小型节能汽车底盘改进的设计(附件)
毕业设计说明书中文
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近年来，汽车在全世界范围保有量的不断飞速增长，使人类面临全球变暖，石油短缺，空气污染和水污染等很多问题变得越来越严重。而基于这些问题的认识，各种类型的电动汽车是解决这些问题的最佳方案。本次设计以小型电动汽车的底盘为主要设计目标。其设计过程是先对各种电动汽车的各种布置形式经行分析和选取，再对不同类型的电动汽车的要求经行分析。经过分析后选取出此次设计电动汽车的参数，再对小型电动汽车的参数经行整体动力性分析，并验证其合理性。最后确定电动汽车底盘的数据，先画出其CAD图，再通过Pro/E画出其三维图。
关键词 电动汽车，动力分析，底盘设计
目 录
1 引言 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外研究的发展概况 2
1.3 研究目的及意义 3
2 电动汽车的结构设计方案对比分析 4
2.1 电动汽车按用途的不同分类 4
2.2 小型电动汽车的一般结构 6
2.3 电动汽车设计方案的确定 10
3 电动汽车整体参数选择 11
3.1 外形尺寸的确定 11
3.2 离地间隙的选取 11
3.3 电机功率的选取 11
3.4 电池配置 11
3.5 最大车速 11
3.6 续航里程 12
3.7 爬坡能力 13
3.8 整车参数的确定 14
4 电动汽车底盘设计 15
4.1 底盘模型的设计 15
4.2 底盘尺寸的设计 16
4.3 底盘材料的选择 17
4.4 底盘的绘制 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
r /> 结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
1.1 研究背景
汽车在全世界范围保有量的不断飞速增长，使人类面临全球变暖，石油短缺，空气污染和水污染等很多问题。据有关专家调查表明，在未来五十年内，世界人口将会急剧增加至100亿人口，而汽车的使用数量也将激增至2亿5千万。假使这些汽车都是使用内燃机的话，且不说现在全球的石油能源已经变得紧缺，仅仅是这些汽车排出的尾气就是一个难以解决的问题，那时我们的天空将会永远是灰色，而湛蓝的天空将会成为一种奢望。为此许多汽车工程师在努力寻找降低油耗的方法，同时也在开发清洁、高效、智能的汽车，而全世界的汽车业界也正在为此努力并投入巨大的资金和人力。就这样越来越多的认识已经认识到各种类型的电动汽车是解决这些问题的最佳方案，而电动汽车也呈现出加速发展的趋势。无论是从环保角度，还是从能源角度，电动汽车都是最佳的选择，而且，它对于促进新科技的发展，新兴工业的兴起以及经济的发展将产生深远的影响。随着电动汽车的发展，现在人们对于小型节能汽车的需求也在飞速增长，因为小型电动汽车无论是从给人以方便性，还是从节能方面，都有着很大的优势。
1.2 国内外研究的发展概况
在美国、日本、欧洲等发达国家，由于新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻，各大汽车公司投入了大量的人力、物力和财力用于电动汽车的开发，不断推出自己的新产品。为了促进电动汽车的发展，有关国家分别制定了一系列政策，如对电动汽车购买者的优惠政策，对燃油汽车使用者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都对电动汽车的发展有很大的促进作用。
美国电动汽车的研究和开发，得到了来自法律、政府的资金和科研力量的支持。1976年7月，美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以立法、政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1990年，加利福尼亚州在为防止大气污染而制定的限制法规中规定：到1998年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%；到2000年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%；到2003年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后，美国东部的10个州也都通过了相应的法规。法规的强力推行，促进了电动车小批量、商业化生产和实践应用。此后，美国还出台了一系列鼓励开发生产电动汽车的政策。这些因素加快了美国电动汽车产业化的进程。
从世界范围电动汽车产业化发展现状看，日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。日本国土狭小，石油资源匮乏，几乎完全依赖进口，油价很高。同时，日本工业发达，人口密度很大，城市污染严重。因此，日本政府特别重视电动汽车的研究和开发，很早就对电动汽车的发展做出了具体的布置和计划。日本政府将电动汽车、插电式混合动力汽车、清洁动力车、混合汽车、天然动力车都定义为新的下一代汽车。日本政府对购买环保车的消费者给予补贴，从日本政府对环保车的优惠政策来看，可以享受优惠政策的车型已经超过160种，占现在所有销售车型的80%以上。
