电动汽车总体设计

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电动汽车技术与原理 第 2 页
9. 1 总体设计要点
• 总体设计要点
• 1. 要考虑工作环境的多样性 气候条件、海拔高度、路面环境、地形特征
• 2. 要坚持“三化”原则 产品系列化是指设计的产品形成系列,合理分挡; 零部件通用化是指设计的产品零部件尽量通用; 零件标准化是指在设计中尽可能采用标准件。
电动汽车技术与原理 第 17 页
9.3.1 整体造型对结构的影响
• 电动汽车的整体造型与车辆的功能、车辆的使用环境及人们对其审美观 等诸多因素有关。
• 人们对电动汽车造型有以下几个期望:
1. 外观造型新颖 2. 有明显的电动汽车标志 3. 电动汽车的涂装可以更加新颖 4. 汽车造型更利于人性化设计
电动汽车技术与原理 第 15 页
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9. 3电动汽车结构形式选择
• 9.3.1整体造型对结构的影响 • 9.3.2电能储存种类对结构的影响 • 9.3.3轴数及驱动形式 • 9.3.4布置形式
电动汽车技术与原理 第 16 页
9.3 电动汽车结构形式的选择
• 影响因素
整体造型 电能存储种类 充电方式 汽车驱动形式 布置形式
汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸的最大限值
如果规定电动乘用汽车的总长为
相关说明
•电动乘用汽车的总长
La L LF LR
La
L C
C 为比例系数 0.52 C 0.66
前置前驱
0.62 ~ 0.66
后置后驱0.52~ 0.66 0.52 ~ 0.56
其它布置
0.52 ~ 0.56
最大限值 12000
电动汽车技术与原理 第 11 页
9.2.2 设计阶段
• 内容
• 4)工作图设计 完成在试制或生产过程中加工、装配、供销、生产管理
及随机出厂使用全部图样和技术文件。 图样由总图、简图、零部件图、部件装配图、总装配图、
安装图、图样目录、明细表、汇总表等组成。 零件图需要详细标注各部分的尺寸。 总成图应清楚地表达零件相互装配关系并标注出相关装
L La C
Ba
La 3
195 60
X
电动汽车技术与原理 第 33 页
9.4.2 轴距L
• 轴距是指通过车辆同一侧相邻两车轮的中点,并垂直于车 辆纵向对称平面的两垂线之间的距离。
轴距对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、 纵向通过半径、轴荷分配等都有影响。
短轴距 转向灵活;会使车厢长度不足或后悬过长;上坡 或制动时轴荷转移过大,汽车制动性能和操纵稳定性变差。
电动汽车技术与原理 第 31 页
如果规定电动乘用汽车的总长为
相关说明
•电动乘用汽车的宽度
Ba
La 3
195 60
20 ~ 40
后排乘坐三人,不应小于1410mm。
最大限值 2550
•乘用车总高度
轴间底部离地高 大于最小离地间隙
室内高 车顶造型高度
1120 ~1380
最大限值 4000
电动汽车技术与原理 第 32 页
电动汽车技术与原理 第 5 页
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9. 2电动汽车的开发流程
• 9.2.1决策阶段 • 9.2.2设计阶段 • 9.3.3试制试验阶段 • 9.3.4生产阶段
电动汽车技术与原理 第 6 页
汽车新产品开发流程
9.2.1决策阶段
• 任务
对产品和市场进行调查,确认新产品的技术状态、产品 档次、产品配置、目标成本以及预期售价、合理利润等。
• 内容
(1)市场调研和技术调研,提出调研报告。 市场调研确定产品预期市场占有率,了解市场对该类产
品的功能、性能、安全、寿命、外观等方面的要求。 技术调研包括对目前市场上同类产品的技术水平,所使
用的新技术、新材料和新工艺等进行预测。 (2)进行可行性分析。 (3)对可行性报告进行评审后列入企业产品开发计划。
• 目前常见的电动客车主要以后置后驱为主, • 电机替代了原发动机的位置,两侧为电能存贮装置。 • 用固定速比的减速器或者简易变速器替代原变速器。
a)传统后置布置
