電動車設(shè)計報告書

1、電動車設(shè)計報告書隊伍：逐日作品名稱：進擊的巨人隊長：金珊珊02012103隊員：陳雪蓮02012102張文杰02012501蔣琴02012526- 1 -目錄第一章：研究背景 .- 3 -(一 )設(shè)計的目的和意義 .- 3 -(二 )電動車的發(fā)展背景 .- 3 -第二章：小組成員簡介及任務(wù)分配.- 3 -第三章：項目提出 .- 4 -(一 )項目提出 .- 4 -(二 )設(shè)計任務(wù)： .- 4 -第四章：作品設(shè)計 .- 5 -(一 )概念 .- 5 -(二 )結(jié)構(gòu) .- 5 -(三 )創(chuàng)新設(shè)計詳解 .- 5 -外形上的創(chuàng)新 .- 5 -動力源的改進： .- 9-剎車系統(tǒng)的改進： .- 11-車的

2、整體結(jié)構(gòu)圖 .- 12-其它方面的小想法： .-12-第五章心得體會 .- 13- 2 -第一章：研究背景( 一 )設(shè)計的目的和意義本次我們小組設(shè)計的是電動四輪車， 包括了電動車外形的創(chuàng)新設(shè)計， 動力與傳動系統(tǒng)的設(shè)計，剎車系統(tǒng)的改進以及其它一些優(yōu)化車性能的細節(jié)方面的改進與創(chuàng)新。意義：通過這次設(shè)計，了解了電動車的結(jié)構(gòu)， 加工工藝。 以及電動車與現(xiàn)有汽車相比對環(huán)境保護的意義，提高了我們動手動腦的能力，加強團隊協(xié)作，提高效率。( 二 )電動車的發(fā)展背景上個世紀汽車工業(yè)的發(fā)展促進了經(jīng)濟的飛速發(fā)展，給人們帶來了便利的同時也顯示其不好的一面，能源的消耗，環(huán)境的污染，車禍的連連不斷，都成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的話

3、題，油價的持續(xù)走高，已經(jīng)對能源消費級汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了重要的影響。面對能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)， 發(fā)展節(jié)能與新能源的汽車技術(shù)成為了必然。而電能是公認的清潔無污染，價格低廉的能源， 因此以電能為主要動力源的電動車日益成為了人們密切關(guān)注的對象，它也被認為是解決汽車帶來的能源，環(huán)境問題的重要的交通工具。與此同時，結(jié)合市場的情況，消費水平日益增長，人們不再僅僅關(guān)注出行的方便，更多的重視到了環(huán)境保護， 以及車本身的帶給駕駛者的舒服程度。 這就需要電動車有適用于這個時代的個性特征和色彩，也要考慮駕駛者和乘客的在車中的舒適度。第二章：小組成員簡介及任務(wù)分配我們的小組名稱：逐日。我們的作品名稱：進擊的巨人。我們的小組成員

4、及任務(wù)分配：組長：金珊珊，女，機械工程及自動化專業(yè)，大二。任務(wù)：動力傳動系統(tǒng)的改進，撰寫整合設(shè)計報告書。組員一：蔣琴，女，機械工程及自動化專業(yè)，大二。任務(wù)：車的外形創(chuàng)新設(shè)計，繪制草圖，建立車的基本模型。組員二：陳雪蓮，女，機械工程及自動化專業(yè)，大二。任務(wù)：車的剎車系統(tǒng)的改進。組員三：張文杰，女，機械工程及自動化專業(yè)，大二。任務(wù)：車的控制系統(tǒng)的設(shè)計創(chuàng)新。- 3 -第三章：項目提出(一)項目提出電動車以其自身的顯著優(yōu)點： 可以實現(xiàn)低排放甚至零排放行駛； 采取電能作為驅(qū)動能源，能源來源廣泛；行駛噪聲??；容易實現(xiàn)制動能量的回收，降低了摩擦制動器的使用強度和維修費用等。成為了新能源汽車技術(shù)發(fā)展的一個重要

5、方向和 21 世紀的重要交通工具。目前市場上已存在的電動車重要有純電動車，混合動力電動車，以及燃料電池電動車。每一種車都有其一定的優(yōu)勢及不足。純電動車實現(xiàn)了零排放， 零污染，結(jié)構(gòu)簡單， 維修方便， 但是在能量的供應(yīng)及車行駛過程中的穩(wěn)定性存在一定的缺陷；混合動力電動車彌補了純電動車的行駛距離短， 能量供應(yīng)方面的不足， 但是會消耗一定的汽油。燃料電池電動車相對而言它的效率比較高， 在節(jié)能環(huán)保方面有很大的優(yōu)勢。 然而它的造價卻很高，在氫氣的制備存儲運輸問題上也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。使用者在使用過程中遇到的問題：1. 電量不足或者充一次電能夠行使的距離有限。2. 在上下坡時車行駛不穩(wěn)定，電池消耗較大。3.