欧洲历来重视节能和减排。欧盟委员会于2007年公布了“新欧洲能源政策”，其目标是2020年将温室效应气体排放降低20%，将可再生能源的比例提高到20%，同时将今后5年欧盟能源领域的研究开发预算提高50%。在替代燃料开发应用的发展方向上，生物燃料和氢燃料是重点。在亚洲、欧洲竞争对手对电动汽车热情日益高涨的情况下，欧洲汽车厂商没有固守自己的观念。宝马、奥迪相继推出混合动力汽车，主要面向北美市场。除欧盟委员会外，欧盟各国政府也根据本国情况制定了大量政策和措施，推动电动汽车的开发和消费。
国内电动汽车的研究始于20世纪60年代，但当时的研究开发都是零散和小规模的，投入也很少。自1980年开始，中国开始掀起电动汽车的研究高潮，电动汽车被国家列为“八五”、“九五”科技攻关项目。国内一些科研院所和生产企业相继开始研究电动汽车，并取得了一些成果。如清华大学研制的16座电动中巴车，东风汽车公司研制的电动轿车，华南理工大学研制的轻型电动客车，远望集团公司研制的电动大客车，长江动力公司研制的电动双层大客车等都具有一定的水平，但与国外先进电动汽车相比还有一定差距。
1.3 研究目的及意义
在电动汽车的研发过程中，其底盘结构是设计中最重要的部分，是因为其承受载荷的主要部件，其中包括汽车中的设施装备和承载重量等，都是通过底盘施加的，而底盘设计是否合理化，关乎着能否实现整车的轻量化，而汽车轻量化技术室汽车节能的重要手段，试验表明，汽车质量每下降10%，能源消耗约下降3%-5%，这不仅仅可以使电动汽车的最大续航里程提高，更可以提高其最大行驶速度。而电动汽车底盘的结构构架不仅仅影响其载荷的合理分布，还关乎着电动汽车底盘的使用寿命以及行驶的平稳性。本次论文主要目标就是使其结构和载荷分布更加合理，进而使电动汽车更加节能，再根据动力学分析，分析其最大行程及最高车速等。
2 电动汽车的结构设计方案对比分析
2.1 电动汽车按用途的不同分类
2.1.1 电动高尔夫球车
电动高尔夫车是专门为高尔夫球场开发的场地用车，如图1。该车地盘低，上下方便，转弯半径小，操纵灵活并采用真空宽胎，复合式前悬架系统，减震性能优良，行驶平稳，驾乘舒适；后悬架采用钢板弹簧减震采用高回弹、高承载板簧设计，整车载重性能优越，行驶中平稳颠簸受力小，乘坐舒适。
2.2.2 小型电动汽车的储能装置的结构形式
采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电池、超大电容器和高速飞轮等，构成不同的电动汽车结构，有以下六种，其中字母的含义，B-蓄电池、C-电容器、FC-燃料电池、FW-超高速飞轮、P-功率转换器、R-重整器。
1 引言 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外研究的发展概况 2
1.3 研究目的及意义 3
2 电动汽车的结构设计方案对比分析 4
2.1 电动汽车按用途的不同分类 4
2.2 小型电动汽车的一般结构 6
2.3 电动汽车设计方案的确定 10
3 电动汽车整体参数选择 11
3.1 外形尺寸的确定 11
3.2 离地间隙的选取 11
3.3 电机功率的选取 11
3.4 电池配置 11
3.5 最大车速 11
3.6 续航里程 12
3.7 爬坡能力 13
3.8 整车参数的确定 14
4 电动汽车底盘设计 15
4.1 底盘模型的设计 15
4.2 底盘尺寸的设计 16
4.3 底盘材料的选择 17
4.4 底盘的绘制 18
r /> 结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
1.1 研究背景
汽车在全世界范围保有量的不断飞速增长，使人类面临全球变暖，石油短缺，空气污染和水污染等很多问题。据有关专家调查表明，在未来五十年内，世界人口将会急剧增加至100亿人口，而汽车的使用数量也将激增至2亿5千万。假使这些汽车都是使用内燃机的话，且不说现在全球的石油能源已经变得紧缺，仅仅是这些汽车排出的尾气就是一个难以解决的问题，那时我们的天空将会永远是灰色，而湛蓝的天空将会成为一种奢望。为此许多汽车工程师在努力寻找降低油耗的方法，同时也在开发清洁、高效、智能的汽车，而全世界的汽车业界也正在为此努力并投入巨大的资金和人力。就这样越来越多的认识已经认识到各种类型的电动汽车是解决这些问题的最佳方案，而电动汽车也呈现出加速发展的趋势。无论是从环保角度，还是从能源角度，电动汽车都是最佳的选择，而且，它对于促进新科技的发展，新兴工业的兴起以及经济的发展将产生深远的影响。随着电动汽车的发展，现在人们对于小型节能汽车的需求也在飞速增长，因为小型电动汽车无论是从给人以方便性，还是从节能方面，都有着很大的优势。
1.2 国内外研究的发展概况
