畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) FOUR WHEEL DRIVE ELECTRIC CARCHASSIS STRUCTURE DEDIGN 英文題目Arial二號(hào)，大寫(xiě)，居中中文題目黑體二號(hào)，居中 摘要進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)城市到農(nóng)村經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展。汽車(chē)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的的支柱產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的化石能汽車(chē)造成的環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)化石能源也面臨著資源枯竭的問(wèn)題，再過(guò)幾十年全球范圍內(nèi)的石油石油資源越來(lái)越少，開(kāi)采難度越來(lái)越高。人們想到大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔可再生能源，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越得到我國(guó)政府和人們的重視，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境越來(lái)越深入人心。近年來(lái)，我國(guó)北方地區(qū)多次發(fā)生大面積沙塵天氣，使人們更加堅(jiān)定使用清潔能源的決心。傳統(tǒng)汽車(chē)使用汽油、柴油等作為燃料，在被使用過(guò)程中會(huì)排放二氧化碳等溫室氣體，而電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有二氧化碳等溫室氣體的排放，對(duì)環(huán)境的保護(hù)非常有幫助。本文主要介紹了四輪驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)汽車(chē)的歷史、結(jié)構(gòu)和底盤(pán)的框架以及電池的能量存儲(chǔ)過(guò)程。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)介紹和繪出了四輪驅(qū)動(dòng)型汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞 四輪驅(qū)動(dòng)； 電動(dòng)汽車(chē)； UG； 三維建模； 汽車(chē)底盤(pán) 全套圖 紙加扣 3346389411或3012250582IAbstractSince entering the new century, our cities have developed rapidly in the rural economy. Automobile industry is the pillar industry of national economy, the traditional fossil can car is becoming more and more serious, the environmental pollution caused by fossil fuels also faces the problem of resource depletion, again lead several decades worldwide petroleum oil resources less and less, difficult exploitation is higher and higher. People think of developing clean and renewable energy, such as wind power and solar energy environmental protection by the Chinese government and peoples more and more attention, to save energy and protect the environment is more and more thorough popular feeling. In recent years, large scale sandstorms have occurred in the northern regions of China, making people more determined to use clean energy.Conventional cars use as fuel such as gasoline, diesel, in use process will emit carbon dioxide and other greenhouse gases, and electric cars without carbon dioxide and other greenhouse gas emissions, are very helpful to the environment.This paper mainly introduces the history, structure and chassis frame of four-wheel drive electric vehicle and the energy stored procedure of the battery.This graduation design introduces and draws a four-wheel drive car chassis structure. According to the requirements of the vehicle dynamics, choosing the right motor, transmission, motion, steering, and brake system is constructed model, using 3 d software UG three-dimensional modeling on the chassis structure.Keywords four-wheel drive electric vehicle UG three-dimensional modeling Automobile chassisII目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 本課題的研究的主要內(nèi)容和實(shí)質(zhì)意義11.2 新能源汽車(chē)發(fā)展概況11.2.1 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r21.2.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r42 電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理52.1 電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)形式52.2 電動(dòng)汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)與原理52.3 四輪驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)總體方案73 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的方案設(shè)計(jì)93.1四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成93.2 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的基本驅(qū)動(dòng)性能103.3 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的選擇113.4減速器的設(shè)計(jì)要求153.5 差速器的基本數(shù)據(jù)選擇及強(qiáng)度計(jì)算173.5.1差速器齒輪基本數(shù)據(jù)選擇173.5.2差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算183.5.3差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算203.6 電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)與原理213.6.1電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造213.6.2直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)特性223.7 其他電動(dòng)機(jī)22設(shè)計(jì)小結(jié)36參考文獻(xiàn)37致謝38III1 緒論1.1 本課題的研究的主要內(nèi)容和實(shí)質(zhì)意義傳統(tǒng)汽車(chē)的尾氣排放是環(huán)境空氣污染是全球變暖和海平面升高的主要原因之一，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)燃燒空氣及汽油、柴油等燃料產(chǎn)生推進(jìn)力,不完全燃燒過(guò)程導(dǎo)致車(chē)輛排放污染物，車(chē)輛的排放包括二氧化碳、一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒖晌腩w粒物等。