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目录一、数据收集以及整理··················11、数据收集························12、数据整理························3二、方案设计·······················41、设计目标························42、设计原则························43、提出整车主要设计指标··················44、初选主要总成部件····················6三、主要性能指标的校核计算··············111、最高车速·······················112、最大爬坡度······················123、续驶里程·······················13四、设计总结······················13五、参考文献······················141一、数据收集以及整理1.数据收集（1）车身及性能参数表1（2）结构及总成参数车型smartfortwo2014ElectricDrive知豆E202014款知豆D22015款芝麻E302015款康迪K10长(cm)26952765280827982900宽(cm)15591540154015631545高(cm)15651555155515721590前轮距(cm)12831345134513351280后轮距(cm)13851301130113351330轴距(cm)18671765176517652080整备质量(kg)750670720810970人均整备质量(kg)375335360405485最大总质量(kg)1020970102011001150最高车速(km/h)12580888080续航里程(km)145120180150150最大爬坡度(%)20202020202表2车型smartfortwo2014ElectricDrive知豆E202014款知豆D22015款芝麻E302015款康迪K10车身结构三门两座三门两座三门两座三门两座三门两座驱动方式后置后驱前置前驱前置前驱前置前驱前置后驱变速箱类型固定齿比变速箱固定齿比变速箱固定齿比变速箱固定齿比变速箱固定齿比变速箱电机参数电动机类型交流电机永磁直流无刷电机永磁直流无刷电机永磁直流无刷电机永磁直流无刷电机最大功率(kw)551818920最大扭矩(N.m)130828583103电池参数电池类型锂电池铅酸蓄电池锂电池锂电池锂电池电池容量(kw.h)17.611.5215.1217.626.4底盘转向助力类型电动助力电动助力电动助力电动助力电动助力前悬架类型麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架后悬架类型拖拽臂式半独立悬架螺旋弹簧非独立悬架拖拽臂式非独立悬架扭力梁式非独立悬架扭力梁式非独立悬架车轮制动驻车制动器类型手刹手刹手刹手刹手刹前制动器类型盘式盘式盘式盘式通风盘式后制动器类型鼓式盘式盘式盘式鼓式前轮胎规格155/60R15145/60R13155/50R14155/65R14165/70R13后轮胎规格175/55R15165/55R13155/50R14155/65R14165/70R1332.数据分析：结合表1和表2，我们可以看出以微型车的标准，这些车辆的各项车身尺寸基本相近；驱动方式一前置前驱为主；由于电动机自身可以实现变速度，故变速箱都采用固定齿比变速箱；电池方面虽然选择的规格参数各有不同，但大都采用目前各项性能较好的锂电池；转向采用电动助力减轻驾驶员的负担；前悬架均采用麦弗逊式独立悬架，但是后悬不同车型根据自身设计目标各有差异；驻车制动器都选用了手刹；前制动以盘式为主，后制动的有盘式和鼓式的差别；车轮半径在13～15cm之间。其中：康迪K10电池最大功率一般，最大扭矩大，电池容量最大，但是车型也最大，其人均整备质量也最大，因此实际性能和其他车辆大致相同。芝麻E30车身尺寸和整备质量都要稍低于康迪K10，但同时选用的锂电池性能也稍低于后者，故它和康迪K10的最高车速、续航里程和爬坡度相同。知豆E20车型适中，是五款车中唯一一款没有采用锂电池，而采用铅酸蓄电池的电动车，由于电池的性能不同，电池的容量很低，故在保证车速等其他性能达到基本要求的情况下，续航里程有所降低，同时也设计了较低的人均整备质量。知豆D2相对于E20车型尺寸大致相同，但使用性能一般的锂电池，在保证合适的人均整备质量，适当提高最大车速的情况下，在五4款车里续航里程最长。Smart的车型相对小一些，人均整备质量一般，但是使用大功率大扭矩大容量的电池，因此在达到合适的续航里程的同时能够达到120km/h的高车速。由此我们可以看出，电池性能和整备质量是影响整车性能指标的关键因素。同时，我们也可以看出这些车辆的最高车速、续航里程和爬坡度都已经满足日常城市交通的需求，也就是说这些电动车在日常的上下班或者短途出游的情况下是可以代替传统汽车的，同时能够达到绿色环保的目的，所以对于这类车辆的设计是有实际意义的。二、方案设计1、设计目标设计一台主要用于在城市内路面平缓条件下使用的比较注重续航能力的两座微型纯电动汽车，保证该车在同等级车类中有足够出色的续航能力，而其次考虑舒适性再考虑经济性。2、设计原则由于现在电动车充电站点的局限，我们想首先保证该车有足够好的续航能力，然后在有足够的舒适性的情况下尽可能的降低成本，提高经济性，在速度等动力性方面不需要有太高要求，按照一般车型所达到的标准设计即可。3、整车的主要设计指标初步选定车身结构为两门两座、前置前驱。整车主要参数通过将【表1】所收集到的汽车的参数求平均值然后再作调整得到。