1、河北工业大学 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 刘子康 学 号： 110319 系 ： 机械工程学院 专 业： 车辆工程 题 目： 微型可伸缩电动汽车的总体设计 指导者： 刘芳 副教授 (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2015 年 5 月 21 日 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 2 毕业设计（论文）中文摘要 题 目 ：微型可伸缩电动汽车的总体设计 摘要： 现如今能源问题随着环境问题的出现越来越受到人们的关注，而电动汽车随着此类问题的出现成为了一种主流发展趋势。电动汽车能够实现零排放，因此大大减少了污染物的排放，改变了当今内燃机车辆对环
2、境的影响对能源的过度需求。另一方面随着现如今城镇化的一步步发展，停车位 的解决方法一直是城市规划的重点，而微型可伸缩电动汽车可以很好的解决停车难的问题。它的出现大大减少了车辆占地，为城市其他发展节省出了相当大的空间，有利于城镇的高速发展。 本次设计的微型可伸缩电动汽车可以很好的解决以上问题，满足节能，减少占地空间的要求。这次设计主要涉及小车车身总体布置，参数的选择，驱动形式，制动形式，伸缩机构的设计，悬架机构及参数选择，传动及控制等 。 关键词 ： 微型汽车 可伸缩汽车 电动汽车 可伸缩机构 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 3 毕业设计（论文）外文摘要 Title The tiny s
3、calable overall design of electric vehicles Abstract（三号黑体，居左） Energy problem now with the emergence of environment problem more and more get the attention of people, and the electric car with the emergence of these problems has become a mainstream trend.Electric cars can achieve zero emissions, thus
4、 greatly reducing the emissions of pollutants, changed the environmental impact of todays internal combustion engine vehicle excess demand for energy. On the other hand, step by step, as now the urbanization development of parking solution has always been the focus of the urban planning, and tiny sc
5、alable electric cars can be a very good solution to solve the parking problem. It greatly reduces the vehicle cover, save other urban development out of the considerable space, is conducive to the rapid development of towns. The design of the miniature scalable electric cars can well solve the above
6、 problem, satisfy the energy conservation, reduce the space requirements. This is mainly concerned with the general arrangement of the car body design, the choice of parameters, drive form, the form of braking, the design of telescopic mechanism, suspension mechanism and parameter selection, transmi
