J004 整车布置设计规范

Q/XRFxxxx公司Q/XRF-J004-2015Xxx整车布置设计规范编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:2015-03-15发布 2015-03-15实施xxxx公司发布目录一概述 (2)二电动机和蓄电池的选择 (2)2.1 蓄电池的选择 (2)2.2 电动机的选择 (3)2.3 电动机的布置方案 (5)三整车布置的基准线 (6)3.1 车架上的平面线 (6)3.2前车中心线 (6)3.3汽车中心线 (6)3.4 地面线 (6)3.5前轮垂直线 (6)四各部件布置 (7)4.1传动系布置 (7)4.2转向装置布置 (7)4.3悬挂系统的布置 (8)4.4制动系统的布置 (9)五车身内部布置 (9)5.1确定驾驶员座椅 (9)5.1视野校核---眼椭圆 (11)5.3操纵和踏板的布置 (13)5.4 仪表板的布置 (14)5.5乘客区座椅的布置 (15)六车载充电器、快慢充电口的位置 (15)一概述汽车总布置设计是整车开发项目工作的基础，并贯穿整车开发始终。

合理的总布置设计是保障整车设计质量的基础，总布置设计质量直接关系到整车设计的安全、舒适和性能，并能统筹设计方向，大大推进整车开发项目进度。

二电动机和蓄电池的选择纯电动汽车的组成如图2-1所示。

纯电动汽车主要是由三个子系统组成：电力驱动系统、能源系统和辅助系统。

电力驱动子系统包括电子控制器、功率转换器、电机、接卸传动装置。

能源子雄包括能源及能量管理系统。

辅助系统包括助力转向单元、温控单元和辅助动力供给单元等。

图中，双线表示机械连接，粗线表示电气连接，细线表示控制链接。

每根线上的箭头表示电能或者控制信息的流向。

图2-1纯电动汽车的基本结构2.1蓄电池的选择蓄电池作为电动汽车的能量源，要求其具有高的比能量和比功率，满足车辆动力性和续驶里程的需要，还应具有与车辆使用寿命相当的循环寿命、高效率、良好的性能价格比及免维护性。

可用于电动汽车的蓄电池归类为铅酸电池、镍基电池、金属空气电池、钠β电池和常温锂电池等。

在众多电池中，三元锂电池由于它超长的使用寿命、安全性、大流快速充放电、耐高温、大容量、无记忆效应和绿色环保等优点，逐渐成为动力电池的佼佼者，表2-1为三元锂电池。

表2-1三元锂电池2.2电动机的选择纯电动汽车是利用电机将电能转化为机械能来实现驱动的。

电机的种类多、用途广、功率覆盖面非常大。

车辆行驶的路面工况比较复杂，所以作为纯电动汽车用的电机的功率必须要适应这种复杂的工况要求。

其性能要求有：（1）较大的启动转矩来保证纯电动汽车的良好的起步和加速性能；（2）较宽的功率范围，保证纯电动汽车具有高速行驶能力，电机过载系数应达到2-3倍；（3）较大范围的调速功能，在低速是具有较大的转矩，在高速时具有较高的功率，能够根据驾驶员对加速踏板的控制，随机调整纯电动汽车的行驶速度和相应的驱动力；（4）电机的外形尺寸要求尽可能小，质量尽可能轻；（5）电机的可靠性好，耐温和耐潮性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作，运行时噪音低，维修方便。

驱动电机的性能直接决定着驱动系统性能。

根据其使用环境与使用频率的不同，形式也不同。

不同形式的电机其特点也不一样。

目前电动车电机普遍采用永磁直流电机。

所谓永磁电机，是指电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式。

这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。

电动车电机按照电机的通电形式来分，可分为有刷电机和无刷电机两大类；按照电机总成的机械结构来分，一般分为“有齿”（电机转速高，需要经过齿轮减速）和“无齿”（电机扭矩输出不经过任何减速）两大类。

综上所述，此设计初步选用永磁电动机。

由于永磁电动机在效率、功率密度和低速转矩方面的突出优点，使他非常适合应用于多电机独立驱动，所以使用永磁同步电动机。

表2-2 电机的各项参数2.3电动机的布置方案在电动汽车的布置方案中，一种是采用单个电动机驱动车轮，另一种是采用多个电动机一起单独驱动每个车轮。

单个电动机的结构的优点是：由于只用一个电机，他能最大限度的减小相应的体积、质量及成本。

多个电动机结构能减小单个电动机的电流和功率的额定值，并能均衡电动机的尺寸和质量。

而本次设计是使用单个电动机驱动车轮。

机械连接电气连接图为驱动工况工作模式三 整车布置的基准线在初步确定汽车的载客量（装载量）、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车兄寸和参数的要求，以寻求合理的总布置方案。

绘图前要确定画图的基准线（面）。

确定整车的零线（三维坐标面的变线）、正负方及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。

3.1 车架上平面线纵粱上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边粱的上缘面在侧（前）视图上的投影线称为车架上平面，它作为垂直方自尺寸的基准线（面），z 坐标线，向上为“+”、向下为“-”，该线标记为0z 。

有些客车的车架上平面在满载静止位置时，通常与地面倾斜0.5°～1.5°，使车架呈前低后高状，这样在汽车加速时，客厢可接近水平。

为了画图方便，可将车架上平面线画成水平的，将地面画成斜的。

3.2 前轮中心线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮中心线，它作为纵向方自尺寸的基准线(面)，即z 坐标线，向前为“-”，向后为“+”，该线标记为0y 。