ห้องสมุดไป่ตู้
电动汽车技术与原理 第 24 页
9.3.4布置形式
• (2)电动客车布置形式
采用电动机后横置, 较短的前后悬结构, 乘客空间利用率高。
b)电机后横置布置
长轴距 提高直路巡航稳定性;转向灵活性下降、转弯半 径增大。
电动汽车动力装备结构相对于传统汽车要小一些,一些大 型车辆可以将轴距较一般汽车适当加长。
对于机动性能要求较高的电动汽车,轴距一般较短。
电动汽车技术与原理 第 34 页
9.4.3 前轮距B1和后轮距B2
• 确定前轮距 考虑电机、车架、前悬架和前轮的布置,转向 杆系与车架、车轮之间必须足够运动空间。
电动汽车总体设计
• 1总体设计要点 • 2电动汽车的开发流程 • 3电动汽车结构形式选择 • 4电动汽车主要参数的选择 • 5电动汽车性能参数 • 6电动汽车的总体布置 • 7电动汽车数字化总体设计
电动汽车技术与原理 第 1 页
9. 1 总体设计要点
➢电动汽车组成
●动力装置 ●电力储能系统 ●能量管理系统 ● 底盘 ●车身 ●电器及仪表
电动汽车技术与原理 第 19 页
9.3.3轴数及驱动形式
• 轴数选择应根据车辆用途、总质量、使用条件、公路车辆法规和 轮胎负载能力等方面因素综合考虑;
• 轴荷分配也必须满足国家相关法律法规,参考传统汽车的要求执 行。
• 目前以双轴汽车为主,驱动形式主要有 4×2、4×4
• 增加驱动轮数提高汽车通过能力。驱动轮数越多,结构越复杂, 整备质量和成本也随之增加。
电机置两桥之间, 易安排其它零部件,尤 其是储能设备。
c)电机中置布置
电动汽车技术与原理 第 25 页
9.3.4布置形式
• (3)电动货车布置形式
a)电动机位于驾驶室附近
原货车改制而成, 发动机及变速器直接更换 为电机及减速器结构, 采用原来传动系统
电机及减速器绑定后置于车辆 驱动桥附近, 便于驾驶室布置,缩短动力传 递路线,提高能量利用率。
电动汽车技术与原理 第 18 页
9.3.2 电能储存种类对结构的影响
• 储能设备种类是电动汽车的核心。 • 选择时需注意:
(1)储能设备的价格要适中。 (2)选择合适的能量密度的储能设备。 (3)选择合适的功率密度的储能设备。 (4)储能设备具备合适的循环寿命。 (5)储能设备的种类必须满足使用环境。 (6)车辆储能设备满足使用的气候条件和使用环境。 (7)储能设备的安全性能满足使用功能 (8)储能装置必须与管理系统合理搭配。 (9)储能设备本身特性容易实现均衡一致。
b)电动机位于驱动桥附近
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电动汽车技术与原理 第 26 页
9. 4电动汽车主要参数的选择
• 9. 4. 1外廓尺寸
• 9. 4. 2 轴距L • 9. 4. 3前轮距B1和后轮距B2 • 9. 4. 4前悬LF和后悬LR
电动汽车技术与原理 第 27 页
9. 4电动汽车主要参数的选择
• 主要参数 尺寸参数、质量参数、 性能参数 • 尺寸参数 外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬 电动货车:车头长度、车箱尺寸
电动汽车技术与原理 第 8 页
9.2.2 设计阶段
• 任务
确定总体方案、造型方案,设计计算,绘制设计图纸, 编写设计文件,必要时还需要进行试验和设计评审等。
• 内容
1)制定设计原则 (1)确定设计方针,明确目标; (2)确定是全新产品设计还是改型设计; (3)是自主设计还是反求设计。
电动汽车技术与原理 第 9 页
样的正确性和合理性。
电动汽车技术与原理 第 14 页
9.2.4 生产阶段
• 包括定型投产阶段和持续改进阶段。
(1)定型投产阶段 投产前的准备阶段,在小批试制的基础上进行; 完善产品工艺文件,改进、完善并定型工艺装备; 配置必要的生产和试验设备; 确保达到正式生产条件和批量生产能力。 (2)持续改进阶段 在产品生命周期内,对产品、过程或体系进行不断改进; 进行工艺改进,提高质量,对出现的问题及时采取措施; 提高产品的竞争力,不断地满足用户的要求。
电动汽车技术与原理 第 3 页
9. 1 总体设计要点
• 3. 要与当前的国家标准以及行业标准相适应 世界汽车行业一直都有自己的标准和相关的行业标准。 我国电动汽车的标准还不健全,已经推出和实施了诸多