6、 剎車系統(tǒng)的安全問題。4. 目前的車在外形，顏色上千篇一律，很難帶給使用者新鮮感。座位不舒服。5. 有些電動車如燃料電池電動車的價格太貴。綜合各方面考慮，我們小組以目前成本相對較低，適合大多數(shù)人群的混合動力電動車為主要研究對象，通過對動力傳動系統(tǒng)的改進，力求降低汽油的消耗，提高電力的回收，有效的提高混合動力電動車的效率。并從外形等其它方面的創(chuàng)新，力求為駕駛者和乘客帶來一個更加舒適的乘車環(huán)境。( 二 )設(shè)計任務(wù)：在現(xiàn)有電動車的基礎(chǔ)上， 通過對動力源傳動系統(tǒng)的改進使車能夠在上下坡是平穩(wěn)行進并且減小對電池的損害； 通過的剎車的設(shè)計保證車的剎車的穩(wěn)定性及安全性，同時利用剎車制動回收一部分能量； 再融入

7、一些外形上的創(chuàng)新設(shè)計給駕駛者創(chuàng)造一個安全舒適的駕駛環(huán)境。- 4 -第四章：作品設(shè)計(一)概念混合動力電動車是指能夠至少從下述兩類車載存儲的能量中獲得動力的汽車：一為可消耗的燃料，一為可再充電的能量儲存裝置。這里我們討論的是油電混合電動汽車。(二)結(jié)構(gòu)機械構(gòu)成：車輪，車身，油箱。動力傳動系統(tǒng)：發(fā)動機動力傳動系統(tǒng)+電機動力傳動系統(tǒng)車載能量源：油箱，動力電池組。輔助系統(tǒng)：從動力裝置中獲取動力用于維持車的良好操控特性，舒適性的部件。如空調(diào)系統(tǒng)，輔助轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等控制部分：基于人的操作指令對車的狀態(tài)進行操控的系統(tǒng)。車載能量源動力裝置傳動系車輪能量直接存儲發(fā)動機傳動系能量存儲， 調(diào)節(jié)電機輔助系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化汽車

8、動力傳動系統(tǒng)簡化模型( 三 )創(chuàng)新設(shè)計詳解外形上的創(chuàng)新a) 設(shè)計圖：- 5 -b) 整體效果圖：- 6 -c) 模型圖：- 7 -d) 車身：材料：碳纖維強化材料。優(yōu)點：具有高比強度，高比模量，耐高溫，耐腐蝕，耐疲勞，抗蠕變、導電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。 此外碳纖維材料材質(zhì)輕， 對減輕車身重量，提高跑車性能有很好的效果。顏色：金屬灰寶石藍：外型簡介：尺寸： 2200mm*1500mm*1200mm我們設(shè)計的這款電動車為四輪敞篷跑車，顏色選為金屬灰或?qū)毸{色，車身材料選用碳纖維強化材料， 使得車身重量大大減輕， 同時碳纖維材料更具有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能， 很好地保證了跑車的品質(zhì)。

9、 這款電動車整體線條流暢大氣， 立體感強， 處處彰顯著非凡的氣質(zhì)。 車身造型根據(jù)曲面起伏自然柔和過渡，其中前車身的車燈處設(shè)計為突出的曲面， 這樣能更好地強調(diào)造型， 同時也很好地符合了流體力學的原理； 后車身設(shè)計的曲面造型， 一方面烘托了車座，另一方面也使整車更富動感； 車身兩側(cè)設(shè)計的內(nèi)凹造型， 則在一方面減輕了車的重量，另一方面也更符合視覺審美。此外我們在內(nèi)部配置可調(diào)節(jié)電動座椅，保證了行駛過程的舒適， 方向盤的大小和方位也經(jīng)過了精心的設(shè)計， 內(nèi)部更配設(shè)有清晰的儀表盤，所有這些，都保證了駕駛者有最舒適的行車體驗。e) 座椅：- 8 -材料：金屬骨架、海綿、真皮。顏色：米色：藍紫色：簡介：電動座椅

