轻型电动旅游观光车设计的总体设计毕业论文(编辑修改稿)

轻型电动旅游观光车设计的总体设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

/10，耗油量和二氧化碳排放量相当于普通汽车的 1/2，最高时速达 140 公里。 我国的混合动力汽车研究也进入了实质性阶段。 1999 年，清华与厦门金龙展出了联合研制的混合力客车，今年 4 月，一汽展出了刚生产的混合动力红旗轿车。 专家指哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 9 出，燃料电池汽车是未来汽车的发展方向。 日本媒体认为燃料电池技术，将成为 21 世纪汽车工业的核心技术， 谁掌握了这种技术开发主导权，谁将成为汽车业的领袖。 燃料电池，这是一种能与燃油发动机相比的电池，可以使用包括再生燃料在内的所有含氢元素的燃料。 燃料电池车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生电能启动电动机进而驱动汽车。 由于大量的纯氢难以贮存在汽车上，而且加氢站也没有那么多，因此，汽车制造商们正试图使用汽油或甲醇，不过要在汽车上安装燃料重整装置，从这些物质里提出氢。 但是这将会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，总的来说，这类化学反应除了电能，就只产生水，因此，燃料电池车被 称为“地道的环保车”。 曾研发出“氢动一号”（液氢燃料电池概念车）的美国通用汽车公司，最近推出了汽油燃料重整技术燃料电池，新研制的 CENIII 型车载燃料重整器比起前期产品体积、重量大大减少，预计其能量利用，污染物排放几乎为率可达 .40%，而且可以充分利用现有的加油站等设施，它为燃料电池车批量生产奠定了基础。 我国第一辆具有自主知识产权的燃料电动公共汽车也已在东风汽车工程研究院问世，它的研制成功，缩短了中国汽车工业在这一领域与国外同行的差距。 据有关专家分析，我国的汽车工业几乎没有结构调整的沉重包袱，完全可以充分利 用后发优势，以电动车为新契机，集中力量解决以电池为中心的关键技术问题，在 21 世纪凭借国内仍较低的劳动力成本，在国际汽车市场上以电动汽车与工业发达国家展开竞争。 在上世纪我国已经错失了汽车工业的黄金发展期。 在即将到来的新能源汽车，不管是电动还是其他能动的汽车上这一块，我们都应该加倍努力的去把握住。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 10 电动观光车市场调查 张江高科技园区电动观光车参数表 图 13 张江高科技园区电动观光车使用情况 图 14 图 15 张江高科技园区观光车 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 11 使用过程汇总的优缺点 图 16 根据 调查 ，张江高科技园区里使用的电动车除了具有电动车辆的共同有点，以及造型与普通的公交车不同外，其他方面不近如人意。 据受访司机说该车由无锡奥威公司生产，动力源是电容，驾驶 10km 左右，必须充电十分钟左右。 西湖景区电动警车性能参数 图 17 西湖景区电动警车使用情况 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 12 图 18 使用过程汇总的优缺点 图 19 图 110 西湖景区警车 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 13 据调查西湖景区的警车是由苏州益高 EG6152 型（图 111）电动车改装的，在 EG6152 基础上设计了车门和车窗 图 111 苏州益高 EG6152 在今天我也将要毕业，希 望能用自己的微薄力量，帮住我国占领新能源汽车业的高地。 第二章 本次设计题目的要求及设计参数选择与分析 设计目的和要求以及总体构想 城市轻型电动旅游观光车设计的总体设计。 老师所给出的要求和大致数据如下 :1. 电动车的驱动方式为电力驱动，并且是以电池作为动力源； 2. 所设计的电动车的最高车速不得高于25km/h； 3. 所设计的电动汽车座位数为 8 座； 4. 续行驶里程 :90km； 5. 外廓尺寸 :(长 *宽 *高 ):3750*1448*1830。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 14 对于本次的总体构想。 我的毕业设计题目是 城市轻型电动旅游观光车设计的总体设计。 此次要做的是一个总体布置设计，对象是一台低速的八座纯电动汽车。 而根据已知的条件和要求，我打算设计一辆类似于旅游观光的车，座位数为 8座，最高车速为 25km/h,以电池作为动力源。 电动车的特点是结构简单，成本低。 这是因为它行驶的路线比较特殊，只是在某一区域行驶，路况比较好，行驶速度较低。 作为电动车最关键的当然是电动机和电池的选择。 目前一般电动车用的电池有三种， 锂离子蓄电池 是 最常用 的一种， 但 成本 不是 最低，对于我所要设计的观光车来说，选 锂离子蓄电池 最合理。 具体到选择哪一型号的蓄电池，就要经过计算了，在后面会有计算来对 锂离子蓄电池 型号的选择。 另外就是电机的选择了，大概估计了下所要设计的电动车的总重量，（按 8 个人的体重加上车重）依据这个总重量和最高车速来初选电机的功率，然后在进行计算验证，最后再得出符合要求的电机。 选择好最重要的东西后，就要开始进行整车布置了。 上面说了，电动车要的是结构简单，所以布置的时候也会以这个为原则。 座位数是 8 座，分三排座位，一排坐两个，后面做三人，其中中间的一排座位下面是用来安装电池的，其下面的电池框架是经过另外设计的 ，使其能更好的固定电池。 ，使整个结构简单明了。 