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放有溫室氣體排放和空氣污染無(wú)排放兩類(lèi)，溫室氣體排放導(dǎo)致全球變暖，而空氣污染是指碳?xì)浠衔?、顆粒物、氫氧化物、硫氧化物和二氧化硫等導(dǎo)致空氣品質(zhì)下降的排放物。人們發(fā)明很多控制車(chē)輛排放的技術(shù)、可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)、三元催化技術(shù)都在不同程度上改善了排放指標(biāo)，但要在根本上解決問(wèn)題，世界在等待新技術(shù)的問(wèn)世。電動(dòng)汽車(chē)即以電能驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，有零排放的可能并有可能在未來(lái)幾十年內(nèi)取代內(nèi)燃機(jī)，純電動(dòng)汽車(chē)在傳統(tǒng)汽車(chē)構(gòu)造和傳動(dòng)系統(tǒng)方面提出新的設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車(chē)之所以能達(dá)到很高的能量傳遞效率，是因?yàn)樗鼫p少了很多機(jī)械和排放元件，如排氣管、消音器、催化轉(zhuǎn)換器、離合器，單獨(dú)由電池提供能量的汽車(chē)在充電時(shí)間、行駛里程方面在近年來(lái)都有較大改善和發(fā)展。1.2 新能源汽車(chē)發(fā)展概況在過(guò)去的幾十年里，內(nèi)燃機(jī)和傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)主導(dǎo)了交通工業(yè)。車(chē)輛排放對(duì)環(huán)境的影響受到越來(lái)越多的關(guān)注，下一代的動(dòng)力傳遞解決方案需要增加效率，減少溫室氣體和空氣污染物的排放。純電動(dòng)汽車(chē)，即以電力為動(dòng)力的汽車(chē)，有零排放的可能并有可能在未來(lái)取代內(nèi)燃機(jī)。然而，盡管發(fā)生一些改善，電動(dòng)汽車(chē)仍然由于電力存儲(chǔ)技術(shù)的限制在行駛里程上有局限。純電動(dòng)汽車(chē)在已經(jīng)成熟的傳統(tǒng)的汽車(chē)和傳動(dòng)系統(tǒng)上提出了許多新的復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。除此之外為了滿(mǎn)足更加嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)性、車(chē)輛安全變現(xiàn)和環(huán)境保護(hù)，汽車(chē)行業(yè)需要做出相當(dāng)大的努力投入資源去發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)去解決所遇到的挑戰(zhàn)。純電動(dòng)汽車(chē)用一個(gè)或更多的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，用電池來(lái)存儲(chǔ)電力。電池存儲(chǔ)系統(tǒng)為車(chē)輛的所有電子系統(tǒng)提供能量。電池可以通過(guò)電網(wǎng)系統(tǒng)、充電站、房屋插頭和非電網(wǎng)系統(tǒng)，如太陽(yáng)能，或者使用車(chē)載的回收能量系統(tǒng)充電。純電動(dòng)汽車(chē)有可能產(chǎn)生零溫室氣體和空氣污染物；然而，太陽(yáng)能、風(fēng)力、煤的燃燒等發(fā)電形式?jīng)Q定了其有限的污染排放。然而即使通過(guò)煤的燃燒獲得的電力所排放的CO2也只是燃燒汽油排放的1/2或1/3。此外，純電動(dòng)汽車(chē)相比于傳統(tǒng)的汽車(chē)還有很多其他的優(yōu)勢(shì)。純電動(dòng)的傳遞效率至少為75%，然而內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的只有15%。純電動(dòng)汽車(chē)之所以能保持很高的效率是因?yàn)樗麥p少了很多機(jī)械或排放元件。例如，純電動(dòng)汽車(chē)不需要消聲器、催化轉(zhuǎn)換器、排氣罐和煤氣罐。同樣，離合器組件和傳輸系統(tǒng)通常被電動(dòng)機(jī)扭矩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所取代。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要元件是加速踏板、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池和牽引電動(dòng)機(jī)。盡管有這些好處，純電動(dòng)汽車(chē)也有些缺點(diǎn)需要考慮。目前，一個(gè)核心的關(guān)注點(diǎn)是純電動(dòng)汽車(chē)的電池相比于液體燃料有更低的能量和能量密度。另一個(gè)值得關(guān)注的是充電時(shí)間。雖然充電明顯比燃油便宜，但是充電的速度會(huì)導(dǎo)致一個(gè)很長(zhǎng)的等待時(shí)間（在家充電通常4-8h，在充電站至少30min）。此外，由于純電動(dòng)汽車(chē)電池包能力的限制，單獨(dú)由電池提供能量的汽車(chē)相比傳統(tǒng)汽車(chē)行駛里程更短。即使電池的存儲(chǔ)能力和壽命有明顯的改善，電池包依然會(huì)很貴很重。1.2.1 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r1904年，herry ford開(kāi)發(fā)了第一條以天然氣為動(dòng)力為動(dòng)力的汽車(chē)生產(chǎn)線。隨著20世紀(jì)的發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始快速發(fā)展起來(lái)，汽車(chē)出現(xiàn)了蒸汽、電力和汽油版本。雖然在今天汽油動(dòng)力汽車(chē)非常普遍，但是在20世紀(jì)初，電動(dòng)汽車(chē)比其他車(chē)更受歡迎。不像汽油動(dòng)力汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)受歡迎的主要原因是它沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的振動(dòng)、噪聲和氣味。然而，汽油動(dòng)力汽車(chē)需要手動(dòng)換擋，這在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為給駕駛帶來(lái)了困難。同樣，與蒸汽動(dòng)力汽車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)有能力一次充電使用更長(zhǎng)的范圍，在寒冷的天氣也更方便，在類(lèi)似的天氣條件下，蒸汽動(dòng)力汽車(chē)的啟動(dòng)時(shí)間為45min。直到20世紀(jì)20年代，電動(dòng)汽車(chē)仍然具有吸引力的，其生產(chǎn)高峰期在1912年。然而，城際道路質(zhì)量的改善推動(dòng)了對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的需求，因?yàn)槠淠軌蛐旭傒^長(zhǎng)的距離。同時(shí)，石油的發(fā)現(xiàn)降低了汽油的價(jià)格，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，能承受內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。此外，電動(dòng)啟動(dòng)器的發(fā)明使內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)使用更方便，而電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)的充電時(shí)間和昂貴的大型電池價(jià)格讓其失去了對(duì)消費(fèi)者的吸引力。由于這些變化，20世紀(jì)30年代電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)中逐漸消失。