分布驱动式电动汽车底盘三段式车架系统设计(附件)【字数：9258】
摘 要目前，电动汽车发展迅速，分布驱动式电动汽车是当下应用最广泛的一种电动汽车形式，关于它的研究与设计层出不穷。而车架作为电动汽车行驶系统中的重要组成部分，需要承受汽车各部分载荷与汽车行驶过程中的冲击，在整车结构中有着非常重要的作用。电动汽车中使用分布驱动系统能够降低其车架的高度，进一步降低车辆重心，使车辆稳定行驶于正常路面上，除此之外，该系统还能够增大汽车车内空间，促进整车轻量化发展 [1]。本文主要研究了分布驱动式电动汽车底盘三段式车架，通过设计全新的三段式车架来替代传统的电动汽车车架，以保证汽车车架的刚度，缩小车架的接触应力和材料的疲劳极限，提高汽车行驶时的稳定以及转向的灵活性。在UGNX10.0系统中进行车架三维建模与装配，通过受力分析运用UG软件“高级仿真”模块进行应力研究，建立其有限元模型。
目 录
第一章 绪论1
1.1 分布驱动电动汽车结构特点及国内外研究现状 1
1.1.1 分布驱动电动汽车结构特点 1
1.1.2 分布驱动电动汽车的国内外研究现 2
1.2 研究的目标 3
1.3 本文研究的主要内容 3
第二章 选择车架的结构类型5
2.1 车架的概述 5
2.2车架的设计要求 5
2.2.1 车架受力因素 5
2.2.2 车架设计的技术要求 5
2.3 车架结构的确定 6
2.4 本章小结 6
第三章 三段式车架建模设计7
3.1 引言 7
3.2 三段式车架相关参数的确定 8
3.2.1 三段式车架前车架的建模设计 8
3.2.2 三段式车架中间车架的建模设计 9
3.2.3 三段式车架后车架的建模设计 9
3.3 三段式车架的整体模型装配 10
3.4 本章小结 10
第四章 三段式车架的有限元分析12
4.1 引言 12
4.2 建立有限元模型的基本步骤 12
第五章 三段式车架的结构优化16
5.1 引言16
5.2三段式车架的结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
构优化 16
第六章 全文总结与展望20
总结 20
展望 20
致谢21
参考文献22
附录23
第一章 绪论
目前，汽车已成为人们日常出行使用的主流代步工具，随着汽车的使用日渐频繁，造成的环境污染越发严重，人们赖以生存生存的环境空间受到极大威胁，因此如何进一步在汽车的使用中降低排放，减少污染迫在眉睫，成为目前国内广泛关注的焦点，由此，新能源汽车与电动汽车应运而生。国内呼吁节能减排，以此改善目前严重的环境污染，特别是大气污染。电动汽车在诸多方面优势突出，因此在当今社会中的相关研究与设计众多，其主要优势如下所述：
（1）环境优势
在城市生活中，国家大力推进电动汽车的使用，例如电动巴士、电动警车等都可以大量减少城市交通的污染排放，实现汽车污染零排放将不会是奢望。同时，由于电动汽车的动力装置不同于传统汽车的动力装置。传统汽车的动力装置是发动机，发动机运转时会存在振动，往往会发出很大噪声，而电动汽车的动力来源是蓄电池，对电能的利用过程中其产生的噪音较小。除此之外，传统汽车在排放方面，会排放出大量造成环境污染的有害性气体，对人们的人身安全带来极大威胁，而电动汽车的能量转化效率优于传统汽车，因此在排放具有极大优势。
（2）能源优势
未来，全球会面临严峻的能源危机问题，因此，需要对新的能源进行开发与应用来进一步调整目前的能源结构，进一步缓解即将到来的能源问题。电动汽车的能量来源是电能，电能可以从多种新能源中获得，如风能这一新能源可以被用来进行风力发电，从而从中获得电能。这样一来，新能源可以得到很好的应用，从而降低对不可再生资源的依赖。
（3）控制优势
电动汽车在控制上，易于提高控制精确性，在提高道路利用率和交通安全方面，拥有超强稳定性能。