设计参数的选择与分析 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 15 尺 寸 参 数 项目 基本类型 产品规格 ZC 型八座 产品类型 纯电动观光车 总长 (单位： mm) 3750 总宽 (单位： mm) 1448 总高 (单位： mm) 1830 轴距 (单位： mm) 2750 前轮距 (单位： mm) 1070 后轮距 (单位： mm) 1053 质 量 参 数 整车装备质量 (单位： kg) 780 满载总质量 (单位： kg) 1300 载客数 (含驾驶员 )(单位：人 ) 8 性 能 参 数 最高车速 (满载 )(单位： km/h) 25 最大爬坡度 (满载 )(单位： %) 15 驻车能力 (满载 )(单位： %) 20 最高车速制动距离 (单位： m) 4 一次充电续驶里程 (单位： km) 90 第三章 电动汽车各总成参数的确定 电动车电机的选择 高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为 863 电动汽车重大专项的共性关键技术课题。 20 世纪 80 年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机 ，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 16 统较简单等优点。 直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。 由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。 近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。 与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为 ）、效率高、基本免维护、调速范围广。 其研究开发现状和发展趋势如下。 机驱动系统 异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。 异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。 最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。 无刷 永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。 内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。 该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。 内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密 度、宽调速牵哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 17 引驱动。 这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。 当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。 表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。 该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。 无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。 永磁同步电机驱动系统低速时常采用矢量控制，高速时用弱磁控制。 要选择合适的电机，首先要知道电动车所需要的功率。 电机的功率计算所需的公式如下，汽车的总重量是估算的，后面会进行验证。 313 6 0 0 7 6 1 4 0aa De T C A uG fuP  .....................................................................（ 1） T ：机械效率（一般取 ） G ：汽车总重（ N） f ：良好路面上的汽车的行驶阻力系数（取 ） au ：汽车车速（ Km/h） DC ：空气阻力系数（这里取 ） A ：汽车迎风 面积 对于我所设计的电动汽车总重量，我估算总质量为 1300kg，即 12740N 最高车速为设计要求的 25km/h 迎风面积 A=车宽 车高 其中车宽暂定为 1448mm 车高暂定为 1830mm 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 18 则 A=14481830=2283840 2mm = 2m 带入上 述数据由（ 1）计算得： 313 6 0 0 7 6 1 4 0aa De T C A uG fuP  = 从这可以知道电机的功率至少为 ，但是所选择的电机功率肯定要大一些。 我所选用的是 无刷永磁同步电机 ，是美国进口的的电机。 我所选择的电机的一些参数如下： 型号： XQ310 额定功率 峰值功率 额定电压 48V 额定电流 60A 最大转矩 150Nm 额定转速 1300r/min 最高转速 2020r/min 绝缘等级 F 防护等级 IP54 冷却方式 自然风冷 重 量 50kg 外观 尺寸  216 340 电动车电池的 确定 纯电动汽车的储能动力用的蓄电池（又称二次电池），主要是铅 —酸电池，已有 150 年历史。 可算是人类历史上一个伟大的发明。 电池的近代进步相当惊人，在电池的家族里，拥有镉镍电池、氢镍电池、钠硫电池、锂电池、锌空电池、硅盐电池、飞轮电池等几十种系列，这些产品的出现改善了它的应用广度与性能。 尽管这么多的性能先进电池出现，要使纯电池的电动汽车商业化，却存 在着许多差距，它面临着能量储备，使用寿命，比功率和成本低廉等关键技术问题。 经过一个多世纪之后，到 1990 年，仍然不少应用很原始的铅酸电池。 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） 19 电 解 质 溶 液 的 电 池。 最 早 出 现 的 锂 电 池 使 用 以 下 反 应 ：Li+MnO2=LiMnO2，该反应为氧化还原反应，放电。 正极上发生的反应为 LiCoO2=充电 =Li1xCoO2+Xli++Xe(电子 ) 负极上发生的反应为 6C+XLi++Xe=====LixC6 电池总反应： LiCoO2+6C=Li1xCoO2+LixC6 我。