7、ssion and control, etc. Keywords： Bubble car Scalable car Electromobile Scalable organizations 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 4 目录 1 文献综述 . 6 1.1 课题背景 . 6 1.2 国内外发展概况 . 7 1.3 研究意义 . 10 2毕业设计（论文）工作过程 . 11 2.1 工作原理及设计要求 . 11 2.2 形式选择与结构分析 . 13 3.微型可伸缩 电动汽车的总体设计 . 14 3.1 汽车形式的选择 . 14 3.2 汽车主要参数的选择 . 15 （ 1）汽车主要尺寸
8、的确定 . 15 3.3 轮胎的选择 . 16 3.4 汽车质量参数的确定 . 16 3.4.1 整车整备质 Mo. 16 3.4.2 汽车的载客量和装载质量 . 17 3.4.3 汽车的总质量 Ma. 17 3.4.4 轴荷分配 . 17 3.5 汽车性能参数的确定 . 17 3.5.1 动力性参数（最高车速、加速时间、上坡能力、比功率、比转矩）. 17 3.5.2 汽车最小转弯直径 Dmin. 18 3.5.3 通过性几何参数 . 18 3.6 电动机的选择 . 19 3.7 传动系重要参数的设计 . 21 4.汽车的总体布置 . 22 4.1 汽车悬架参数的选择 . 22 4.1.1 汽
9、车悬架的形式 . 22 4.1.2 悬架主要参数的选择 . 23 4.2 转向系的设计 . 23 4.3 制动系的设计计算 . 25 5.汽车的总体布置 . 25 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 5 5.1 车身大体尺寸设计 . 25 5.2 汽车车身总布置图 . 25 5.3 汽车折叠过程分析 . 26 结论 . 30 致谢 . 33 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 6 1 文献综述 1.1 课题背景 近年 来国际石油及煤炭等不可再生能 源价格 的突飞猛涨，很大程度的 增加了以矿物 质能源为原料的 相关 汽车及消费 产业的生产成本，许多小型工业企业甚至大型企业举步维艰。 汽车
10、 的发展引起的资源的过度消耗，能源问题关乎到人类全面发展的问题，更关系到全球经济与军事安全问题。 内燃机汽车给人类带来便利的同时另一方面更是污染社会的一大主要原因，汽车尾气引起的各种现象诸如：温室效应、酸雨、臭氧层破坏问题。 为了保护 人类的生存环境、降低生产消耗成本、提升生产效益、促进社会可持续发展，社会各行各业正努力寻找可再生的 能源作为 新的生产原料，以达成 节能减排， 可持续发展的目标 。 【 1】 当今社会正在进入一个全速发展的的一个阶段尤其是我们的祖国，车辆已经普及到每个一般家庭了，人们对于生活水平的要求也变得很高， 尤其是现在在中国卖的车辆主要是为了应求中国人的心理，车辆大部分都
11、较原来的车辆空间有很大的提升尤其是车身长度的加大，这使得现在城镇化越来越发达的地方很难找到一个合适的停车位，往往公共场所都是用来消费的，而这些场所又是很集中的。这就导致一种问题：越来越多的车辆无法停放。更有一种可能是在现在的小区内高楼占据的是主要的，很难给我们这些车找到一个足够大的地方去停放，而人们现在更喜欢车库，然而现如今的车库对于普通家庭来说那是个无法支付的庞大数字。这些都是导致车辆无处停放，车辆乱停放现象的主要因素。 再者，世界上所有国家 都意识到了环境给我们社会带来的破坏力，而随着社会发展汽车满地都是的时候我们不得不去为我们的将来考虑一下，汽车尾气的排放已经严重污染我们赖以生存的空间。
12、随着人们对环保观念的认同，能源问题跟环境问题是推动新能源汽车发展的力量，新能源汽车开始真正的进入人们的探索范围，而现如今已经颇有成效的电动汽车很好的解决了这些污染的问题。 【 2】 本课题便是致力于上述问题的解决，以电动汽车为研究对象，对电动车进行升级改造成可折叠伸缩的汽车，使之满足解决城市停车难的条件，积极响应环保河北工业大学 2015 届本科毕业论文 7 节能，努力实现汽车可折叠性能，缩小汽车的占地空间 为其他事业型单位腾出可以充足利用的空间。 1.2 国内外发展概况 基于电动汽车现在良好的发展前景及 面临能源和环境的压力，世界各国及我们国家和各个汽车企业都十分重视电动汽车的研究和开发。