隨著時(shí)間向前推進(jìn)，汽車(chē)不再是奢侈品而是日常生活中的必需品。雖然內(nèi)燃機(jī)使用的增加和發(fā)展改變了城市景觀和生活方式，但是科學(xué)家開(kāi)始擔(dān)心長(zhǎng)期的內(nèi)燃機(jī)廢氣排放對(duì)環(huán)境的影響。大多數(shù)關(guān)念認(rèn)為汽車(chē)排放與全球變暖和過(guò)量的溫室氣體產(chǎn)生相關(guān)。此外，石油價(jià)格開(kāi)始上升，以及這段時(shí)間公眾對(duì)于有限的石油供應(yīng)資源的意識(shí)的提高，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，迫切需要一種替代動(dòng)力汽車(chē)。上述問(wèn)題使政府采取一些立法和監(jiān)管行動(dòng)來(lái)降低對(duì)石油生產(chǎn)的依賴(lài)和減少空氣污染。同樣，來(lái)自世界各地的一些組織開(kāi)始與汽車(chē)制造商一起為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展創(chuàng)造更有利的條件。由于這些變化，汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始嘗試發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)。1974年，美國(guó)的sebring-vanguard公司，設(shè)計(jì)了第一款能大規(guī)模生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)citicar，并一直持續(xù)到1744年。從1977到1979年，通用汽車(chē)公司花了超過(guò)2000萬(wàn)美元用于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展和研究，并制定目標(biāo)準(zhǔn)備在20世紀(jì)80年代中期生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)。同樣，標(biāo)志和雷諾公司設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)可以達(dá)到100Km，行程140km。在1989年，奧迪公司推出了第一代試驗(yàn)車(chē)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)混合動(dòng)力概念車(chē) Audi Duo。這輛車(chē)后輪采用12.6hp的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，前輪采用136hp的2.3L5缸發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。1996年，通用汽車(chē)公司設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)的最高時(shí)速130km/h，續(xù)航130km。電動(dòng)汽車(chē)性能的改進(jìn)推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并使得市場(chǎng)大批量生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)。然而，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)沒(méi)能實(shí)現(xiàn)成功，到了20世紀(jì)90年代末，很大程度上是失敗的。主要的失敗原因是與汽油動(dòng)力汽車(chē)相比，其性能有限。此外，當(dāng)時(shí)的石油價(jià)格低，以及電動(dòng)汽車(chē)的初始成本高、維護(hù)成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不足，導(dǎo)致其難以獲得成功。然而，在20世紀(jì)90年代后期，一個(gè)新的汽車(chē)類(lèi)型出現(xiàn)了，即混合技術(shù)，他將內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)相結(jié)合。1977年日本豐田公司成功推出了第一輛量產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車(chē)普銳斯（prius）。不久之后的1999年，本田公司的Insight在美國(guó)和日本推出。這兩家汽車(chē)公司的混合動(dòng)力汽車(chē)概念導(dǎo)致了替代燃料汽車(chē)市場(chǎng)觀念的改變。此后，其他汽車(chē)制造商設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各種使用汽車(chē)電氣化技術(shù)提高燃料效率的汽車(chē)。2004年，福特公司推出第一款混合動(dòng)力SUV。同樣，通用汽車(chē)公司在2004年推出第一款混合動(dòng)力Silverado和Sierra。目前，巴西和中國(guó)等都在增加其在全球純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)上的占有率。然而，相比于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，混合動(dòng)力汽車(chē)在全球的份額仍然很低。2004年，混合動(dòng)力汽車(chē)的份額為0.25%，而2007年，總產(chǎn)量541000輛混合動(dòng)力汽車(chē)僅為全球生產(chǎn)的輕型車(chē)輛的0.8%。到2014年混合動(dòng)力汽車(chē)的生產(chǎn)數(shù)量增加到170萬(wàn)輛?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的整體份額的增加反映了車(chē)輛電氣化和更高效率零排放汽車(chē)的生產(chǎn)節(jié)奏在加快。基于環(huán)保，能源安全等原因，大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)是我國(guó)的基本國(guó)策。自2013以來(lái)國(guó)家發(fā)改委工信部、科技部、財(cái)政部等各大部委陸續(xù)出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)和推廣新能源汽車(chē)發(fā)展的政策，包括新能源汽車(chē)價(jià)格補(bǔ)貼、免購(gòu)置稅以及不限行不限號(hào)等政策。從現(xiàn)階段情況來(lái)看，燃料電池汽車(chē)尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。電動(dòng)汽車(chē)仍將是市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的主流，電動(dòng)車(chē)最初因?yàn)槿鄙俪潆娕涮自O(shè)施而阻礙了發(fā)展，隨著政府多個(gè)有關(guān)充電樁的政策相繼出臺(tái)。電動(dòng)汽車(chē)和充電樁行業(yè)的建設(shè)得到前所未有的推進(jìn)，充電樁行業(yè)的發(fā)展為電動(dòng)汽車(chē)的普及鋪平了道路。1.2.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)內(nèi)主要銷(xiāo)售城市：純電動(dòng)汽車(chē)主要銷(xiāo)售在北京、南京、杭州等早先一批的試點(diǎn)運(yùn)行城市。其中，北京地區(qū)純電動(dòng)汽車(chē)上牌量居高，2014年上半年605輛;其次是南京490輛。中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)重大科技項(xiàng)目的研發(fā)開(kāi)始于2001年，經(jīng)過(guò)兩個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān)以及奧運(yùn)、世博、“十城千輛”示范平臺(tái)的應(yīng)用拉動(dòng)，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)從無(wú)到有，技術(shù)處于持續(xù)進(jìn)步狀態(tài)，建立起了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系。