摘 要

电动车是现今汽车发展的主要趋势之一，纯电动汽车具有效率高，无污染的特点。近年来电动车已在普通乘用车领域占据一定的市场份额，而电动车技术在工程专用车领域也在不断得到应用。本文根据需要在某地下隧道运行的电动车的工作要求和尺寸要求对一种电动工程车进行了设计。首先对工作条件和性能要求进行了分析，对几种驱动方式和电动机以及电池的种类进行了比较选择。在工作要求的基础上对电动机进行参数匹配，对电池容量进行了计算，对轮胎进行了选择，并对驾驶舱以及各零部件尺寸和质量进行了估算。在尺寸要求的基础上进行了车身骨架的设计，在质量估算的基础上对车身骨架进行了强度校核和优化，并对车轮进行简单的运动空间校核，最后作出电动工程车的总布置图。

关键词：电动车；总布置；车身骨架

Abstract

Electric vehicle is one of the main trends in the development of today's automobiles. Pure electric vehicles have the characteristics of high efficiency and no pollution. In recent years, electric vehicles have occupied a certain market share in the ordinary passenger car industry, and electric vehicle technology has been continuously applied in the field of engineering special vehicles. In this paper, an electric engineering vehicle is designed according to the requirements and size requirements of an electric vehicle running in an underground tunnel. Firstly, the working conditions and performance requirements are analyzed, and the driving modes, the motors and the types of batteries are compared. On the basis of the work requirements, the motor parameters are matched, the battery capacity is calculated, the tire is selected, and the size and quality of the cockpit and parts are estimated. The design of the body frame based on size requirements, based on the quality estimate on the strength of verification and optimization of the body frame, and check the simple movement of space on the wheel, general layout and finally make electric cars project.

Key Words:Electric vehicle; general layout; body skeleton

目录

第1章 绪论 1

1.1 纯电动汽车的国内外发展现状 1

1.2 纯电动汽车的技术特点 1

1.3 论文主要研究内容 2

第2章 纯电动汽车整体设计选型 3

2.1 设计目标介绍 3

2.2 整体布置方案与关键零部件选择 3

2.2.1驱动系统布置形式的选择 4

2.2.2 车载电池的选择 5

2.2.3 车载电机的选择 6

第3章 纯电动汽车基本参数计算 8

3.1 驱动电机参数匹配设计 8

3.2 轮胎和轮距轴距的参数选择 10

3.2.1轮胎的参数选择 10

3.2.2轴距和轮距的参数选择 11

3.3 整车电压等级的确定 12

3.4 电池包的参数计算 12

第4章 车身骨架的设计 14

4.1 车载电池以及控制器的空间位置设计 14

4.1.1车载电池的空间位置设计 14

4.1.2 驱动电机控制器的空间位置设计 14

4.2 驾驶舱空间的设计 14

4.3 悬架布置空间的设计 16

4.4 车身骨架的设计 16

4.4.1车身骨架材料的选择 16

4.4.2车身骨架的设计 17

第5章 车架的强度校核以及优化 19

5.1 材料性能 19

5.2 有限元模型的生成 19

5.3 整车各零部件载荷的处理 20

5.4车身骨架的静态强度分析 22

5.5 车身骨架的优化 23

第6章 运动和空间位置校核 25

6.1车轮转向位置校核 25

6.2车轮垂向跳动校核 28

第7章 总结 29

参考文献 30

附录A 计算程序 31

附A1 驱动功率计算程序 31

附A2 转向角度计算程序 31

致谢 33

1. 绪论

1.1 纯电动汽车的国内外发展现状

近年来我国在电动车方面发展迅速。虽然传统燃油专用车技术成熟，产业链完全，成本也较为低廉，但其严重的副作用也在凸显，能源危机，环境危机，城市噪音也已成为很大的问题。同时，在某些特殊的环境下，传统专用汽车由于其噪音大，产生污染等缺点不能满足工作要求，因此电动车的发展成为必然趋势。我国目前电动车技术基本成熟，但也存在整车和部分核心零部件关键技术未突破，产品成本高，续航里程低，动力不足等缺点，使其推广受到限制。我国电动汽车产业在近10年来通过国家推动以及自主开发，基本形成了产业化发展的基础，在电动车的关键零部件方面如电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得重大进步，纯电动汽车和插电式混合动力汽车已经占有了一定的市场规模。而如今主要存在的问题在于纯电动汽车整车和部分核心零部件关键技术缺乏突破，使产品成本难以降低，也因此纯电动车的社会配套体系不完善，产业化和市场化发展受到限制。根据目前发展阶段电动车的发展水平和技术特点，在一定范围区域内使用并有相对固定的行驶路线的运输类专用汽车比一般家庭乘用车更适合采用电动形式[2]。例如市区中的电动公交车，有轨电车等。

1.2 纯电动汽车的技术特点

纯电动汽车的目前核心技术也是目前纯电动车发展的技术瓶颈。电动车的核心技术包括电池技术，电力驱动以及其控制技术，整车技术，能源管理系统四个方面。相比较于传统汽车，纯电动汽车在驱动系统、管理控制系统及能量流径上有实质性区别，因此这些方面也是电动汽车的重点研究方向对象。

纯电动汽车相较于传统汽车具有灵活多变的特点。这一点尤其体现在在驱动系统上。纯电动汽车得驱动形式可根据电动机的布置位置分为电动机前置、中置和后置，也可根据驱动轮的位置分为前驱、后驱。电动汽车的传动系统可以与传统汽车一样保留离合器和变速器来进行变速，也可以采用固定档传动，简化传动系统，通过改变电压或改变频率来调速。纯电动汽车的动力电池的布置相较于传统汽车是一个新的课题，如何在有限空间内更多的安放动力电池，需要进行系统统筹布置。电动汽车还可以采用传统汽车所不能做到的轮毂电机驱动形式，省去了几乎整个传动系统，通过安装在轮毂中的驱动电机进行驱动。电动汽车驱动系统的布置形式之所以灵活多变，还体现在其多采用电路连接方式。