电动汽车动力输出固定装置的设计毕业论文(编辑修改稿)

电动汽车动力输出固定装置的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。 燃料电池电动汽车，其特点主要表现在： 1）能量转化效率高。 燃料电池的能量转换效率可高达 60～ 80%，为内 燃机的 2～3 倍 2）零排放。 燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水 3）氢燃料来源广泛 ,可以从可再生能源获得 ,不依赖石油燃料 下图为电动汽车的典型构造图 双线表示机械连接，粗线表示电气连接；细线表示控制信号连接，线上的箭头表示电功率和控制信号流动的方向。 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 图 21 根据从制动踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出相应的控制指 来控制功率转换器的功率装置的通断，从而调节电动机和电源之间的功率流。 当电动汽车制动时，再生制动的能源被电源吸收，此 时功率流的方向要反向。 能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收，能量管理系统和充电器一起控制充电并监测电源使用情况。 辅助动力供给系统主要给动力转向、空调、制动及其他辅助装置提供动力。 1） 根据不同的电力驱动系统，可将电动汽车分为如图六种不同结构形式。 图 (a)由发动机前置前轮驱动的燃油车发展而来，结构和性能类似燃油车。 图 (b)由于没有离合器和可选的变速档位，不能提供理想的转矩／转速特性，不适合使用发动机的燃油汽车。 图 (c)与发动机横向前置前轮驱动的燃油汽车布置方法类似，在小型电动汽车上应用 最普遍。 图 (d)采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，便于实现电子差速，因此不必选用机械差速器。 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 图 (e)将上述电动机安装在车轮里面，称为轮毂电动机，可进一步缩短电动机到驱动车轮的传递路径。 图 22 2) 采用不同类型的储能装置，如不同的蓄电池 、燃料电池、超大电容和高速飞轮等，将构成六种典型的电动汽车结构 图 23 a)串联式 b)并联式 1 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 c)并联式 2 d)混联式 1 e)混联式 2 f)混联式 3 3 动力输出固定装置的设计方案 动力源固定装置的 分析 设计 电动汽车 最为核心的组成部分就是其动力装置，鉴于电动汽车的分类其动力装置可以概括为两类：电池与发动机。 配备内燃机的车型属于先进比较流行的混合动力汽车 HY 车型。 由于内燃机的动力输出已经成熟，其在汽车底盘的安装也已经有完善的运行与检查标准，因此在本文就不在对内燃机的固定装置进行分析设计。 本部分主要是 针 对电池动力输出固定装置的分析设计。 首先，分析动力源的基本结构 ， 自身 的 物理化学特性以 及其使用特点，以确定固定装置的基本 设计原则 与 特性。 图 31 它由正负极板 、 隔板 、 电解液 、 溢气阀 、 外壳等部分组成。 极板是铅酸蓄电池的核心部件，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质是海绵状纯铅。 隔板作用是隔离正 、 负极板，防止短路；作为电解液的载体，能吸收大量的电解液，它还是正极板产生的氧气到达负极板的通道，以顺利建立氧循环，减少水的损失。 电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成， 主要是参与电化学反应。 电池槽中装入一定密度的电解液后，由于化学反应，正 、 负极板间会产生约为 的电动势。 溢气阀 位于电池的顶部，起到安全 、 密封和防爆等作用。 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 镍氢电池与锂离子电池在 构造 上 与蓄电池本质一致，但是使用不同的极板材料与电解液溶剂。 镍氢电池中不含 有 铅，而且对外在的环境影响抵御力 强，工作状态 安全可靠。 锂离子 的电解液为使锂盐溶解， 而 采用 了 混合溶剂为主的有机溶剂， 以满足严酷的化学反应条件 ，这是 其有别与其他电池的突出方面，而它另 一突出特点是可以做成 任意 形状。 使用特点 方面 ， 电动汽车电池的使用特点是其他电源电池不能相比的， 存在或可能存在高速移动、剧烈震动、高温工作、快速充放电，潜在着撞击、刺伤、短路、跌落、浸水、火 烧、甚至枪击的可能性。 图 32 此外电动汽车在噪声方面有着特殊的要求，由于其本身（特别是纯电动汽车）的动力输出声音较内燃机汽车相比要小得多， 再由于价格 等各方面 因素 大多电动汽车并没有采用专用的隔音 降噪 装置。 车内噪音主要来自动力输出系统，有效控制动力输出过程中 噪声将可以 有效 提高电动汽车的实用性。 