到2010底，全國(guó)共有25個(gè)城市加入“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣工程，50多家企業(yè)的184個(gè)車(chē)型進(jìn)入節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣應(yīng)用工程推薦車(chē)型目錄，各地示范運(yùn)行各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)超過(guò)1萬(wàn)輛，示范運(yùn)行里程超過(guò)2億公里，累計(jì)載客90億人次以上。電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)總體水平和應(yīng)用規(guī)模位于國(guó)際前列，部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性進(jìn)展。同時(shí)，中國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)在產(chǎn)品研發(fā)及示范推廣方面已經(jīng)取得了舉世矚目的成績(jī)。截至2012年6月底，共有83家企業(yè)的454款節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)入節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣推薦車(chē)型目錄。截至2012年3月底，25個(gè)示范城市累計(jì)推廣節(jié)能與新能源汽車(chē)超過(guò)1.9萬(wàn)輛。其中，公共服務(wù)領(lǐng)域1.68萬(wàn)輛，建成充（換）電站170座，充電樁6400余個(gè)，載客超過(guò)90億人次。當(dāng)前，在各種新能源汽車(chē)的技術(shù)路線中，以混合動(dòng)力、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)為代表的電動(dòng)汽車(chē)被普遍認(rèn)為是未來(lái)汽車(chē)能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向，已經(jīng)成為世界汽車(chē)強(qiáng)國(guó)和主要汽車(chē)制造商發(fā)展重點(diǎn)。中國(guó)已經(jīng)是世界汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大國(guó)，但“大而不強(qiáng)”，中國(guó)未來(lái)的汽車(chē)工業(yè)必須探求新的思路。電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)有望為中國(guó)汽車(chē)工業(yè)開(kāi)拓新的增長(zhǎng)點(diǎn)。未來(lái)10年是中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，中國(guó)高度重視電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，在2011年3月出臺(tái)的“十二五”規(guī)劃綱要中，中國(guó)把新能源汽車(chē)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，提出要重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)技術(shù)，開(kāi)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。未來(lái)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)將迎來(lái)新一輪的高速發(fā)展。2 電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理2.1 電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)主要包括車(chē)身、底盤(pán)、動(dòng)力總成、能量電源分配與管理系統(tǒng)底盤(pán)及其相關(guān)的系統(tǒng)在純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)上是有區(qū)別的，但最大的區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)底盤(pán)平臺(tái)比開(kāi)發(fā)上車(chē)身更有挑戰(zhàn)性、耗費(fèi)時(shí)間。因此生產(chǎn)一型汽車(chē)底盤(pán)應(yīng)用到多個(gè)型號(hào)的汽車(chē)中，經(jīng)常一輛新款車(chē)型是由不同風(fēng)格的上車(chē)身和相同設(shè)計(jì)的底盤(pán)組成。底盤(pán)平臺(tái)的共同使用使汽車(chē)廠商大為減少了研發(fā)的時(shí)間和成本。底盤(pán)系統(tǒng)包括懸架，轉(zhuǎn)向和制動(dòng)及行駛系統(tǒng)，強(qiáng)烈的影響著汽車(chē)的性能和特點(diǎn)，包括操作、安全和乘坐舒適性。懸架系統(tǒng)將車(chē)輪連接至車(chē)輛底盤(pán)。懸架系統(tǒng)分為獨(dú)立性和非獨(dú)立性?xún)煞N。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩種類(lèi)型的設(shè)計(jì)：平行四邊形和齒輪齒條型，平行四邊形的轉(zhuǎn)向是當(dāng)方向盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。在重型車(chē)輛中應(yīng)用較多，齒條和齒輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪連接到轉(zhuǎn)向柱和水平移動(dòng)齒條，適用于小型汽車(chē)。制動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)真空泵、電動(dòng)液壓助力器等。電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)要簡(jiǎn)單一些，電動(dòng)機(jī)和電池取代了發(fā)電機(jī)和燃料箱，而其余的動(dòng)力總成部件變速器和差速器沒(méi)有變化，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的車(chē)身和底盤(pán)要體現(xiàn)電力推進(jìn)系統(tǒng)的靈活性，根據(jù)蓄電池、電動(dòng)機(jī)的數(shù)量和位置，動(dòng)力系統(tǒng)分為輪轂電動(dòng)機(jī)和輪外電動(dòng)機(jī)，在輪外電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)齒輪和差速器。電源和能量管理系統(tǒng)的作用是控制和協(xié)調(diào)功率的產(chǎn)生，能源的輸出和在系統(tǒng)內(nèi)的流通，能量和功率管理提高了車(chē)輛的性能，減少了車(chē)輛的自重、體積和成本。因?yàn)殡姵厥羌冸妱?dòng)汽車(chē)唯一的能量來(lái)源，所以為了盡可能的延長(zhǎng)汽車(chē)的續(xù)航里程，電動(dòng)汽車(chē)能量管理的目標(biāo)就是減少能量消耗。2.2 電動(dòng)汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)一輛新電動(dòng)汽車(chē)汽車(chē)出廠時(shí)，它集成了驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)航和電力電子器件，還有其電子系統(tǒng)。蓄電池提供電力，蓄電池管理系統(tǒng)可控制充電或放電，同理其它的模塊整車(chē)控制器在自動(dòng)檢測(cè)汽車(chē)車(chē)速、加速踏板的運(yùn)動(dòng)等信號(hào)，自動(dòng)操作電動(dòng)機(jī)的力矩即加力力矩，制動(dòng)控制器也能接收制動(dòng)踏板的位置信息、車(chē)速信息，以確定制動(dòng)力矩的大小，通過(guò)車(chē)載計(jì)算機(jī)控制各個(gè)模塊使用一根線路包括各種信息和多路復(fù)用信號(hào)。純電動(dòng)汽車(chē)與常規(guī)汽車(chē)有很多相同之處，除了驅(qū)動(dòng)負(fù)載。電氣設(shè)備的負(fù)載一般工作在12v條件下，而驅(qū)動(dòng)電機(jī)則工作在幾百伏的高壓狀態(tài)下，這樣做的原因首先考慮到安全問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)由電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和電源系統(tǒng)等三部分組成。圖2-1 電動(dòng)汽車(chē)基本結(jié)構(gòu)雙線表示機(jī)械連接，細(xì)線表示控制信號(hào)連接，粗實(shí)線表示電氣連接。