电动汽车的总体设计规范

电动汽车的总体设计规范1.1 电动汽车形式的选择汽车形式的选择，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上的区别。

1.轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。

影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载资粮的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。

本次设计为微型电动货车，故采用两轴设计1.驱动形式汽车的驱动形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。

汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。

增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整车质量和制造成本也随之增加，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。

对于本次设计的电动货车，可采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式。

3.布置形式货车根据驾驶室与发动机相对位置的不同，分为平头式、短头式、长头式和偏置式四种。

汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点而言。

汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外，其布置形式对使用性能也有重要影响。

1）平头式货车平头式货车的的发动机位于驾驶室内。

其优点有：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小,机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，汽车整备质量小；驾驶员视野得到明显改善；汽车或向与整车的俯视面积之比称为面积利用率，平头式货车的该指标比较高。

但是，也有其缺点：空载时前轴负荷大，因而在坏路上的汽车通过性变坏；因为驾驶室内有翻转机构和锁止机构，使结构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂等等。

2）短头式货车短头式货车发动机大部分在驾驶室的前部，少部分位于驾驶室内。

它的主要优缺点是：与长头式货车比较，汽车的总长和轴距得到缩短，最小转弯半径小，机动性能虽然好于长头式货车，但不如平头式货车；驾驶员视野不如平头式货车好，但与长头式货车比较得到很大改善；动力操纵机构简单；发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响与平头式货车比较得到很大改善，但不如长头式货车。

3）长头式货车长头式货车的发动机位于驾驶室的前部。

相对于短头式货车，只是发动机舱和车头部分更长些。

长头式货车的主要优点有：发动机及其附件的接近性好，便于检修工作；汽车满载时前轴负荷小，有利于在坏路面上行驶时提高汽车的通过能力；地板低，驾驶员上、下车方便；离合器、变速器等操纵机构简单，易于布置。

主要的缺点是：汽车总长与轴距均较长，因为最小转弯半径较大，机动性能不好；汽车整备质量大；驾驶员的视野不如短头式货车，更不如平头式货车好；面积利用率低。

综合考虑不同布置方式的各个特点，以及本次设计的电动货车的工作要求和特点，故可选用短头式的前置后驱的布置形式。

1.2 汽车主要参数的选择汽车的主要参数包括尺寸参数、质量参数和汽车性能参数。

一、汽车主要尺寸的确定汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。

1．外廓尺寸汽车的长、宽、高成为汽车外廓尺寸。

GB 1589-1989汽车外廓尺寸限界规定如下：货车、整体式客车总长不应超过12m；不包括后视镜，汽车宽不超过1.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m综合各方面考虑，规定本次设计的电动货车的外形尺寸（mm）为：L×W×H=3800×1430×18502．轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。

当轴距缩短时，上述各指标减小。

此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。

轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，是汽车制动性或操纵稳定性变坏；车身纵向角震动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。

本次设计将轴距定为：2400mm。

3．前轮距和后轮距改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等因素发生变化。

增大轮距则车厢内宽随之增加，并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性变好；但是汽车的总宽和总质量及最小转弯直径等增加，并导致汽车的比功率、比转矩指标下降，机动性变坏。

受汽车总宽不得超过1.5m限制，轮距不宜过大。

但在选定的前轮距范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。

在确定后轮距时，应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及他们之间应留有必要的间隙。

综合考虑，故可选取前轮距=1230mm，=1230mm。

4．货车车头长度货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。

车身形式，即长头型还是平头性对车头长度有绝对影响。

此外车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性、汽车面积利用率和发动机的接近性等有影响。

本次设计的车头长度为1800mm。

5．货车车厢尺寸要求车厢尺寸在运送货物时能装足够额定吨数。

车厢内长应在满足运送货物达到额定吨位的条件下尽可能取短些，以利于减少整备质量。

故选取货箱长度为2000mm，宽为1330mm。

二、汽车质量参数的确定三、汽车的质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配等。

1.整车整备质量整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。

整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。

目前，尽可能减少整车整备质量的目的是：通过减轻整备质量或载客量，抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加，节省燃料。

