日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

純電動乘用車總布置設(shè)計研究

2019-09-14 20:02:30·  來源：汽車技研  
　
隨著以石油為代表的不可再生礦物能源的逐漸消耗, 能源危機、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展成了擺在人們面前亟待解決的問題。在占世界能源消耗大約1/3的汽車方面, 世界范圍內(nèi),
隨著以石油為代表的不可再生礦物能源的逐漸消耗, 能源危機、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展成了擺在人們面前亟待解決的問題。在占世界能源消耗大約1/3的汽車方面, 世界范圍內(nèi), 以美國、日本、歐洲等發(fā)達國家為首, 世界上大部分有實力的國家都投入巨資進行電動汽車的研發(fā), 日本三菱的 i?m iev及日產(chǎn)的 leaf等純電動乘用車將于近一兩年內(nèi)逐步上市。純電動汽車以其環(huán)保、高效和可持續(xù)發(fā)展的巨大優(yōu)勢吸引著人們的目光。
 
由于跟傳統(tǒng)汽車區(qū)別較大, 純電動乘用車在結(jié)構(gòu)方面需要較大變化的設(shè)計和布置才能滿足一定的性能需求。本文將從純電動乘用車幾個關(guān)鍵部件及系統(tǒng)的總布置方面進行論述, 同時結(jié)合項目實際過程中的一些問題進行闡述。
1 純電動乘用車整體結(jié)構(gòu)
圖 1所示為純電動乘用車的關(guān)鍵部件位置。純電動乘用車主要由電池 ESS系統(tǒng)總成、驅(qū)動電機及減速箱總成、電機控制器、充電器、充電口及其他相關(guān)附屬部件組成。
在實際設(shè)計的過程中, 兼顧空間和軸荷匹配、高壓安全等方面考慮, 關(guān)鍵部件的布置顯得特別重要。一方面, 這些部件大部分工作在高壓狀態(tài),如果布置在很容易變形或者磕碰的地方, 那么可能會造成系統(tǒng)的漏電, 對人員安全造成極大威脅;另一方面, 這些部件普遍重量較大, 如果不進行整車特別是底盤的動力、操控性能的全面分析, 部件重量分布不合理, 對整車的性能和安全同樣會留有很大的隱患。
 
因此, 根據(jù)對底盤和整車性能的分析, 以及對高壓安全等角度的考慮, 對純電動乘用車的關(guān)鍵部件進行了多輪的驗證性布置, 逐漸趨于圖 1所示位置。
整車采用前置動力前驅(qū)的方式, 電機及減速箱、電機控制器布置在前艙內(nèi), 有利于提高驅(qū)動效率; 電池布置于底板下面, 有利于平衡前后軸荷,提高操控性能, 同時, 利于電池的安裝, 為以后電池快換技術(shù)留有可研究的余地; 充電器放在后部,在防水和防塵方面具有很大的優(yōu)勢。充電口放在原加油口位置, 有利于減少車身的變化量, 提高與傳統(tǒng)車的兼容效率。
 
2 整車動力系統(tǒng)選型計算及布置
2. 1 整車動力性能計算
本車定位為 A00級車型, 相關(guān)參數(shù)需求見表 1。
2. 2 電機選用及相關(guān)傳動形式定型
 
目前, 電動乘用車驅(qū)動電機主流有兩種形式的驅(qū)動電機: 永磁同步交流電機和永磁異步交流電機。
 
電機是電動汽車最為核心的零部件之一, 根據(jù)電動汽車的需求, 對驅(qū)動電機有以下要求: 結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小, 重量輕, 可靠性高、失效模式可控,效率高, 成本低, 低噪聲、低震動, 恒功率調(diào)速范圍寬。
 
受電流以及電壓的限制, 以及根據(jù)以上要求和計算的結(jié)果, 選用永磁同步交流電機。并通過設(shè)計特殊的水冷系統(tǒng)和匹配相應(yīng)的電力電子系統(tǒng)盡量滿足電動乘用車對驅(qū)動電機的要求。在同樣功率輸出的情況下, 匹配合理的減速機, 有利于提高輸出扭矩, 增強電動汽車的加速性能和優(yōu)化傳動效率, 根據(jù)計算匹配, 本車專門設(shè)計了一個單級減速器, 實現(xiàn)上述功能; 同時, 由于區(qū)別于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機, 電動機無法實現(xiàn)輔助制動的功能, 減速器還設(shè)計了駐車鎖止機構(gòu)以及倒車機構(gòu)。