下面是根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不同，其結(jié)構(gòu)可分為以下六種不同的形式： 圖2-2 電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式C離合器D差速器M電動(dòng)機(jī) CB變速器 FC固定器電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)踏板和加速踏板等部件控制電子控制、功率轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置最終驅(qū)動(dòng)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。其承擔(dān)的任務(wù)是將電動(dòng)汽車(chē)電池組中的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，在汽車(chē)減速或制動(dòng)時(shí)將車(chē)輛的慣性能轉(zhuǎn)化為電能該電池組充電，實(shí)現(xiàn)了能量的高效利用。能源系統(tǒng)包括蓄電池、調(diào)節(jié)器、充電機(jī)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等連接而成的電氣系統(tǒng)，作用是管理電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程及控制充電電機(jī)向蓄電池充電。除了動(dòng)力系統(tǒng)和電源系統(tǒng)之外，電動(dòng)汽車(chē)還包含一些輔助系統(tǒng)：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)、燈光、空調(diào)系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、儲(chǔ)備動(dòng)力源系統(tǒng)。這些系統(tǒng)與車(chē)輛的主系統(tǒng)一起構(gòu)成完整的成品汽車(chē)。各個(gè)系統(tǒng)在不同品牌的電動(dòng)汽車(chē)中的設(shè)計(jì)是不一樣的，因電動(dòng)汽車(chē)的電能可以通過(guò)電纜而不是通過(guò)機(jī)械方式傳遞，因此各個(gè)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)有很大的靈活性，如既可以將電機(jī)前置也可以將電機(jī)后置，同時(shí)還可以選擇多電機(jī)模式。在車(chē)輛行駛過(guò)程中控制器控制電池組向電機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩由加速踏板通過(guò)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。 純電動(dòng)汽車(chē)的工作原理是通過(guò)電動(dòng)機(jī)將能量貯存在蓄電池組內(nèi)，電池組的使用使得能量的管理獲得更多的功率資源，以獲得整個(gè)系統(tǒng)的最大能源利用率，當(dāng)電池組通過(guò)能量管理系統(tǒng)向牽引電動(dòng)機(jī)供電、牽引電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將能源中的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，為車(chē)輛運(yùn)動(dòng)提供需要的牽引力。電動(dòng)機(jī)必須經(jīng)得起考驗(yàn)，例如頻繁的啟動(dòng)和停止、低扭矩高轉(zhuǎn)速的巡航，高扭矩低轉(zhuǎn)速的爬坡等。城市駕駛涉及頻繁的加速和減速，分別使制動(dòng)和回收系統(tǒng)中造成功率脈沖和大電流，意味著快速深放電循環(huán)。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)車(chē)輪或差速器進(jìn)而使車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩分配到車(chē)輛的四個(gè)輪子，當(dāng)所有車(chē)輪被持續(xù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，扭矩傳遞到兩個(gè)軸上，在另一種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)功率傳輸?shù)絻蓚€(gè)軸中的一個(gè)，而另一個(gè)軸需要時(shí)可通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。變速器系統(tǒng)管理變速器的轉(zhuǎn)速，在車(chē)輛安全中制動(dòng)性能是非常重要的安全因素，好的制動(dòng)系統(tǒng)必須能夠快速減小車(chē)輛的速度，同時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)控制維持車(chē)輛的方向，典型的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)盤(pán)和輪子之間的摩擦力使移動(dòng)的車(chē)輛減速或停止。2.3 四輪驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)總體方案四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案如下圖所示：圖2-4 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面圖3 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的方案設(shè)計(jì)3.1四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成電力動(dòng)力系統(tǒng)的功能是指根據(jù)駕駛員的命令高效地協(xié)調(diào)電力對(duì)輪速的反饋來(lái)提供所需的推進(jìn)動(dòng)力。通常，一個(gè)電力動(dòng)力系統(tǒng)包含電氣和機(jī)械模塊。電氣模塊有一些子系統(tǒng)構(gòu)成，例如牽引電動(dòng)機(jī)、電力電子器件（例如電荷控制器、逆變器和變換器）和動(dòng)力儲(chǔ)蓄模塊(例如電池、電容和飛輪)。機(jī)械模塊由傳輸系統(tǒng)、變速器系統(tǒng)和車(chē)輪系統(tǒng)構(gòu)成。電器控制模塊包含三個(gè)功能模塊（傳感器、接口電路和微處理器）去優(yōu)化和監(jiān)控動(dòng)力系統(tǒng)的表現(xiàn)。傳感器采集可測(cè)量的變量，如溫度、速度、扭矩、電流和電壓，并轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，這些接口狀態(tài)在傳送到微處理器之前要達(dá)到相應(yīng)的水平。一個(gè)控制單元指在動(dòng)力總成原件之間的動(dòng)力管理控制系統(tǒng)，控制牽引電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用和優(yōu)化動(dòng)力流來(lái)達(dá)到最大行駛里程?？刂破鞯牧硗庖粋€(gè)重要的功能是最大化控制汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)的能量回收。純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力總成比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)更加簡(jiǎn)單。動(dòng)力傳遞到車(chē)輪通過(guò)一些選定的組件。純電動(dòng)汽車(chē)的另一個(gè)核心優(yōu)勢(shì)是動(dòng)力傳遞效率比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)高，能夠回收制動(dòng)時(shí)的能量損失，同時(shí)能夠回收在下山時(shí)的能量損失。在這些情況中，電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。此外，純電動(dòng)汽車(chē)快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能夠準(zhǔn)確地控制車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生更好的操縱表現(xiàn)。