综上，可以得出在对动力电源固定 装置 的设计要求： 1） 有效固定 ,消除移动晃动 等不安全的运动 现象 ； 2） 整体密封 ，消除外在环境对电池 的 物理化学影响； 3）采取适 度减震措施，避免剧烈震动与过多的噪声 ； 4）高强度保护，避免撞击后电池发生爆炸，有害气体泄漏等； 5）可以快速拆卸，以方便对电池的维护与更换； 6）尽量控制整体重量，以减少对能量的消耗 而 提高能量利用率； 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 设计的具体思路与过程 : 1）材料的选择。 在现阶段为达到控制重量的要求，一方面是在不降低强度保证安全的前提下，采用特殊的结构；另一方面是采用新型材料。 进行结构与材料的设计选取是首要工作。 在设计思路上，对电池的密封与固定采用内层密封与外层加固相结合的方式。 对内层整体密封的材料选择上，考虑到其要根据电池组装量的 不同而使用不同用量与焊接量，总体调查得出对其使用量是较大的部位，使用高等 合金材料确实可以有效的降低整个固定装置的重量，但 高等 合金材料的性价比并不适合以经济实惠为卖点的电动汽车， 而纯粹使用碳素钢即便是再强度与 刚性方面 比 Q235A更好地 Q235B也难以可靠的保证在特殊条件下 汽车 对 刚度与强度的要求，使用 5mm 以上中厚板材的 Q235B 虽然可以达到使用要求，但其整体重量将显著增加，难以达到控制重量的要求， 因此选用 低合金 钢是比较合适的选择。 在众多不同牌号的 低合金 钢中， 理想的选择是 Q345B， Q345B 的化学成分为 ：C≤ ， Mn ≤ ， Si≤ ， P≤ ， S≤ ； ， 屈服点 :345Mpa,抗拉强度 :470630Mpa，伸长率控制在 21%， 并且 进行 20℃ 下的冲击试验以验证韧性指标。 其综合性能良好，低温性能有保证，塑性好 ，同时 适宜 大面积焊接。 在外层加固的装置选材上，由于内层 已经 具备整体密封能力，在外层 可 通过进行结构优化设计，使用较少的材料进行 再 加固。 因此考虑性价比 ,安全，加工等各方面可以选用中厚板材的碳素钢 Q235B，虽 相对 重量 有所 上升，但整体 使 用量较少，依然可以实现预定设计要求。 2）确立假设 选择 的电池规格。 电动汽车的电池装量采用电池的串联，并联或混联方式实现多种配置， 72V 120AH,72V 200AH 是较常见的配置。 选用 2 个电池组进行 固定装置的 设计， 针对其他电池容量的设计可以在此基础上进行修改，设计思路保持一致。 每个电池组的尺寸确定为 315*200*115（ mm）。 3） 内层固定装置的具体设计 在固定箱的底部需要加装部分减振降噪装置，因此在底部要预留出足够空间。 在常用的隔振材料中，空气弹簧过于高档，不具备实际应用性。 采用橡胶与金属弹簧相结合的方式是合适的选择，橡胶可以用于 高频振动的积极和消极隔振，金属弹簧承载能力大，变形量大。 两者配合可以增大阻尼，成为良好的承压型减器。 需要注意的是要给橡胶留出膨胀空间，因此在固定箱的底部可以焊接与其宽度 相 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 等的支撑板。 前部，中部，后部各一个。 尺寸为 505*36* /Q345B 热轧钢 板。 图中虚线处即为 3条 减振支撑板。 焊接方式为 角焊（高度 3mm, 5 段，间距 60mm）。 组合减振装置 样式 常用的支柱式的 橡胶 体结构。 其 高度 为20mm，布满固定箱的底部，在减振装置的上面覆盖 厚的 Q235A 的薄板，非 刚性连接，在其上进行电池直接 固定装置的设计。 图 33 图 34 图纸 说明： 1） 图中板厚 为 Q235A 盖板 ， 尺寸 ： 505*325*（ mm） 德州学院 汽车工程 系 20xx 届 交通运输 专业 毕业论文 2） 图中 标示尺寸 为预设高度，预留了 足够 后续空间，在 设计过程中 会对 此 高度尺寸重新 校核修正。 3） 标注为 的为同底部构造 一致的组合减振装置，在底部布设减振装置后，对侧面同样要进行对晃动，水平移动进行过滤，维持电池的平稳。 对电池进行有效固定的最主要装置为底部的固定角铁和上层压框。 每个电池组在 底 部布置4 根 固定 角钢 ，在纵向上布置全尺寸的 2 根 角钢 即尺 寸为 40*40**315 的 角钢，实现对电池纵向的全部包裹。 在横向位置布置的是 2根 局部尺寸的角钢，其尺寸为 40*40**88，实现在横向位置的固定。 在焊接前，对每根角钢进行适度打磨处理，使其粗糙度尽量降低，已消除在安装电池过程中安装间隙。 由此在前后左右对每个电池组实现无间隙固定， 两组 角钢使用二氧化碳保护焊焊接在盖板上 4） 焊接要求：焊角高度 ，连续焊接，每处角钢焊接 4 处。 在对电池底部进行有效固定后，进行对电池顶部的固定。 底部采用的是焊接固定，每组固定角钢不会出现相对盖板的运动，而在对 电池 顶部 的固定中，应考虑以下几个方面： 1） 在日后对电池的日常使用维护与更换时，应满足快速拆卸，方便重装的要求。 2） 依据 紧固的原则，要在至少一个方向留出物理间隙，以满足零部件的膨胀与收缩，以及在允许范围内的变形。 3） 在电池顶部需要安装其他附属电器支架，因此其上层的固定装置要求设计简便，并且要拥有足够的空间进行线路的布设。 综上，对电池顶部的固定，设计如下 图 35 德州学院 汽车工程。