3 前艙關(guān)鍵零部件的布置設(shè)計
 
在傳統(tǒng)汽油機車上, 前艙是核心部件的集成地, 發(fā)動機、變速器等關(guān)鍵零部件基本都布置在前艙里面。同樣, 電動汽車也把一定的關(guān)鍵部件放在了前艙, 主要有: 電機控制器、電機、減速器、電動真空泵、電動空調(diào)等, 主要是因為以下幾個方面的原因。
 
( 1)電動汽車專用零部件比較多, 整車內(nèi)其它位置基本已經(jīng)沒有空間, 而前艙去掉了發(fā)動機、變速器等相關(guān)零部件后, 空出了一定的空間。
 
( 2)對于電動乘用車來說, 前置動力前驅(qū)依然是比較有效的驅(qū)動形式, 因此目前大部分車型均將驅(qū)動電機布置在前艙內(nèi)。
 
( 3)電機控制器、電機等都是大體積零部件,并且集成在一起更有利于整體的工作效率, 加上減速器, 需要一個更有效的布置方式, 因此, 基本選擇在前艙。
當(dāng)然, 在實際的項目設(shè)計過程中, 由于 A00級純電動乘用車前艙空間有限, 同時, 因零部件多、高壓走線等方面的原因, 布置起來非常困難, 需要進行多輪協(xié)調(diào)和相關(guān)零部件不斷改進。目前由于國內(nèi)的技術(shù)水平原因, 驅(qū)動電機以及電力電子箱普遍在重量和體積方面要比國外 (歐美等國家)超標(biāo)很多, 而且接口技術(shù)不成熟, 造成空間需求過大, 同時, 電動汽車額外增加了電動真空泵、電動空調(diào)壓縮機、高壓電器盒等部件, 這些部件基本都布置在前艙, 對空間需求提出了很大的挑戰(zhàn), 如何做好前艙的布置工作十分關(guān)鍵。這些零部件的布置, 不僅關(guān)系到各個部件功能的實現(xiàn), 同時也關(guān)系到整車性能, 比如, 對整車軸荷的影響、轉(zhuǎn)向性能的影響、制動性能的影響、電子電器元件的電磁干擾影響。各部件的距離, 對高壓電的電磁防護、運動干涉、碰撞安全、高壓安全等都對前艙的總布置工作提出了非?？量痰囊?。
 
根據(jù)本項目的實際布置經(jīng)驗, 主要依據(jù)以下原則進行:
 
( 1)重要零部件按等級劃分、按照重要程度進行優(yōu)先布置;
( 2)按照占據(jù)空間的程度進行;
( 3)對有高壓電磁干擾要求的零部件進行隔離或者布置在安全距離;
( 4)依據(jù)制造、安裝、維修的相關(guān)要求;
( 5)依據(jù)碰撞的要求;
( 6)相關(guān)零部件集成的可行性分析;
( 7)國家法規(guī)中行人保護的要求;
( 8)避開運動件的要求;
( 9)機械振動的要求。
 
4 動力電池系統(tǒng)的布置
 
動力電池是電動汽車上最核心的部件, 動力電池是純電動汽車唯一的能源提供者, 它決定了電動汽車的續(xù)駛里程、輸出動力最為關(guān)鍵的兩個參數(shù)。
由于目前世界范圍內(nèi)動力電池技術(shù)不成熟,能量密度較低, 以磷酸鐵鋰電池為例, 以納米科技制作的單體, 能量密度基本處于 120~ 140Wh/kg的水 平, 而 系 統(tǒng) 的 能 量 密 度 基 本 上 都 低 于90Wh/kg, 整個能量密度僅相當(dāng)于傳統(tǒng)化石燃料的幾十分之一, 這就決定了要達到相應(yīng)續(xù)駛里程,需要龐大的電池系統(tǒng)。
基于以上原因, 再加上布置對象為 A00級乘用車, 空間有限, 還需要搭載接近 300 kg的電池系統(tǒng), 對總布置提出了非常苛刻的要求。根據(jù)總結(jié), 動力電池系統(tǒng)對整車布置具有以下要求:
( 1) 需要 250 L左右比較齊整的空間;
( 2) 具有承載 300 kg左右的車身結(jié)構(gòu);
( 3) 具有防護一定碰撞的要求;
( 4) 具有密封等級的要求;
( 5) 具有一定隔熱和散熱性能的要求。
 
