合考慮不同布置方式的各個(gè)特點(diǎn)，以及本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車的工作要求和特點(diǎn)，故可選用短頭式的前置后驅(qū)的布置形式。2.2 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)

25、量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。一、 汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸、軸距、前懸、后懸、貨車車頭長(zhǎng)度和車廂尺寸等。1 外廓尺寸汽車的長(zhǎng)、寬、高成為汽車外廓尺寸。GB 1589-1989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體式客車總長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m；不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過(guò)4m綜合各方面考慮，規(guī)定本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車的外形尺寸（mm）為：L×W×H=3800×1430×18502 軸距L軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。當(dāng)軸距縮短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)

26、軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。軸距過(guò)短會(huì)使車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車上坡、制動(dòng)或加速時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)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(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。本次設(shè)計(jì)將軸距定為：2400mm。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。增大輪距則車廂內(nèi)寬隨之增加，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎直徑等增加，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動(dòng)性變壞。受汽車總寬不得超過(guò)2.5m限制，輪距不宜過(guò)大。但在選定的前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架

27、、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。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。綜合考慮，故可選取前輪距B1=1230mm，B2=1230mm。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。車身形式，即長(zhǎng)頭型還是平頭性對(duì)車頭長(zhǎng)度有絕對(duì)影響。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。本次設(shè)計(jì)的車頭長(zhǎng)度為1800mm。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)。車廂內(nèi)長(zhǎng)應(yīng)在滿足運(yùn)送貨物達(dá)到額定噸位的條件下盡可能取短些

28、，以利于減少整備質(zhì)量。故選取貨箱長(zhǎng)度為2000mm，寬為1330mm。二、 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定三、 汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)m0、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分配等。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(méi)有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是：通過(guò)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(lái)的整備質(zhì)量的增加，節(jié)省燃料。減少整備質(zhì)量的措施主要有：新設(shè)計(jì)的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理，采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，如塑料、鋁合金等

29、等。故可選取電動(dòng)貨車的整備質(zhì)量為1600kg。2. 汽車的載客量和裝載質(zhì)量（簡(jiǎn)稱載質(zhì)量）（1）汽車的在質(zhì)量 乘用車的載客量包括駕駛員在內(nèi)不超過(guò)9座，又稱之為M1類汽車。因本次設(shè)計(jì)的微型電動(dòng)貨車為兩座，故為M1類。（2）汽車的載質(zhì)量me 汽車的在質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時(shí)所允許的額定載質(zhì)量。汽車在碎石路面行駛時(shí)，在質(zhì)量約為好路面的75%-85%。商用貨車在質(zhì)量me的確定，首先應(yīng)與企業(yè)商品規(guī)劃符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。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)。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)車

30、，使用場(chǎng)地良好，載貨量不大，運(yùn)距短，故汽車的載質(zhì)量可為800kg。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。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，m0值越大，說(shuō)明該汽車的結(jié)構(gòu)和只在工藝越先進(jìn)。汽車的質(zhì)量系數(shù)m0的選取見表2-1。表2-1參 數(shù)車 型總質(zhì)量ma/t質(zhì)量系數(shù)m0貨 車1.8<ma6.00.801.106.0<ma14.01.201.35ma>14.01.301.704. 汽車總質(zhì)量ma汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。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

31、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)。 則本次設(shè)計(jì)的汽車總質(zhì)量ma=1730kg。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。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。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(guò)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(guò)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(guò)小。因此，可以得

32、出作為重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對(duì)其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車的性能要求、使用條件等，合理選取軸荷分配。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。如發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)乘用車和平頭式商用貨車前軸負(fù)荷較大，而長(zhǎng)頭式貨車前軸負(fù)荷較小。常在壞路面上形式的越野車，前軸負(fù)荷應(yīng)該小些。當(dāng)總體布置驚醒軸荷分配計(jì)算不能滿足預(yù)定要求是，可通過(guò)重新布置某些總成、部件（如郵箱、備胎、蓄電池等）的位置來(lái)調(diào)整。必要時(shí)，改變軸距也是可行的方法之一。 (表2-2 各類貨車的軸荷分配)車 型滿 載空 載前 軸后 軸前 軸后 軸乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前置后

