摘 要

随着当前对交通安全重视程度与环保意识的逐步提高。智能化与电动化是汽车必然的趋势。

本文将完成一款自动驾驶微型纯电动车的总体设计。对其进行轴数，布置形式，尺寸、质量以及性能参数设计。并通过MATLAB编程计算电机、传动系统参数及电池容量，进而根据相关厂家提供的产品完成选型并于选型之后对汽车动力性进行的校核。随后完成行驶，转向与制动模块的部件选型及位置分布设计，车身内饰及外形设计并运用CATIA与AutoCAD绘制车身外形图、底盘布置图、车内部布置图以及某些关键运动部件的运动干涉校核图。

本文还对本车无人驾驶功能实现的原理进行讲解，包括环境感知，决策规划与运动控制方面，同时还包括本车为实现无人驾驶环境感知功能而如何布置各传感器。

关键字：自动驾驶 微型纯电动车 总体设计

Abstract

With the current emphasis on traffic safety and environmental awareness gradually increased. Intelligentization and electrification are inevitable trends for automobiles.

This article will complete the overall design of a mini autonomous electrical car. The axis number, layout, dimensions, quality and performance parameters are designed. And through MATLAB programming to calculate the motor, drive system parameters and battery capacity, and then according to the products provided by the relevant manufacturers to complete the selection and then check the automotive power after the selection. Then complete the driving, component selection and position distribution design of the steering and braking module, body interior and exterior design and use CATIA and AutoCAD to draw the body outline, chassis layout, interior layout of the car and the movement of some key moving parts.

This article also explains the principle of realization of the unmanned driving function of the vehicle, including environment perception, decision-making planning and motion control. It also includes how to arrange each sensor to realize the unconscious driving environment sensing function.

Key Words: self-driving ;miniature pure electric car;overall design

目录

第1章 自动驾驶微型纯电动汽车发展历史与国内外研究现状 1

第2章 汽车结构形式选择与参数确定 3

2.1汽车类型与结构选择 3

2.2.汽车主要尺寸的确定 3

2.3汽车质量参数的确定 4

2.4汽车性能参数的确定 4

第3章 汽车总布置设计 6

3.1电动机与轮胎的选型 6

3.1.1汽车用电动机类型介绍 6

3.1.2本车电动机类型的选择 7

3.1.3电动机峰值功率与额定功率的计算 7

3.1.4电机连续区额定转速与最高转速与短时区的恒转矩区转速选择 7

3.1.5电机额定扭矩与最大输出扭矩的计算 8

3.1.7电机的选型 9

3.1.8轮胎的选择 10

3.2动力电池参数计算与选型 10

3.2.1车用动力电池介绍 10

3.2.2动力电池类型选择 11

3.2.3动力电池容量计算 11

3.2.4动力电池的选型 12

3.2.5续驶里程校核 12

3.3传动系统类型选择 12

3.3.1电动车用传动系统介绍 12

3.3.2本车传动系统类型选择 13

3.4整车动力性校核 13

3.5底盘其他部件选型 15

3.6车身设计 16

3.6.1非承载式车身 16

3.6.2承载式车身 16

3.6.3本设计拟采用的车身形式及结构 17

3.6.4自动驾驶模块环境感知传感器布置 18

第4章 汽车关键部件运动校核 20

4.1前轮跳动校核 20

4.2转向拉杆与悬架导向机构运动协调校核 20

第5章 总结与展望 22

参考文献 23

致谢 25

附录 1

第1章 自动驾驶微型纯电动汽车发展历史与国内外研究现状

世界上第一辆铅酸电动汽车于1881年诞生，发明人为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的汽车。之后由于电池容量不足且价格昂贵加之电机性能与控制技术的不完善等诸多原因。电动汽车逐渐淡出人们的视野，但随着近些年人们环保意识的逐渐增强，加之电池与电机新技术的不断突破，电动汽车又成为了人们关注的焦点。

近年来，微型电动车层出不穷。各大汽车厂商均在筹备开发自己品牌的微型电动车，如东风风神E30等，去年年末上市的微型纯电动车现列表如下。

表1-1各车型性能参数

与之对应的汽车的另一个流行趋势就是智能化，由于人驾驶汽车总会受到疲劳，情绪以及人身体本身等多方面的干扰。随着汽车越来越智能化，开车的难度将会越来越小，也越来越安全。因此如果无人驾驶技术发展的足够完善，无人驾驶的安全性会远高于人驾驶汽车。目前无人驾驶技术仍停留在研究阶段而并没有大面积上市，但智能辅助技术一在汽车上广泛应用，如自动泊车，自适应巡航等。

在无人驾驶方面美国是首先走在前列的。最为著名的是谷歌公司研发的无人驾驶汽车。无人车通过车载摄像机、雷达传感器和激光测距仪来探测周围的车辆，并使用地图作为导航工具。只要设定目的地，车辆就会自动规划最优路线。车辆在根据规划得到的路线行驶时，将已经行驶过的路线和路况上传到中央数据处理中心，进一步完善地图。截至目前，谷歌的无人车已经行驶超过80万公里。基本没有出现大的事故。而国外的知名车企则选择逐步过渡的形式，即先完善智能辅助驾驶技术，使其智能程度逐步提高慢慢过渡到完全无人驾驶。