在美国、日本、欧洲等发达国家，由于新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻，各大汽车公司投入了大量的人力、物力和财力用于电动汽车的开发，不断推出自己的新产品。为了促进电动汽车的发展，有关国家分别制定了一系列政策，如对电动汽车购买者的优惠政策，对燃油汽车使用者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都对电动汽车的发展有很大的促进作用。
美国电动汽车的研究和开发，得到了来自法律、政府的资金和科研力量的支持。1976年7月，美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以立法、政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1990年，加利福尼亚州在为防止大气污染而制定的限制法规中规定：到1998年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%；到2000年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%；到2003年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后，美国东部的10个州也都通过了相应的法规。法规的强力推行，促进了电动车小批量、商业化生产和实践应用。此后，美国还出台了一系列鼓励开发生产电动汽车的政策。这些因素加快了美国电动汽车产业化的进程。
从世界范围电动汽车产业化发展现状看，日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。日本国土狭小，石油资源匮乏，几乎完全依赖进口，油价很高。同时，日本工业发达，人口密度很大，城市污染严重。因此，日本政府特别重视电动汽车的研究和开发，很早就对电动汽车的发展做出了具体的布置和计划。日本政府将电动汽车、插电式混合动力汽车、清洁动力车、混合汽车、天然动力车都定义为新的下一代汽车。日本政府对购买环保车的消费者给予补贴，从日本政府对环保车的优惠政策来看，可以享受优惠政策的车型已经超过160种，占现在所有销售车型的80%以上。
欧洲历来重视节能和减排。欧盟委员会于2007年公布了“新欧洲能源政策”，其目标是2020年将温室效应气体排放降低20%，将可再生能源的比例提高到20%，同时将今后5年欧盟能源领域的研究开发预算提高50%。在替代燃料开发应用的发展方向上，生物燃料和氢燃料是重点。在亚洲、欧洲竞争对手对电动汽车热情日益高涨的情况下，欧洲汽车厂商没有固守自己的观念。宝马、奥迪相继推出混合动力汽车，主要面向北美市场。除欧盟委员会外，欧盟各国政府也根据本国情况制定了大量政策和措施，推动电动汽车的开发和消费。
国内电动汽车的研究始于20世纪60年代，但当时的研究开发都是零散和小规模的，投入也很少。自1980年开始，中国开始掀起电动汽车的研究高潮，电动汽车被国家列为“八五”、“九五”科技攻关项目。国内一些科研院所和生产企业相继开始研究电动汽车，并取得了一些成果。如清华大学研制的16座电动中巴车，东风汽车公司研制的电动轿车，华南理工大学研制的轻型电动客车，远望集团公司研制的电动大客车，长江动力公司研制的电动双层大客车等都具有一定的水平，但与国外先进电动汽车相比还有一定差距。
1.3 研究目的及意义
在电动汽车的研发过程中，其底盘结构是设计中最重要的部分，是因为其承受载荷的主要部件，其中包括汽车中的设施装备和承载重量等，都是通过底盘施加的，而底盘设计是否合理化，关乎着能否实现整车的轻量化，而汽车轻量化技术室汽车节能的重要手段，试验表明，汽车质量每下降10%，能源消耗约下降3%-5%，这不仅仅可以使电动汽车的最大续航里程提高，更可以提高其最大行驶速度。而电动汽车底盘的结构构架不仅仅影响其载荷的合理分布，还关乎着电动汽车底盘的使用寿命以及行驶的平稳性。本次论文主要目标就是使其结构和载荷分布更加合理，进而使电动汽车更加节能，再根据动力学分析，分析其最大行程及最高车速等。
2 电动汽车的结构设计方案对比分析
2.1 电动汽车按用途的不同分类
2.1.1 电动高尔夫球车
电动高尔夫车是专门为高尔夫球场开发的场地用车，如图1。该车地盘低，上下方便，转弯半径小，操纵灵活并采用真空宽胎，复合式前悬架系统，减震性能优良，行驶平稳，驾乘舒适；后悬架采用钢板弹簧减震采用高回弹、高承载板簧设计，整车载重性能优越，行驶中平稳颠簸受力小，乘坐舒适。
2.2.2 小型电动汽车的储能装置的结构形式
采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池、燃料电池、超大电容器和高速飞轮等，构成不同的电动汽车结构，有以下六种，其中字母的含义，B-蓄电池、C-电容器、FC-燃料电池、FW-超高速飞轮、P-功率转换器、R-重整器。
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