10、的設(shè)計采用柔和的曲面造型，中間突出部分可以托起駕駛者的腰部，緩解駕駛過程中的疲勞；除此以外，座椅設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)座椅的高度、傾斜角度；座椅內(nèi)部有加熱器，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)座椅的溫度，保證冬夏行駛皆宜。f) 車胎：材料：材料：橡膠顏色：黑色簡介：米其林輪胎配置。輪胎扁平，操作性強，剎車性能好，抗爆能力強。動力源的改進：a)傳統(tǒng)意義上的電動車的動力全部來源于電池的供電，這樣不僅僅使得電動車的行駛距離有了限制， 而且在上下坡時由于所需要的牽引力的大小的不同，使得電池的消耗不同，這樣會對電池的消耗和損傷比較大。我們的改進： 結(jié)合現(xiàn)有汽車的技術(shù)， 將其改進成以電力為主， 汽油為補助能源的混

11、合動力電動車。 采用并聯(lián)混合動力傳動系統(tǒng)， 將汽油帶動的發(fā)動機與電池帶動的電機驅(qū)動系統(tǒng)以并聯(lián)的形式為車提供動力。油箱發(fā)動機傳驅(qū)動輪動+系動力電池組電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計電動車的簡化動力傳動系改進后的特點：1) 機械動能的混合。- 9 -2) 具有兩個動力裝置。3) 每一個動力裝置都有自己單獨的車載能量源。相互之間不影響。改進后車的運行形式：1) 當動力電池組具有較高的能量， 動力電池組的輸出功率滿足車子行駛條件時，車子的全部動力來源于電池組，而發(fā)動機發(fā)電機處于關(guān)機狀態(tài)。2) 當車子以純電池組驅(qū)動行駛時， 如汽車減速制動電動機發(fā)電機工作在再生制動狀態(tài)， 車子制動的能量通過再生發(fā)電回收到動力電池組中，為

12、電池組充電。3)當汽車加速或爬坡時， 需要較大的輸出功率才能使車子穩(wěn)定行駛， 動力電池組依然處于正常工作狀態(tài)， 而缺少的能量有發(fā)動機發(fā)電機組來提供，即進入混合動力驅(qū)動工作模式。4) 當動力電池組的輸出功率不足以滿足車子運行時而發(fā)動機發(fā)電機組有足夠的輸出功率來驅(qū)動車輛時， 動力全部由發(fā)動機發(fā)電機組來提供。若此時減速制動，則將車子制動的能量補充進動力電池組。5) 當動力電池組的電量在一定范圍內(nèi)且發(fā)動機發(fā)電機輸出功率不足時，則兩者一起為車子提供動力。6) 當動力電池組的電量過低， 為保證整車行駛的綜合性能， 需要對動力電池組進行充電，則可以通過外部電網(wǎng)對車子進行補充電能， 在緊急狀況下（如不方便通過

13、外部設(shè)備補充電能） 則將發(fā)動機發(fā)電機輸出的功率對動力電池組進行強制充電。改進后的優(yōu)點：1) 保持了車子穩(wěn)定行駛， 給使用者提供一個安全穩(wěn)定的駕駛環(huán)境。 由于多動力源的存在，當車子在啟動或者上坡等需要大功率的場合采用混合動力發(fā)電就可以保證車子能夠平穩(wěn)運行。2) 保護了動力電池， 延長電池壽命。 混合動力可以使電池可以在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的輸出，這樣可以大大提高電池的壽命。3) 提高了車速。 一直以來純電動車的車速都比較低， 因為高速就意味著大功率，會消耗大量的電量，動力上無法滿足。而加入了汽油這一新的動力，在安全范圍了，提高了車速，滿足了一部分消費者的需求。4)節(jié)約能源， 保護環(huán)境，節(jié)約成本。相

14、比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機類汽車，本次設(shè)計的混合動力電池電動車以電力為主要動力汽油為輔助動力，大大減少了汽油的消耗，節(jié)約能源， 保護環(huán)境。 與此同時大大減少了汽油的消耗， 省去了很大一部分的油錢。5) 大大增加了車輛行駛里程。 傳統(tǒng)電動車由于電池電量的限制， 充一次電行駛的距離有限， 需要經(jīng)常充電。 改進后除了電池本身的能量外， 還有車子制動回收的電能， 以及汽油帶動發(fā)動機發(fā)電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電量也可以維持車子的正常行駛， 大大提高了車子運行的距離， 避免了車子半路沒電的尷尬狀況。b) 將電機整合到車輪上。 將電機整合到車輪上， 實現(xiàn)直接驅(qū)動車輪。 由于我們設(shè)計的油箱發(fā)動機這條動力源與動力電池組電機這條動力源