33、輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后至后輪驅(qū)動(dòng)47%60%45%50%40%46%40%53%50%55%54%60%56%66%51%56%38%50%34%44%44%49%50%62%商用貨車4×2后輪單胎4×2后輪雙胎4×2后輪雙胎6×4后輪雙胎32%40%25%27%30%35%19%25%60%68%73%75%65%70%75%81%50%59%44%49%48%54%31%37%41%50%51%56%46%52%63%69%四、 汽車性能參數(shù)的確定1. 動(dòng)力性參數(shù)汽車動(dòng)力性參數(shù)包括最高車速vamax、上坡能力等。（1）最高車速vamax隨著道路行駛條件的改善

34、，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)。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車應(yīng)用于較好的工作環(huán)境，可定最高車速為30km/h。（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(lái)表示汽車的上坡能力。因乘用車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對(duì)他們的上坡能力要求也不一樣。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.汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑，成為汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin。Dmin用來(lái)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)。本次設(shè)計(jì)的最小轉(zhuǎn)彎直徑為10m。3.制動(dòng)性參

35、數(shù)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。目前常用制動(dòng)距離st、平局制動(dòng)減速度j和行車制動(dòng)的踏板力及應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的操縱力來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)效能。此次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車的制動(dòng)距離為5m。2.3 電機(jī)的選擇1.電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)性能要求電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常要求能夠頻繁啟動(dòng)/停車、加速/減速, 低速和爬坡時(shí)要求高轉(zhuǎn)矩, 高速行駛時(shí)要求低轉(zhuǎn)矩, 并要求變速范圍大。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。另外為電動(dòng)機(jī)所配置的電子控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能。1) 高電壓。在允許

36、范圍內(nèi)盡量采用高電壓, 可減小電動(dòng)機(jī)的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸, 特別是可降低逆變器的尺寸。2) 高轉(zhuǎn)速。高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)體積小、質(zhì)量輕, 有利于降低電動(dòng)汽車的整車整備質(zhì)量。3) 質(zhì)量輕。電動(dòng)機(jī)采用鋁合金外殼, 以降低電動(dòng)機(jī)質(zhì)量、各種控制器裝備的質(zhì)量和冷卻系統(tǒng)的質(zhì)量等也要求盡可能輕。4) 較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能。這樣使電動(dòng)汽車有良好的啟動(dòng)性能和加速性能。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)。5) 效率高、損耗少, 并具有制動(dòng)能量回收功能。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

37、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。6) 必須有高壓保護(hù)設(shè)備。7) 可靠性好、耐溫耐潮性能強(qiáng)及運(yùn)行時(shí)噪聲低。8) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便及價(jià)格便宜。2.純電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)初步確定原則設(shè)計(jì)中先從保證汽車預(yù)期的最高車速來(lái)初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)答題等于，但不小于以最高車速行駛時(shí)行駛阻力功率之和，即 Pe=1TGf3600uamax+CDA76140uamax3 （2-2）式中，傳動(dòng)效率T=0.90，質(zhì)量m=1730kg，滾動(dòng)阻力系數(shù)f=0.010，空氣阻力系數(shù)CD=0.6，最高車速uamax=30km/h，迎風(fēng)

38、面積A=2.7，經(jīng)計(jì)算可知，故可確定功率Pe=10.901730×10×0.010360030+0.6×2.776140303=2.24kw其中，A，CD，f的選取分別可見下表2-3和表2-4（表2-3）車型迎風(fēng)面積A（m2）空氣阻力系數(shù)CD典型轎車1.72.137470.300.410.61.00.50.8貨車客車（表2-4）路面類型滾動(dòng)阻力系數(shù)f良好的瀝青或混凝土路面0.0100.018一般的瀝青或混凝土路面0.0180.020碎石路面0.0200.025良好的卵石路面0.0250.030坑洼的卵石路面0.0350.0503.確定電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（1）以常

39、規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN=igi0uN0.377r式中，nN為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）；傳動(dòng)比ig=1；主減速比i0=4.35；常規(guī)車速uN=20km/h；滾動(dòng)車速半徑r=0.36（m）。帶入計(jì)算得：nN=641 r/min。（2）以額定功率確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩用下式計(jì)算Temax Temax=9549×PemaxnP （2-3）式中，Temax為最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.11.3之間選取，本次設(shè)計(jì)選為1.2；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pemax=2.24kW；最大功率轉(zhuǎn)速nP=630（r/min）。帶入計(jì)算可得：Temax=40.74N·m。綜合上述計(jì)