而且，這種優(yōu)點(diǎn)也應(yīng)用于穩(wěn)定和安全控制系統(tǒng)，如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、避障系統(tǒng)和車(chē)輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)，執(zhí)行速度更快導(dǎo)致車(chē)輛的安全性的提高。電力動(dòng)力總成系統(tǒng)包含轉(zhuǎn)換和專(zhuān)用兩種類(lèi)型。在轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，7電動(dòng)機(jī)和電池取代了內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料箱，而其余的動(dòng)力總成部件包含變速器和差速器保持一樣。前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)的電力動(dòng)力系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)和電池被安裝在車(chē)輛底盤(pán)上，動(dòng)力通過(guò)變速器傳遞到車(chē)輪。離合器或者扭矩控制器能夠連接或者切斷電動(dòng)機(jī)到車(chē)輪之間的連接。像大多數(shù)傳統(tǒng)的動(dòng)力總成一樣，變速器調(diào)整純電動(dòng)汽車(chē)的扭矩輸出。轉(zhuǎn)換的動(dòng)力總成系統(tǒng)的車(chē)輛集成需要考慮車(chē)輛的自重、車(chē)輛性能的下降和復(fù)雜性。此外，相比于專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)，它們更加缺少靈活性轉(zhuǎn)變?yōu)槿?qū)系統(tǒng)。另一方面，專(zhuān)用的純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的車(chē)身和底盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)電力推進(jìn)系統(tǒng)更大的靈活性。專(zhuān)用的純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的不同是電池包數(shù)量、電動(dòng)機(jī)和元件的安排。然而，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的數(shù)量和位置，動(dòng)力系統(tǒng)的種類(lèi)可以分為輪轂電動(dòng)機(jī)和輪外電動(dòng)機(jī)。在輪外電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或者更多的電動(dòng)機(jī)被安裝在車(chē)輛的底盤(pán)上直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或者齒輪單元或者差速器，然而輪轂電動(dòng)機(jī)通過(guò)安裝在車(chē)輪內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供牽引力，不需要任何機(jī)械零件。輪轂電動(dòng)機(jī)和輪外電動(dòng)機(jī)配置都可以轉(zhuǎn)化為全驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)。電力動(dòng)力系統(tǒng)合適的安排和結(jié)構(gòu)依據(jù)以下幾個(gè)特點(diǎn)：期望性能（加速性能、最大速度和爬坡性能等）、車(chē)輛的限制（車(chē)重、載荷等）和能量資源（電池、飛輪和電容等）。一些純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能的電力動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)如下：1） 輪外電動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)：結(jié)構(gòu)包含電動(dòng)機(jī)、固定的齒輪和差速器。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃汽車(chē)相比，現(xiàn)代純電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和固定齒輪組合更容易達(dá)到預(yù)期的扭矩速度。通常來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)在很大的范圍內(nèi)有持續(xù)的動(dòng)力，和傳統(tǒng)的電傳動(dòng)系統(tǒng)相比，由于移去了復(fù)雜的變速器結(jié)構(gòu)和離合器或者液力變矩器，這種動(dòng)力結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、更輕的質(zhì)量和更小的尺寸。2） 輪外電動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng):這種結(jié)構(gòu)跟傳統(tǒng)的前置前驅(qū)的汽車(chē)非常相似，所有的動(dòng)力總成元件集成在前軸。這個(gè)結(jié)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、固定的齒輪和差速器整合成一個(gè)單獨(dú)的總成。3） 雙輪外電機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)：在之前提過(guò)的結(jié)構(gòu)中，左右車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)被機(jī)械差速器各自分開(kāi)。與之相對(duì)的，差速器被移除了，取而代之分開(kāi)的是電動(dòng)機(jī)和固定的齒輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)能夠更加準(zhǔn)確的控制車(chē)輪的扭矩，所以這種結(jié)構(gòu)提供了更好的車(chē)輛穩(wěn)定性。然而，額外電動(dòng)機(jī)、功率變換器和固定的齒輪增加了系統(tǒng)的成本。4） 輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)：輪轂電動(dòng)機(jī)技術(shù)可以最小化或者消除電氣動(dòng)力總成系統(tǒng)的機(jī)械元件。在設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)在輪胎內(nèi)，有或者沒(méi)有固定的齒輪裝置。通過(guò)連接高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的固定齒輪降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以獲得預(yù)定的車(chē)輪轉(zhuǎn)速。另一方面，也可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在輪內(nèi)的低速外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)在輪輞上的外轉(zhuǎn)子，從而簡(jiǎn)化固定齒輪組。在這種安排中，電動(dòng)機(jī)直接控制輪胎的扭矩（車(chē)輛的速度）。在圖中，展示了輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)很容易實(shí)現(xiàn)前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)或者四輪驅(qū)動(dòng)，只需要打開(kāi)或者關(guān)閉電動(dòng)機(jī)即可。除去這些優(yōu)點(diǎn)，輪轂電動(dòng)機(jī)的實(shí)施導(dǎo)致了輪胎、車(chē)輪、懸架系統(tǒng)高程度的組合。這個(gè)特點(diǎn)使車(chē)輛的動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性都不可預(yù)知。而且電動(dòng)機(jī)需要很高的強(qiáng)度來(lái)承受外界縱向和橫向的載荷及雨水的腐蝕。3.2 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的基本驅(qū)動(dòng)性能四輪電動(dòng)汽車(chē)的牽引電機(jī)如同汽車(chē)的心臟，要能提供足夠大的最大扭矩，特別是0至100km加速或爬坡時(shí)提供4-5倍的額定扭矩。提供良好的操縱性和高可靠性，在面對(duì)高溫、冰雪和振動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出長(zhǎng)期的可靠程度電機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)大功率和寬廣的調(diào)速范圍，更好速度比的電機(jī)能提供轉(zhuǎn)矩使其具有更大的初始加速性能和爬坡能力。