以上要求對整車的布置影響很大, 由于 A00級小車離地間隙小, 整車寬度較小, 前發(fā)動機艙以及行李艙容積很小。
目前對于動力電池的主流布置位置主要有:在行李艙、前后座椅底下、前艙以及行李艙、地板下面。以上 4種布置各有其優(yōu)劣, 對比見表 2。
根據(jù)上表分析, 綜合各種因素, 以及目前世界上比較先進的純電動乘用車基本也布置在地板,第 4種布置方案是比較有優(yōu)勢的, 因此, 本車選用了布置在地板下面的方案。
 
但是, 對于 A00級車來說, 大多數(shù)采用的是非獨立懸架, 進一步減少和限制了電池的布置空間,加劇了動力電池的布置難度, 如圖 2。
 
此種非獨立懸架擺臂較長, 在縱向空間上占比較大的位置, 同時, 有一根較粗的貫通軸連接兩端輪轂, 懸架運動的時候很容易跟動力電池系統(tǒng)干涉, 因此, 此種懸架方式對于電池的布置不利,需要對電池系統(tǒng)進行比較大的形狀改進, 以便于能安裝以及規(guī)避與懸架的運動干涉, 如圖 3所示。
綜上所述, 動力電池布置既要滿足能量密度的要求, 同時也要滿足空間的要求, 綜合考慮分析碰撞安全, 運動件干涉等方面, 才能減少對整車性能的影響, 提高系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。
 
5 車載充電器、快慢充電口的布置
 
動力電池是純電動汽車的唯一能源提供者,因此, 在一段時間的使用后, 需要進行充電以補充能量。根據(jù)我國的實際情況, 晚間谷電比較便宜,同時在家里就能充電, 所以需要一個車載充電器和慢充接口, 用于家庭充電用。
 
由于目前的純電動汽車?yán)m(xù)駛里程普遍比較低, 如需要進行長途旅行或者由于駕駛者忘記充電而造成電池電量不足, 又不能返回家中進行充電, 這時就需要進行快速充電, 以能繼續(xù)旅程。根據(jù)調(diào)查和現(xiàn)有的技術(shù), 目前消費者能接受的充電時間普遍低于 20m in。而由于電池的技術(shù)尚沒有大的突破, 80%的充電量依然需要 30m in的時間。
 
純電動車在充電上還面臨一個非常大的障礙, 那就是各個企業(yè)、國家的接口不一樣, 歐洲、日本的接口有 5PIN、7PIN, 國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)也沒有統(tǒng)一,同時, 快充接口的通訊協(xié)議也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 這在一定程度上阻礙了整個純電動車行業(yè)的發(fā)展。
 
由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 在車上的布置就比較困難, 本項目先按照與國家電網(wǎng)等相關(guān)合作企業(yè)的約定進行設(shè)計和布置。
 
充電器由于體積比較大, 而且有一定發(fā)熱量,對空間需求較大, 同時需要進行強制冷卻, 因此可以考慮布置在行李艙或者前艙。如果布置在前艙的話, 可以借助前艙風(fēng)扇自然冷卻; 如果布置在行李艙, 那么就需要設(shè)計專用的排風(fēng)管道, 用于充電器的強行制冷。
 
充電口的布置形式也比較多, 目前主流的布置主要有以下幾種:
( 1)快慢充電口均布置在原來的加油口位置;
( 2)快慢充電口分開布置在加油口位置, 車身一邊一個;
( 3)布置在前艙蓋前端位置?？紤]其他關(guān)鍵零部件的空間布置, 同時綜合人機工程、高壓走線等方面的因素, 本項目布置在原來加油口位置, 并分開布置, 即第二種布置方式。 
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25