40、算，依據(jù)GB/T18488.12006，可選取電機(jī)的功率為3.7kW。（GB/T18488.12006：電機(jī)的功率等級(jí)為1kW、2.2 kW、3.7 kW、5.5 kW、7.5 kW、11 kW、15 kW、18.5 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/T4772.11999的要求。）4.驅(qū)動(dòng)電機(jī)的種類驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。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&quo

41、t;軟"的機(jī)械特性，與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動(dòng)機(jī)由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護(hù)保養(yǎng)工作量大，隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，勢(shì)必逐漸被直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)（BCDM）、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SRM）和交流異步電動(dòng)機(jī)所取代。（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，缺點(diǎn)是由于直流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)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。此外電機(jī)本身體積大，重量大，換向器和電刷制約了直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，故這些因素都影響了直流電機(jī)在電動(dòng)車上的使用。（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)

42、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)。缺點(diǎn)是感應(yīng)交流系統(tǒng)的成本要比直流的高。主要在大功率電動(dòng)汽車中有廣泛的應(yīng)用。（3）開關(guān)磁阻電機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高速運(yùn)行，調(diào)速控制比較容易，但是電磁的噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，制約了它在電動(dòng)車上的應(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(wú)刷直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)的外特性曲線類似于永磁直流電機(jī)，特性較硬，在小功率電動(dòng)汽車中應(yīng)用。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由于沒(méi)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(wú)刷直流電機(jī)的控制器相對(duì)簡(jiǎn)單，這些都使了無(wú)刷直流電機(jī)在電動(dòng)車上得到了廣泛的應(yīng)用

43、。由以上各種電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)可選取無(wú)刷直流電機(jī)。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)SM-3P7D3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg·m20.015功率kW3.7冷卻方式風(fēng)冷額定轉(zhuǎn)速r/min641最高轉(zhuǎn)速r/min5000轉(zhuǎn)矩N·m40.74重量68額定輸出電流A48防護(hù)等級(jí)IP542.4 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。早期的電動(dòng)汽車上，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速采用串接電阻或改變電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)線圈的匝數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。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

44、。目前電動(dòng)汽車上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速，通過(guò)均勻地改變電動(dòng)機(jī)的端電壓，控制電動(dòng)機(jī)的電流，來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。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。從技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，伴隨著新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用，電動(dòng)汽車的調(diào)速控制轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂孀兗夹g(shù)的應(yīng)用，將成為必然的趨勢(shì)。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。當(dāng)采用交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的改變只需變換磁場(chǎng)三相電流的相序即可，可使控制電路簡(jiǎn)化。此外，采用交流電動(dòng)機(jī)及其變頻調(diào)速

45、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。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)與控制器輸出容量的匹配關(guān)系如下：（表2-5 GB/T18488.12006）電機(jī)額定功率/kW控制器輸出容量/kVA152.253.7105.5157.5151135153518.55022503060376045100551007515080150110200132200150270160360183360200420故可知控制器輸出容量為10kVA2.5電池的參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的續(xù)行駛里程為100km，最高車速為30km/h。而上面確定的電機(jī)額定功率為3.7kw則電動(dòng)車的能夠行駛的時(shí)間為：t=Su

46、t=10030=3.3hS 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·t=48×3.3=158.4AhR 電池容量Ah ； t 續(xù)行駛時(shí)間h; I 是電機(jī)的額定電流 A根據(jù)電池的要求選擇的電池容量為180Ah。目前常用的電池主要有以下幾種：鉛酸電池，鎳氫電池，鋰離電池和ZEBRA電池。1.鉛酸電池：鉛酸電池成本低，適用性寬，可逆性好，大電流性能良好，可以制成密封免維護(hù)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在車輛和郵電，電力，鐵路，礦山，采掘，計(jì)算機(jī)等許多部門，但是，鉛酸電池均為開口式或仿酸隔爆式，充放電時(shí)析出的酸霧污染環(huán)境及腐蝕嚴(yán)重，有需要經(jīng)常的維護(hù)和添加酸和水