的与电动汽车相关的标准和法规。 • 4. 要考虑使用经济性 注重提高整车的能源利用率,降低整车的整备质量, 考虑维修方便性,提高整车可靠性,延长整车使用寿命。 电动汽车的开发设计更应该注重经济性方面要求。
电动汽车技术与原理 第 22 页
9.3.4布置形式
• (1)乘用电动汽车的布置形式
e) 采用轮毂电机驱动所有车轮 •所有车轮都配备轮毂电机,实现全驱汽车。 •需要复杂的电机管理系统 。
电动汽车技术与原理 第 23 页
9.3.4布置形式
• (2)电动客车布置形式
• 在传统汽车的基础上进行改装,即使是新研发的电动客车, 也是与传统汽车类似。
电动汽车技术与原理 第 13 页
9.2.3 试制试验阶段
• 内容
(1)样机试制 根据设计图样生产零部件,进行样机组装试制。 (2)样机试验 对汽车设计和产品进行验证,以保证产品的结构和安全。 (3)小批试制 验证正式生产工艺文件及工艺装备质量; 验证产品的性能、结构和经设计改进后的产品设计文件及图
9.2.2 设计阶段
• 内容
2) 选型和制定设计任务 (1)汽车总布置设计。 (2)绘制效果图。 (3)可根据需要制作缩小比例模型。 (4)编写产品设计任务书,以便于设计工作的全面开展。
电动汽车技术与原理 第 10 页
9.2.2 设计阶段
• 内容
• 3) 技术设计 (1)进行各项参数计算,确定总体配置。 (2)确定各部件总成所在的位置和连接方式。 (3)确定各部件总成的控制尺寸和控制质量。 (4)确定各操纵机构的位置及其运动范围。 (5)对各运动零部件进行运动校核,防止运动干涉。 (6)确定驾驶区的内部布置。 (7)确定车辆内部空间的大小。 (8)确定各部件的质心位置,计算轴荷分布和质心高度。
电动汽车技术与原理 第 20 页
9.3.4布置形式
• (1)乘用电动汽车的布置形式
a) 电动机前置前轮驱动
b) 电动机前置后轮驱动
•布置传统,结构简单,易于操作 c) 电动机后置后轮驱动 •设计难突破,整备质量大
电动汽车技术与原理 第 21 页
9.3.4布置形式
• (1)乘用电动汽车的布置形式
d) 电子差速电动机驱动单轴车轮 •采用轮毂电机驱动,电机不占车身空间,布置简单。 •将动力布置于汽车的前轴或者后轴,通过电子差速控制车轮。
电动汽车技术与原理 第 28 页
9.4.1外廓尺寸
• 外廓尺寸:电动汽车的长、宽、高 公路和市内行驶的电动汽车都必须符合汽车最大外廓尺寸受到有
关法规限制的要求,不能随意确定。 GB1589-2005《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定的汽
车外廓尺寸见表9-1
电动汽车技术与原理 第 29 页
• 确定后轮距 考虑两纵梁之间宽度、动力总成布置、悬架宽 度和轮胎宽度以及它们之间必须预留的空间等因素。
几类电动汽车外廓尺寸比较
尺寸 类型 比亚迪E6 大众高尔夫 奇瑞瑞麒 众泰2008EV
长/mm 宽/mm 高/mm 轴距
/mm
4554 4199 3308 3900
1882 1786 1587 1555
1630 1480 1526 1670
2830 2575 2050 2420
CX
0.62 169 0.61 191 0.62 289 0.62 60
配尺寸及装配要求。 图纸绘制成后,需要将部件和零件按照它们所属的装配
关系编成“组”及其下属的“分组”号码。每个部件、零件及 其图纸都给定一个编号,以便于对全部图纸进行管理。
电动汽车技术与原理 第 12 页
9.2.3 试制试验阶段
• 任务
由图纸走向实践,进行样机试制试验并进行小批试制; 验证产品图样、设计文件和工艺文件、工装图样正确性; 验证产品适用性、可靠性和安全性,完成产品鉴定; 确认产品的性能和适应性;
电动汽车技术与原理 第 4 页
9. 1 总体设计要点
• 5. 要注重安全性设计 电动汽车采用电压较高,对电能传输可靠性有严格要求; 要有合理的布置和通风设备保障电能存储装置安全性。 • 6. 要有良好的人机工程特性、优美外部造型和协调色彩 注重人机工程、个性化设计、外部造型和色彩的搭配; 汽车造型要与时俱进,迎合时代审美观,吸引关注。
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