已得参5数如下：表3参数名均值参数名均值长2793.2轴距1848.4宽1549.4整车整备质量784高1567.4人均整备质量392前轮距1317.6最高车速90.6后轮距1330.4续航里程149各车型相关联参数计算结果如下：表4车型smartfortwo2014ElectricDrive知豆E202014款知豆D22015款芝麻E302015款康迪K10总宽/总长0.580.560.550.560.53轴距/总长0.690.640.630.630.72前轮距/轴距0.690.760.760.760.62后轮距/轴距0.740.740.740.760.64根据【表3】和【表4】初选汽车主要尺寸参数：由于选定结构为前置前驱，所以初选参数时以三辆前置前驱汽车的参数为主要依据。初选汽车长2800CM，宽1550CM，高1560CM。取轴距/总长为0.64，则：轴距=2800CM*0.64=1792CM。选轴距为1790CM。6取前后轮距相等，轮距/轴距比值都为0.76，则：轮距=1790CM*0.76=1360.2CM。取轮距为1360CM。初选参数整理如下：尺寸参数长(mm)2800宽(mm)1550高(mm)1560轴距(mm)1790前轮距(mm)1360后轮距(mm)1360质量参数整车整备质量(kg)800人均整备质量(kg)400最大总质量(kg)1050性能参数最高车速(km/h)80续航里程(km)180最大爬坡度(%)204、初选主要总成部件纯电动汽车的主要总成部件：电源、电动机、传动系统、悬挂系统、转向系统、制动系统，车架及车身。4.1电源几种不同电池的特性比较电池的种类封装铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池7单元电压/V2.01.21.23.7能量密度/(W·h/kg)35~4050~6060~80100~130功率密度/(W/kg)200~400180~200250~480400~800寿命/循环次数350~600500~10001000~1500500~1000成本很低低一般高充、放电特性过充电非常好差差好过放电差非常好非常好好快速充电好非常好好好快速放电非常好非常好好一般考虑到保证汽车续航能力的设计原则，并且从收集到的数据【表2】来看，目前使用比较广泛的是锂离子电池，因此我们选择锂离子电池，虽然锂离子电池成本较高，但是这种电池寿命较其他种类电池长，并且性能方面很好，它的能量密度是铅酸电池的3~4倍，单元电压高（比其他电池高2~3倍），所需单元电池数量少，体积小、重量轻，充电时温度上升小，内阻小，用两倍的额定电流充电时，可达到90%的效率。初步选择收集到的车型知豆D2所配备的锂电池，电池容量为15.12kWh。4.2电动机从【表2】收集到的数据来看，虽然直流电动机的最大功率比交8流电动机小，但是由于微型电动车只在城市内使用，所以性能要求不需要太高，所以目前在中低档车型使用比较广泛的是永磁交流电动机，结合我们的设计原则，我们选择永磁交流电动机。初步选用知豆D2所使用的电动机，最大功率为18kW，最大扭矩为85N·M。4.3传动系统为了结构设计简单，降低制造成本，而且从收集到的车型来看，我们选择前置前驱的驱动方式。结构图如下：这种布置方式传动效率提高，比较符合设计要求。由【表2】：变速箱采用所收集到的电动车共同使用的固定齿比变速箱。由于初选整车尺寸参数与知豆D2比较接近，所以选择使用该车的轮胎型号：前轮胎155/50R14后轮胎155/50R144.4悬挂系统根据【表2】，考虑到舒适性前悬架有必要使用独立悬架，我们选择麦弗逊式独立悬架；而考虑到经济性，后悬架采用扭力梁式非独9立悬架。4.5转向系统根据【表2】收集数据来看，采用运用比较广泛的电动助力转向。4.6制动系统由于盘式制动器比鼓式制动器安全性与可靠性更高，并且从【表2】数据来看盘式制动器使用比较广泛，所以前后制动器都采用盘式制动器。而驻车制动器采用普遍使用的手刹。初选总成结果如下：电源类型锂离子电池容量15.12kw·h电动机类型永磁直流无刷电机最大功率18kw最大转矩85N·m传动系统布置形式前置前驱变速箱类型固定齿比变速箱前轮胎规格155/50R14后轮胎规格155/50R14悬挂系统前悬架麦弗逊式独立悬架后悬架扭力梁式非独立悬架转向及制动助力类型电动助力转向驻车制动手刹前制动器类型盘式后制动器类型盘式10三、主要性能指标的校核计算设计目标的数字表示及零件的选择如下：尺寸参数长(mm)2800宽(mm)1550高(mm)1560轴距(mm)1790前轮距(mm)1360后轮距(mm)1360质量参数整车整备质量(kg)800人均整备质量(kg)400最大总质量(kg)1050性能参数最高车速(km/h)80续航里程(km)180最大爬坡度(%)20111.最高车速目标最高车速80km/h校核公式如下：电源类型锂离子电池容量15.12kw·h电动机类型永磁直流无刷电机最大功率18kw最大转矩85N·m传动系统布置形式前置前驱变速箱类型固定齿比变速箱前轮胎规格155/50R14后轮胎规格155/50R14悬挂系统前悬架麦弗逊式独立悬架后悬架扭力梁式非独立悬架转向及制动助力类型电动助力转向驻车制动手刹前制动器类型盘式后制动器类型盘式12pm=η1*η2*η3*η4(Gf+CAu²/21.15)u.其中：m为电池质量，126kgP为电池的功率密度,400W/kgη1为传动系统的效率，0.95η2为控制装置的效率,0.98η3为电动机的效率,0.98η4为蓄电池的平均放电效率,0.98G为汽车重力,10290f为滚动阻力系数,0.018C为空气阻力系数,0.4A为汽车的迎风面积,2平方米U为待求的最大车速把上述取值代入公式得：126*400=0.95*0.98*0.95*0.98（10290*0.018+0.4*2*u²/21.15）*u解得：u=77.3m/s=278km/h80km/h从所取的值得到这个结果，所以可以满足要求2.最大爬坡度：由于目的爬坡度是20度，那我们就来校核11.3度FGfN13此时f=G*cos11.3°*0.018=10290*0.8*0.018=181.63N电机的最大扭矩为8