3.3 四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的選擇A 整車(chē)性能要求小型電動(dòng)汽車(chē)性能指標(biāo)：1)整車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)量m：1000kg2)最高車(chē)速:60kmh3)最大爬坡度：204)0一30kmh加速時(shí)間：不大于8秒5）車(chē)輪滾動(dòng)半徑R：275mm6）傳動(dòng)系的傳動(dòng)比i：5:17）旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)：1.18）迎風(fēng)面積，汽車(chē)行駛方向上的投影面積A：29）空氣阻力系數(shù)：0.410）滾動(dòng)阻力系數(shù)：0.02011)傳動(dòng)系統(tǒng)總效率：0.85B 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)計(jì)算(四輪驅(qū)動(dòng))(1) 按最大爬坡度要求估算電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩以l0kmh的時(shí)速爬20的最大坡度時(shí)，電機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足如下轉(zhuǎn)矩要求：其中阻力F計(jì)算如下： (3-1)式中：F阻力（N）； M電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）； 減速器傳動(dòng)比； 電動(dòng)汽車(chē)機(jī)械傳動(dòng)效率； R輪胎半徑（m）。經(jīng)過(guò)上面公式計(jì)算得出F=15454.54N （3-2） 式中：M電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）； R表示輪胎半徑（m）； 減速器傳動(dòng)比?？朔枇λ枰墓β剩?（3-3）式中：F表示由計(jì)算所得到的阻力； V汽車(chē)行駛速度（km/h）； P克服阻力所需要的功率。 (2)電機(jī)額定功率估算設(shè)汽車(chē)以V(kmh)的時(shí)速行駛作為電機(jī)額定工況，地面滾動(dòng)阻力： （3-4）式中：滾動(dòng)阻力（N）； G汽車(chē)總重力（N）； 滾動(dòng)阻力系數(shù)。又因電機(jī)內(nèi)阻隨著轉(zhuǎn)速的提高而增大。（3-5）式中：滾動(dòng)阻力（N）； 空氣阻力（N）； 空氣阻力系數(shù)，在這里取0.4； A迎風(fēng)面積，汽車(chē)行駛方向上的投影面積； V汽車(chē)行駛速度（km/h）。所以滾動(dòng)阻力要比此計(jì)算值大，計(jì)算后取取值250N，則滾動(dòng)阻力為： 設(shè)V=30 kmh（3-6）式中：滾動(dòng)阻力（N）； 空氣阻力（N）。電機(jī)扭矩：（3-7） 式中：M電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）； R表示輪胎半徑（m）； 減速器傳動(dòng)比。 克服阻力所需要的功率：（3-8）式中：F表示由計(jì)算所得到的阻力； V汽車(chē)行駛速度（km/h）； P克服阻力所需要的功率。（3） 按汽車(chē)加速性要求估算電機(jī)峰值功率 設(shè)汽車(chē)在秒內(nèi)，啟動(dòng)加速到時(shí)速 (kmh)，其加速慣性力為: （3-9）式中：加速慣性力； 加速期間的行駛總阻力為： (3-10)式中： F加速期間的行駛總阻力； 加速慣性力； 滾動(dòng)阻力（N）； 空氣阻力（N）。 行駛所需的功率需求為: （3-11） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為：（3-12）電動(dòng)機(jī)功率為； （3-13）設(shè)秒， 則（3-14） 故電機(jī)峰值功率應(yīng)大于5523.5W，可取。（4）極速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)功率檢測(cè)設(shè)最高車(chē)速為，則此時(shí)的風(fēng)阻為； （3-15）式中：滾動(dòng)阻力（N）； 空氣阻力（N）； 空氣阻力系數(shù)，在這里取0.4； A迎風(fēng)面積，汽車(chē)行駛方向上的投影面積； 汽車(chē)行駛的最大速度（km/h）。地面滾動(dòng)阻力，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，內(nèi)阻增大，所以滾動(dòng)阻力要比此計(jì)算值大，取與額定功率計(jì)算中相同的值。總的阻力為： （3-16） 式中：F風(fēng)阻（N）； 滾動(dòng)阻力（N）； 空氣阻力（N）； 空氣阻力系數(shù)，在這里取0.4； A迎風(fēng)面積，汽車(chē)行駛方向上的投影面積； 汽車(chē)最高行駛速度（km/h）。 輪邊力矩為：M=F40275 (3-17)輪邊所需的總功率為： （3-18）電機(jī)功率為： （3-19） 設(shè)=60kmh。此時(shí)，=522.34N，M=35.91Nm，P=87064=2176W5600w。3.4減速器的設(shè)計(jì)要求(1)傳動(dòng)比條件在行星齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，各齒輪齒數(shù)的選擇必須確保實(shí)現(xiàn)所給定傳動(dòng)比ip的大小，對(duì)于2K-H(NGW)型： （3-20） （3-21）式中：太陽(yáng)能a的輸出，設(shè)x為行星架的傳動(dòng)比(2)鄰接條件在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了進(jìn)行功率分流，而提高其承載能力，同時(shí)為了減少其結(jié)構(gòu)尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)常在太陽(yáng)輪a和行星架內(nèi)齒輪b之間均勻的、對(duì)稱(chēng)的布置幾個(gè)行星輪c。為了使各行星輪不產(chǎn)生碰撞，必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定的問(wèn)隙，即兩相鄰行星輪的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距LC。即：（3-22）式中：,分別為行星齒輪C齒頂圓半徑和直徑。 行星齒輪的個(gè)數(shù)。 相鄰兩個(gè)行星齒輪中心之間的距離。 a，c 齒輪嚙合副的中心距。本減速器選取=3。（3） 安裝條件 傳動(dòng)系統(tǒng)是動(dòng)力總成系統(tǒng)中傳輸電動(dòng)機(jī)功率到路面的最后裝置，采用多行行星輪提高差速器的承載力，差速器輸入信號(hào)到傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸輸出到半軸，差速器是一種將電機(jī)功率引導(dǎo)分配到驅(qū)動(dòng)輪的變速器，此外，差速器可以使車(chē)輛的任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在不同的速度獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，這在轉(zhuǎn)向時(shí)提高了車(chē)輛的操縱性能，十分必要，轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)側(cè)的車(chē)輪行駛較短距離，外側(cè)車(chē)輪要比內(nèi)側(cè)車(chē)輪自旋更快，否則車(chē)輪將鎖入相同轉(zhuǎn)速，從而導(dǎo)致無(wú)論在內(nèi)側(cè)和外側(cè)車(chē)輪的跳躍而失去牽引力，這種喪失牽引力會(huì)導(dǎo)致意外事故的發(fā)生，導(dǎo)致輪胎的損壞及傳動(dòng)系統(tǒng)扭曲變形。左、右輪之間分配功率之和為電動(dòng)機(jī)輸出總功率，車(chē)輪轉(zhuǎn)速平均值等于軸的轉(zhuǎn)速，如果一個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在上升，則另一個(gè)對(duì)應(yīng)的車(chē)輪速度必定通過(guò)相應(yīng)的減少來(lái)補(bǔ)償。