分布驱动电动汽车由于在环境、能源、控制方面具有优势，是目前一个主要的电动汽车研究领域。分布驱动电动汽车直接在各个车轮内部装置轮毂电机，能够根据车辆的具体行驶状态调整汽车车轮的转向。除此之外，分布式驱动电动车在行驶过程中具有传统车辆实现不了的优点。当汽车减速制动时，制动时的能量可以经由轮毂电机进行回收，这样一来，本应消耗的能量可以再次投入使用，节约了能量，使能量的利用效率大大提升[2]。
1.1 分布驱动电动汽车结构特点及国内外研究现状
1.1.1 分布驱动电动汽车结构特点
分布驱动电动汽车的驱动电机安装在驱动轮及其附近，因此其有较短的传动链条，传动速度快，结构完备等优势[3]。电动机不仅是汽车信息模块，而且还是实现反应的执行模块，采用独立控制电动机驱动以及制动转矩，易于实现多种驱动。而且采用分布驱动能够对动力的传输方式进行简化，有利于实现底盘系统的电子主动化。驱动时使用轮毂电机进行驱动，能够取代传统汽车中的大部分组件，如传动轴、差速器等等。这样一来，汽车的内部空间可以大大提高，同时，提高了传动过程中的传动效率，材料得到节约，汽车整体质量变轻，有利于整车轻量化发展。
1.1.2 分布驱动电动汽车的国内外研究现
1）国外研究现状
分布驱动电动汽车由于具有良好的动力性、驱动性，因此是目前在电动汽车发展过程中研究与设计最多的电动汽车。迄今为止，各个国家都在电动汽车行业中投入诸多的财力和物力已用于其进一步开发和设计，并且做出了许多成绩。其中分布驱动电动汽车大致分为两种：即驱动桥式和电动轮驱动构型，在这两种之中，电动轮驱动构型能够分成轮边减速器构型和轮毂电机构型。奥迪R8e.torn的驱动桥式电动汽车以及法国TM4公司设计的一体轮边驱动系统都拥有优良的性能[4]。
在2008年，米其林公司为了进一步提高汽车行驶过程中的操纵稳定性和乘员乘坐舒适性，研制出了一种主动车轮，在其构造中，轮毂由双电动机组成，这两个电动机各自有着不同的功能和作用。有一个电动机其主要作用是在行车过程中，将扭矩传递给车轮，另一个电动机的功用在于其能够实现对主动悬架的调控，进一步调节汽车行驶时的操纵稳定性与乘员乘坐汽车时的舒适性。双电动机间为了更好地进行动力的传输，进一步实现制动，设置了制动装置 [5]。
目 录
第一章 绪论1
1.1 分布驱动电动汽车结构特点及国内外研究现状 1
1.1.1 分布驱动电动汽车结构特点 1
1.1.2 分布驱动电动汽车的国内外研究现 2
1.2 研究的目标 3
1.3 本文研究的主要内容 3
第二章 选择车架的结构类型5
2.1 车架的概述 5
2.2车架的设计要求 5
2.2.1 车架受力因素 5
2.2.2 车架设计的技术要求 5
2.3 车架结构的确定 6
2.4 本章小结 6
第三章 三段式车架建模设计7
3.1 引言 7
3.2 三段式车架相关参数的确定 8
3.2.1 三段式车架前车架的建模设计 8
3.2.2 三段式车架中间车架的建模设计 9
3.2.3 三段式车架后车架的建模设计 9
3.3 三段式车架的整体模型装配 10
3.4 本章小结 10
第四章 三段式车架的有限元分析12
4.1 引言 12
4.2 建立有限元模型的基本步骤 12
第五章 三段式车架的结构优化16
5.1 引言16
5.2三段式车架的结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
构优化 16
第六章 全文总结与展望20
总结 20
展望 20
致谢21
参考文献22
附录23
第一章 绪论