47、。目前電動(dòng)汽車使用的鉛酸電池循環(huán)使用壽命達(dá)400次以上，能力密度為35W·h/kg左右。2.鎳氫電池：鎳氫電池能量密度，功率均高于鉛酸電池，循環(huán)使用壽命在實(shí)際的電動(dòng)車用的電池里是最高的，快速充電和深度放電性能好，充放電效率高，無(wú)重金屬污染，全密封效果好。但是，其成本高，價(jià)格是相同容量的鉛酸電池的58倍，單體電池電壓低，自放電損耗大，對(duì)環(huán)境溫度敏感，電池組熱管理任務(wù)重。3.鋰離電池：與其他電池相比較鋰離電池應(yīng)用在汽車上，在容量，功率方面均有較大的優(yōu)勢(shì)，但是鋰離電池快充放電性能差，價(jià)格過(guò)高和過(guò)充放電保護(hù)問(wèn)題，在過(guò)充或?yàn)E用的條件下，鋰離電池可能發(fā)生火災(zāi)和爆炸。因此為了確保鋰離電池的安全，必

48、須用電池管理系統(tǒng)，但是這樣就大大的增加了電池的成本和體積。4.ZEBRA電池：鈉鎳氯化物充電電池是在20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的，與其他電池相比較它最大的特點(diǎn)是電池反應(yīng)需要熔融狀態(tài)的Na，工作時(shí)需要使用加熱器保保持在300°C左右的高溫狀態(tài)。其能量密度高，實(shí)際可達(dá)到100W·h/kg，電池在壽命終止后能全部被收回利用，物污染環(huán)境問(wèn)題。，但是由于Na被視為危險(xiǎn)物品，這就降低的ZEBRA電池的商用范圍。綜合價(jià)格，環(huán)保，各類電池的優(yōu)缺點(diǎn)和結(jié)合所設(shè)計(jì)電動(dòng)車適用范圍本次設(shè)計(jì)所選擇的電池為鎳氫電池。再由電池參數(shù)的計(jì)算，可確定電池的電壓為12V，充電時(shí)間不少于12h(但不要多于20h)，額

49、定容量為180Ah，總質(zhì)量為90kg。第三章 總體選擇3.1驅(qū)動(dòng)橋的選擇驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用首先是增扭、降速、改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力距和反作用力矩等。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬(wàn)向節(jié)。一、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求：1) 所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 2) 外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 3) 齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。4) 在各種轉(zhuǎn)

50、速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。5) 在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。6) 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。7) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。二、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動(dòng)橋分?jǐn)嚅_式和非斷開式。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式(或稱為整體式)，即驅(qū)動(dòng)橋殼是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車輪傳動(dòng)裝置(由左、右半軸組成)都裝在它里面。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為斷開式。具有橋殼的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣

51、泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。但整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋均屬于簧下質(zhì)量，對(duì)汽車平順性和降低動(dòng)載荷不利。斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。這種驅(qū)動(dòng)橋在轎車和高通過(guò)性的越野汽車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。本次設(shè)計(jì)的微型電動(dòng)貨車，因工作環(huán)境良好，可選用非獨(dú)立懸架（具體選擇見下一

52、章），故選擇非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，以降低成本，使之工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修調(diào)整容易。三、主減速器的選擇主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速器形式不同而不同。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。1.螺旋錐齒輪傳動(dòng)螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。但是在工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須

53、將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。2.雙曲面齒輪傳動(dòng)雙曲面齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距。由于偏移距正的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角1大于從動(dòng)齒輪螺旋角2。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比F1F2=cos1cos2式中，F(xiàn)1、F2分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；1、2分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋角。螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面上展開齒線任意一點(diǎn)的切線與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。在齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為中點(diǎn)螺旋角。通常不特殊說(shuō)明，則螺旋角系指中點(diǎn)螺旋角。雙曲面齒輪傳動(dòng)i0s比為 i0s=F2r2F

54、1r1=r2cos2r1cos1 （3-1）式中，i0s為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；r1、r2分別為主、從動(dòng)齒輪平均分度圓半徑。令K=cos2/cos1，則i0s=Kr2/r1。由于1>2，所以系數(shù)K>1，一般為1.251.50。螺旋錐齒輪的傳動(dòng)比i0s為i0s=r2r1這說(shuō)明：1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。2)當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。3)當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也存在如下缺點(diǎn)：1)沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為99。2)齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。3)雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。4)雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。3.圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)