3.5 差速器的基本數(shù)據(jù)選擇及強(qiáng)度計(jì)算3.5.1差速器齒輪基本數(shù)據(jù)選擇1、行星齒輪數(shù)目的選擇輕型車(chē)用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車(chē)和越野車(chē)可以采用4個(gè)行星齒輪2、行星齒輪球面半徑的確定通過(guò)圓錐行星齒輪差速器參數(shù)來(lái)確定行星齒輪背面的球面半徑Rb，行星齒輪的安裝以其為依據(jù)，根據(jù)Rb可計(jì)算出差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距。球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定： （3-33） 式中：行星齒輪球面半徑系數(shù)，,對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車(chē)和公路載貨汽車(chē)取小值；取2.6 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取11141帶入（3-33）式，求得=58.07可根據(jù)下式預(yù)選取節(jié)錐距： =57.48 （3-34）3、差速器圓錐齒輪模數(shù)及辦軸齒輪結(jié)緣直徑的初步確定先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角：=33.69； =56.30 （3-35）式中：為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)： （3-36）當(dāng)量齒數(shù)都大于17，因此滿(mǎn)足條件，不會(huì)根切。求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： （3-37）為了保證齒輪強(qiáng)度取8。節(jié)圓直徑可根據(jù)下式求得： （3-38）壓力角采用推薦值22.5，齒高系數(shù)為0.8。 4、行星齒輪安裝孔直徑及其深度的確定行星齒輪安裝孔與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度也就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。通常取：, （3-39）行星齒輪軸直徑為為： （3-40）式中: 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m）； 行星齒輪的數(shù)目； 為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，； 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取98。求出： 3.5.2差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算查得修正系數(shù)=-0.052，齒側(cè)間隙B=0.300表3-1 電動(dòng)汽車(chē)差速器直齒輪錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)10，應(yīng)盡量取小值1625徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)續(xù)表3-12半軸齒輪齒數(shù)=14-25，且滿(mǎn)足243模數(shù)84節(jié)圓直徑=128mm；=192mm5壓力角大部分汽車(chē)：=20206軸交角907節(jié)錐角；=33.7；= 56.38節(jié)錐距= 115.37mm9齒面寬度 mm10mm10齒根高=1.6m12.8mm11齒全高h(yuǎn)=1.788m+0.05114.355mm12外錐距115.38mm13周節(jié)t=3.1416m25.1328mm14齒頂高；=8.044mm=4.756mm15齒根高=1.788-；=6.26mm=9.548mm16徑向間隙C=h-=0.188m+0.051C=1.555mm續(xù)表3-117外圓直徑；=53.38mm=65.28mm18節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 =25.54mm=16.04mm19齒側(cè)間隙B=0.245-0.330B=0.300mm3.5.3差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲應(yīng)力為： （3-41）式中： 為差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算公式 ，在此將T取為3162N.m； n為差速器的行星齒輪數(shù)，在此為2； 為半軸齒輪齒寬； 為半軸齒輪大端分度圓直徑； 為尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，當(dāng)m1.6時(shí)，在此=0.7491； 為載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，1.001.1；其他方式支承時(shí)取1.101.25。支承剛度大時(shí)取最小值。在此=0.56； 為質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1.0； 半軸齒輪齒數(shù)； 計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，小齒輪取0.228，大齒輪取0.2242。根據(jù)輪齒彎曲應(yīng)力公式： （3-42） 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 3.6 電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)與原理目前電動(dòng)汽車(chē)上所使用的電機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩種。電動(dòng)機(jī)主要由電樞或轉(zhuǎn)子、換向器、電刷場(chǎng)磁體組成。電動(dòng)機(jī)有各種形狀和類(lèi)型，尺寸大小也不盡相同，在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的尺寸和安放位置都要認(rèn)真考慮。電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩的效率高達(dá)90%以上，高于傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)很多。直流電動(dòng)機(jī)分為串勵(lì)電機(jī)、復(fù)勵(lì)電機(jī)、永磁電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)。交流電機(jī)分為單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和多相或分相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并通過(guò)傳動(dòng)部件進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為如牽引、推力、起重、振動(dòng)等工作過(guò)程。電動(dòng)機(jī)中包含兩個(gè)磁體：電樞（即轉(zhuǎn)子）是一個(gè)電磁鐵，在通電時(shí)具有磁性，不通電時(shí)沒(méi)有磁性，而場(chǎng)磁鐵（即定子）是一個(gè)永久磁鐵，但給轉(zhuǎn)子子中的導(dǎo)線供電，導(dǎo)線以正確的角度切割磁力線，電樞就會(huì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力。3.6.1電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造 直流電動(dòng)機(jī)由線圏、轉(zhuǎn)子、換向器以一個(gè)可選刷組成。在直流電動(dòng)機(jī)中，線圈通電后產(chǎn)生磁力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子安裝在軸承內(nèi)部的磁場(chǎng)中，換向器提供電壓使電樞圍繞一個(gè)固定的電刷總成旋轉(zhuǎn)，從而使定子旋轉(zhuǎn)，電刷連接整流器，直流電動(dòng)機(jī)因轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性良好能提供足夠的動(dòng)力，直流電機(jī)的制造成本也相對(duì)較低，直流電動(dòng)機(jī)最大的好處是短暫加速時(shí)間短，但是直流電動(dòng)機(jī)質(zhì)量大、效率高、可靠性不高，電刷在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中處于磨損狀態(tài)，必須及時(shí)的定期更換。與直流電動(dòng)機(jī)相似，交流電動(dòng)機(jī)也有一組線圈和一個(gè)轉(zhuǎn)子。