减少整备质量的措施主要有：新设计的车型应使其结构更合理，采用强度足够的轻质材料，如塑料、铝合金等等。

故可选取电动货车的整备质量为1600kg。

2.汽车的载客量和装载质量（简称载质量）（1）汽车的在质量乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座，又称之为类汽车。

因本次设计的微型电动货车为两座，故为类。

（2）汽车的载质量汽车的在质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。

汽车在碎石路面行驶时，在质量约为好路面的75%-85%。

商用货车在质量的确定，首先应与企业商品规划符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。

原则上，货量大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车以利于江都运输成本，提高效率；对货源变化频繁、运距短的市内运输车，宜采用中、小吨位的货车比较经济。

本次设计的电动车，使用场地良好，载货量不大，运距短，故汽车的载质量可为800kg。

3.质量系数质量系数是指汽车在质量与整车整备质量的比值，即。

该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，值越大，说明该汽车的结构和只在工艺越先进。

汽车的质量系数的选取见表2-1。

表2-14.汽车总质量汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。

商用货车的总质量由整备质量、载质量和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，其计算公式为式中，n为包括驾驶员及随行人员数在内的人数，应等于座位数。

青岛理工大学2006及毕业设计论文第二章电动汽车的总体设计则本次设计的汽车总质量=1730kg。

5.轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比表示。

轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。

从各轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷，而从动轴上的负荷可以适当减小，以利于减小从动轮滚动阻力和提高在环路面上的通过性；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。

因此，可以得出作为重要的轴荷分配参数，各使用性能对其要求是相互矛盾的，这就要求设计时应根据对整车的性能要求、使用条件等，合理选取轴荷分配。

汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和使用条件等均对轴荷分配有显著影响。

如发动机前置前轮驱动乘用车和平头式商用货车前轴负荷较大，而长头式货车前轴负荷较小。

常在坏路面上形式的越野车，前轴负荷应该小些。

当总体布置惊醒轴荷分配计算不能满足预定要求是，可通过重新布置某些总成、部件（如邮箱、备胎、蓄电池等）的位置来调整。

必要时，改变轴距也是可青岛理工大学2006级毕业设计论文第二章电动汽车的总体设计行的方法之一。

(表2-2 各类货车的轴荷分配)四、汽车性能参数的确定1.动力性参数汽车动力性参数包括最高车速、上坡能力等。

（1）最高车速随着道路行驶条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车尤其是发动机排量大些的乘用车最高车速逐渐提高的趋势。

本次设计的电动货车应用于较好的工作环境，可定最高青岛理工大学2006及毕业设计论文第二章电动汽车的总体设计车速为30km/h。

（2）上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数来表示汽车的上坡能力。

因乘用车、货车、越野汽车的使用条件不同，对他们的上坡能力要求也不一样。

此次设计的电动货车满载时的最大爬坡度为20%。

1.汽车最小转弯直径转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径，成为汽车最小转弯直径。

用来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。

本次设计的最小转弯直径为10m。

3.制动性参数汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。

目前常用制动距离、平局制动减速度j和行车制动的踏板力及应急制动时的操纵力来评价制动效能。

此次设计的电动货车的制动距离为5m。

1.3 电机的选择1.电动汽车用电动机性能要求电动车用驱动电机通常要求能够频繁启动/停车、加速/减速, 低速和爬坡时要求高转矩, 高速行驶时要求低转矩, 并要求变速范围大。

其主要参数包括: 电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。

另外为电动机所配置的电子控制系统和驱动系统也会影响驱动电动机的性能。

1) 高电压。

在允许范围内尽量采用高电压, 可减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸, 特别是可降低逆变器的尺寸。

2) 高转速。

高转速电动机体积小、质量轻, 有利于降低电动汽车的整车整备质量。

3) 质量轻。

电动机采用铝合金外壳, 以降低电动机质量、各种控制器装备的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能轻。

4) 较大的起动转矩和较大范围的调速性能。

这样使电动汽车有良好的启动性能和加速性能。

电动机有自动调速功能, 因此可以减轻驾驶员的操纵强度, 提高驾驶的舒适性, 并且能达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。

5) 效率高、损耗少, 并具有制动能量回收功能。