目前，汽车已成为人们日常出行使用的主流代步工具，随着汽车的使用日渐频繁，造成的环境污染越发严重，人们赖以生存生存的环境空间受到极大威胁，因此如何进一步在汽车的使用中降低排放，减少污染迫在眉睫，成为目前国内广泛关注的焦点，由此，新能源汽车与电动汽车应运而生。国内呼吁节能减排，以此改善目前严重的环境污染，特别是大气污染。电动汽车在诸多方面优势突出，因此在当今社会中的相关研究与设计众多，其主要优势如下所述：
（1）环境优势
在城市生活中，国家大力推进电动汽车的使用，例如电动巴士、电动警车等都可以大量减少城市交通的污染排放，实现汽车污染零排放将不会是奢望。同时，由于电动汽车的动力装置不同于传统汽车的动力装置。传统汽车的动力装置是发动机，发动机运转时会存在振动，往往会发出很大噪声，而电动汽车的动力来源是蓄电池，对电能的利用过程中其产生的噪音较小。除此之外，传统汽车在排放方面，会排放出大量造成环境污染的有害性气体，对人们的人身安全带来极大威胁，而电动汽车的能量转化效率优于传统汽车，因此在排放具有极大优势。
（2）能源优势
未来，全球会面临严峻的能源危机问题，因此，需要对新的能源进行开发与应用来进一步调整目前的能源结构，进一步缓解即将到来的能源问题。电动汽车的能量来源是电能，电能可以从多种新能源中获得，如风能这一新能源可以被用来进行风力发电，从而从中获得电能。这样一来，新能源可以得到很好的应用，从而降低对不可再生资源的依赖。
（3）控制优势
电动汽车在控制上，易于提高控制精确性，在提高道路利用率和交通安全方面，拥有超强稳定性能。
分布驱动电动汽车由于在环境、能源、控制方面具有优势，是目前一个主要的电动汽车研究领域。分布驱动电动汽车直接在各个车轮内部装置轮毂电机，能够根据车辆的具体行驶状态调整汽车车轮的转向。除此之外，分布式驱动电动车在行驶过程中具有传统车辆实现不了的优点。当汽车减速制动时，制动时的能量可以经由轮毂电机进行回收，这样一来，本应消耗的能量可以再次投入使用，节约了能量，使能量的利用效率大大提升[2]。
1.1 分布驱动电动汽车结构特点及国内外研究现状
1.1.1 分布驱动电动汽车结构特点
分布驱动电动汽车的驱动电机安装在驱动轮及其附近，因此其有较短的传动链条，传动速度快，结构完备等优势[3]。电动机不仅是汽车信息模块，而且还是实现反应的执行模块，采用独立控制电动机驱动以及制动转矩，易于实现多种驱动。而且采用分布驱动能够对动力的传输方式进行简化，有利于实现底盘系统的电子主动化。驱动时使用轮毂电机进行驱动，能够取代传统汽车中的大部分组件，如传动轴、差速器等等。这样一来，汽车的内部空间可以大大提高，同时，提高了传动过程中的传动效率，材料得到节约，汽车整体质量变轻，有利于整车轻量化发展。
1.1.2 分布驱动电动汽车的国内外研究现
1）国外研究现状
分布驱动电动汽车由于具有良好的动力性、驱动性，因此是目前在电动汽车发展过程中研究与设计最多的电动汽车。迄今为止，各个国家都在电动汽车行业中投入诸多的财力和物力已用于其进一步开发和设计，并且做出了许多成绩。其中分布驱动电动汽车大致分为两种：即驱动桥式和电动轮驱动构型，在这两种之中，电动轮驱动构型能够分成轮边减速器构型和轮毂电机构型。奥迪R8e.torn的驱动桥式电动汽车以及法国TM4公司设计的一体轮边驱动系统都拥有优良的性能[4]。
在2008年，米其林公司为了进一步提高汽车行驶过程中的操纵稳定性和乘员乘坐舒适性，研制出了一种主动车轮，在其构造中，轮毂由双电动机组成，这两个电动机各自有着不同的功能和作用。有一个电动机其主要作用是在行车过程中，将扭矩传递给车轮，另一个电动机的功用在于其能够实现对主动悬架的调控，进一步调节汽车行驶时的操纵稳定性与乘员乘坐汽车时的舒适性。双电动机间为了更好地进行动力的传输，进一步实现制动，设置了制动装置 [5]。
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