15、是并聯(lián)的，即之間并沒有直接的聯(lián)系，相互不會影響， 因此這樣的車輪電機的實現(xiàn)是有可能的。并且在車子減速制動時實現(xiàn)能量的回收。 （具體的設(shè)計形式見下文剎車系統(tǒng)改進中的車輪圖案）改進后的優(yōu)點：-10-1) 省掉了一定的傳動結(jié)構(gòu)， 使車輛的結(jié)構(gòu)更簡單。 由于在連接動力系與傳動系時需要離合器， 傳動軸等一些機械結(jié)構(gòu)， 而且這些機構(gòu)還需要定期的維修。而改進后就很好的解決了這樣的問題，結(jié)構(gòu)簡單。2) 提高了效率。 省掉了一些傳動機構(gòu)， 一定程度上也就減少了能源在傳動機構(gòu)上的消耗，提高了車子的傳動效率。3) 可以實現(xiàn)多種驅(qū)動方式。 由于電機直接控制車輪， 容易實現(xiàn)前驅(qū)， 后驅(qū)以及四驅(qū)等多種形式。剎車系統(tǒng)的改進

16、：主動懸架電機制動盤減震彈簧電機制動卡輪內(nèi)主動鉗懸架a) 剎車控制部分采用 ABS 防抱死系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個電子控制單元、數(shù)個輪速感應(yīng)器和一個內(nèi)含電磁閥的閥門總成。 在車行進時， 電子控制單元通過輪速感應(yīng)器傳來的脈沖變動來掌握車輪的運行狀況。當某一個車輪有可能產(chǎn)生抱死狀態(tài)時，電子控制單元就會向電磁閥發(fā)出指令， 使其通過快速開關(guān)來達到控制剎車， 調(diào)整轉(zhuǎn)速的目的。一般來說，這種快速開關(guān)閥門的動作每秒鐘可達 12 次之多。ABS系統(tǒng)的原理就是緊急剎車時，既保持輪胎轉(zhuǎn)動，又防止輪胎抱死，以維持最大的剎車力量；同時也對車輪進行迅速、準確、有效、安全的控制，使車輪的縱向附著系數(shù)達到峰值， 側(cè)向附著系數(shù)也

17、保持較高狀態(tài)， 從而達到提高制動速度、 縮短制動距離、穩(wěn)定制動方向、防止車輪抱死的效果。b) 剎車采用盤式剎車， 制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。 分泵固定在制動器的底板上固定不動， 制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)， 分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用， 推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動， 動作起來就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。盤式剎車所具有的優(yōu)勢：1.盤式剎車散熱性較鼓式剎車佳，在連續(xù)踩踏剎車時比較不會造成剎車衰退而使剎車失靈的現(xiàn)象。2.剎車盤在受熱之后尺寸的改變并不使踩剎車踏板的行程增加。3.盤式剎車系統(tǒng)的反應(yīng)快速， 可做高頻率的剎車動作， 因而較為

18、符合 ABS系統(tǒng)的需求。4.盤式剎車沒有鼓式剎車的自動煞緊作用，因此左右車輪的剎車力量比較平均。5.因剎車盤的排水性較佳，可以降低因為水或泥沙造成剎車不良的情形。6.與鼓式剎車相比較下，盤式剎車的構(gòu)造簡單，且容易維修。c) ABS系統(tǒng)本身也有局限性，它在兩種情況下，不能提供最短的制動距離。一種是在平滑的干路上進行制動。 另一種情況是在松散的礫石路面、 松土路面或積雪很深的路面上制動。 因為在緊急情況時需要更為強制性的制動，所以制動系統(tǒng)要加上手動-11-剎車以便達到最佳剎車效果。車的整體結(jié)構(gòu)圖駕駛?cè)瞬倏v信號整車綜合控制器發(fā)動機控制器車速等整車信號油箱發(fā)動機 -發(fā)電機傳動系電動機 -發(fā)電機電池管理系統(tǒng)帶 電機 的驅(qū) 動動力電池組電機控制器輪其它方面的小想法：a)在控制系統(tǒng)中增加電池管理系統(tǒng)。具體實現(xiàn)： 設(shè)定一個控制充放電的算法，作為充放電的標準， 當電池處于正常工作狀態(tài)（正常工作電壓， 工作電流） 電池正常放電，而當電池溫度在突發(fā)狀況下升高過高時或者當電池收到強烈沖擊時，利用壓力傳感器，熱敏電阻等原件，設(shè)計電路來監(jiān)測電池的溫度及收到的載荷情況，當超出設(shè)定的安全值時， 自動斷開電池供電，而改換為油路帶動發(fā)動機對系統(tǒng)提供動力，同時通過控制面板的指示燈來對駕駛者進行提醒。b) 增加測距感應(yīng)器， 可以感應(yīng)到后面的車的