3.3 汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上曲投影线称为汽车中心线，用它作为横自尺寸的基准线（面）。

即y 坐标线，向左为“+”、自右为“-”，该线标记为0x 。

3.4 地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线，此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和踏板高度等尺寸的基准线。

3.5 前轮垂直线通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮垂直线。

此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。

当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如轿车）。

四 各部件的布置4.1 传动系的布置由于电动机、无极变速器装成一体，所以在电动机位置确定后，包括电动机、无极变速器在内的动力总成位置也随之而定。

驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，同时为了使左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。

为满足万向节传动轴两端夹角相等，而且在满载静止时不大于4°、最大不得大于7°的要求，常将后桥主减速器的轴自上翘起。

而在轿车布置中，在侧视图上常将传动轴布置成U 形方案，见图2。

这样做可降低传动轴轴线的离地高度，有利于减小客厢地板凸包高度和保证后排中间座椅座垫处有足够的厚度。

在绘出传动轴最高轮廓线之后，根据凸包与中间传动轴之间的最小间隙般应在10--15mm 来确定地板凸包线位置。

对于高地板客车，传动轴布置比较自由，尽量减小各段传动轴夹角即可。

图2 传动轴布置4.2转向装置的布置（1）转向盘的位置转自盘位于驾驶员座椅前方，为保证驾驶员能舒适地进行转向操作，应注意转向盘平面与水平面之间的夹角，并以取得转目盘前部盲区距离最小为佳，同时转向盘叉不应当影响驾驶员观察仪表，还要照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。

（2）转向器的位置前悬架采用钢板弹簧时，为了避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象，应该将转自器布置在前钢板弹簧跳动中心附近，即前钢板弹簧前支架偏后不多的位置处。

因转目器固定在车架上，其轴线常与转向盘中心线不在一条直线上，为此用万向节和转向传动轴将它们连接起来。

此时因万向节连接的轴不在一个平面，在正面撞车时这对防止转向盘后移伤及驾驶员有利。

长头车一般用两个万向节，平头车不用或用一个万向节的居多。

如果转向盘与转向器之间通过一根刚性轴直接连接时，转向盘相对驾驶员在纵向平面内偏斜一个角度，这既导致操作不便，又会因转向传动轴在俯视图上自前斜插而影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作。

为此，要求转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于5°。

转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角，以保证有较高的传动效率。

图3 转向轮胎包络（3）转向盘的要求转向盘应操纵轻便，转动灵活、可靠，无卡滞现象，驾驶员应感觉有良好的路感，转向盘自由转动量不大于300；转向轮转向后能自动回正，使车辆具有稳定的直线行驶能力；车轮及横、直拉杆与其它部件无干涉、碰擦；动力转向可靠轻便（当动力转向失效时，转向系统应能准确实现转向和具有控制车辆的能力）；转向节及臂，转向横、直拉杆及球销应无裂纹和损伤，并且球销不得松况。

转向系基本性能的要求应符合GB 17675的规定。

4.3悬挂系统的布置客、货车的前、后悬架多采用纵置半椭圆形钢板弹簧。

为了满足转向轮偏转所需要的空间，常将前钢板弹簧布置在纵梁下面。

钢板弹簧前端通过弹簧销和支架与车架连接，而后端用吊耳和支架与车架相连。

这样布置有利于缓和来自路面的冲击。

同时，为了满足主销后倾角的要求，客车的前钢板弹簧应布置成前高后低状。

后钢板弹簧布置在车架与车轮之间，应注意钢板弹簧上的U形螺栓和固定弹簧的螺栓与车架之间应当有足够的间隙。

减振器应尽可能布置成直立状，以充分利用其有效行程。

空间不允许时才布置成斜置。

4.4 制动系布置踩下制动踏板所需要的力，比踩下油门踏板要大得多，因此制动踏板应布置在更靠近驾驶员处，并且还要做到脚制动踏板和手制动操纵轻便。

应检查杆件运动时有无干涉和死角，更不应当在车轮跳动时自行制动。

布置制动管路要注意安全可靠、整齐美观。

在一条管路上，当两个固定点之间有相对运动时，要采用软管过渡。

平行管之间的距离不小于5mm，或者完全束在起，交叉管之间的距离应不小于20mm，同时注意不要将管子布置在车架纵梁内侧下翼上，以免由于积水使其腐蚀。

五车身内部布置5.1确定驾驶员座椅驾驶员座椅与操纵机构的相对对化置关系称为驾驶员位置( driving position)。

在进行车身总布置设计时，重要的一环就是确定驾驶员位置，确定坐在驾驶员座椅的人与汽车操纵机构之问的位置关系，它是汽车人体程学的基础。

在行使过程中油门踏板是经常需要踩的，驾驶员总是脚放在其上，油门踏板与地板的支点几乎总是与驾驶员脚后跟点相一致，人体程学上将此点作为人体的踵点(A．H．P)；人体身躯干与大腿活动的饺接点定义为胯点(H．P)。

踵点(A．H．P)和胯点(H．P)是人机工程定义的基准点。

H.P以及方向盘中心W，相对A.H.P在水平和垂直两个方向上的距离hex，he，WI，wiz，及体腿角γ、座椅靠背角β、方向盘倾角α等尺寸是相互关联的，它们之间按人体工程学上的某些关系紧密结合在一起。