13、欧美日等国家非常看重电动汽车的研究，在推动电动汽车的发展方面制订了相关法规和政策上的支持，而且在这个领域投入了巨大的人力和资金。 新能源汽车从开发到生产，电动汽车的研究投入是这些新能源汽车里最大的。电动汽车初期投资很大，而且初期研究并不是那么的成功所以现在可以看到在道路上跑得电动汽车很少，这也增加了电动汽车的发展难度。而一些发达 国家在电动汽车的研究上投入很大，建立了良好的基础设施，为电动汽车的发展奠定了优异的研究条件。 电动汽车主要围绕驱动电机、控制、动力电池、回收系统这几个方面的发展，而且在这些关键技术上得到了相当大的改进和突破。下面是各个国家及汽车公司在这两面的主要成就。 日本非常重视
14、电动 汽车的 开发与研究，日本政府 投入巨额用于支持电动汽车的开发，仅仅在电车研发投入就多达 200 多亿。除此以外日本也支持电动汽车的商业 化项目，对商业化的新能源汽车提供最巨大的资金支持。日本也对新能源汽车给予优惠跟补助，购车者可依据购买车辆的排放水平享受 不同的减税优惠待遇。 【 3】 美国对新型混合动力汽车给予最大可达 3400 美元的经济优惠。而在法国很早就制订了相关优惠政策，对购买电动汽车的用户提供 1.5 万法郎的补助。法国政府按购买的车的尾气排放量多少对车主给予相应的“奖罚”， 来 鼓励 车主 购买电动汽车。这只是一些发展最快的国家对新能源电动汽车的优惠，还有很多国家及政府都在
15、致力于电动汽车的研发。 在我国 ，电动汽车 的研究在“十五”期间被列为国家“ 863”重点 科技课题。而且 “十一五”期间，又启动了“ 新能源 与 节能 汽车” 等多个 重大项目， 提倡大力发展新能源及节能 汽车。在这期 间我国 在新能源汽车上的 科技累计投入 多达20亿元，确立了新能源汽车的“三纵三横”的研发 格 局 。 【 4】 工信部带 头多部委联合起草 中国新能源汽车规划涉及了 一份新的新能源 汽车 鼓励计划，从 2011河北工业大学 2015 届本科毕业论文 8 年到 2020 年的 这十年 ，中央财政 部 投入 了 1000 亿元用于扶持电动汽车产业。这些规划距离我们走上真正的新能
16、源还有很长一段距离，我们还需要更久远的发展。 电动汽车研发从主要依靠蓄电池的纯电 电动动汽车开始，经历了 几十年的发展，电动汽车发展的 已经相对完善。但是 在蓄电池的容量续航里程还有不足 之处 。所以建立充电的基础设施是完善电动汽车发 展的最好的方法。 现如今以有很多国家都已经设计出了很多可折叠的概念车： 2008 年北京车展上，雷诺公司推出一款纯电动折叠汽车，该车与奔驰 smart为同一级别车型，与雷诺公司 Twingo 车型同样的车身尺寸。 这辆可折叠电动汽车虽然轴距缩短了解决了停车难的问题，但是又产生了乘客上下车不方便的问题。 图： 1-2-1 自 2008 年起，麻省理工大学工学院媒体
17、实验室的研究人员开发了一个可堆叠的电动汽车，用以帮助克服交通堵塞问题。这些车可以折叠堆放在市中心，搭载有四个集成式轮毂电机。 图 1-2-2是 Hiriko 折叠前后的存在形态 。 河北工业大学 2015 届本科毕业论文 9 图： 1-2-2 日本丰田于 2003 年丰田汽车展上推出了单人移动性概念车，汽车行驶时轴距变长，使容纳驾驶舱的车厢向后倾斜。 图： 1-2-3 瑞典制作的 Presto 可以在几秒内迅速的将长 3.7 米的四座汽车缩短为不到3米的两座汽车。其前后车身就像抽屉一样抽拉折叠 。 【 5】 图 1-2-4 是 Presto 折叠前后的两种不同存在状态。 河北工业大学 2015
18、 届本科毕业论文 10 图： 1-2-4 1.3 研究意义 从内燃机汽车的出现至今，随着汽车技术的突飞猛进，人类从这之中得到了巨大的方便，内燃机汽车为我们做出了巨大贡献。但是随着燃油汽车的日益增加，石油变得日益紧缺，使得人类赖以生存的环境恶化。另一方面世界石的储量日益减少，内燃机汽车却是消耗石油最多的产品。因此石油的匮乏 与环境保护的紧迫需求，都迫使汽车行业向着零排放、能源综合利用的方向发展。近年来各种电池技术和经济性都得到了突飞猛进的 发展，使得电动汽车在各种技术上得到了突破。电动汽车的发展不仅关系到全球汽车的未来，而且关系到未来人类社会发展的可持续性。 目前全球汽车的数量已经达到近乎饱和状
19、态，并以每年 15%以上的速度增长，而城市道路已经接近饱和，这样导致城市交通拥堵现象日益严重。据统计平均每人由于交通拥堵造成的时间损失按半小时计，我国特大城市的拥挤成本能够到 4000 万元每天，全年交通拥挤造成的损失超过 100 亿，约相当于全年 GDP3%。国外的一些城市由于交通拥堵造成的经济损失占 410%。由于堵车现象的日益严峻，城市汽车的最高驾驶速度被限 制在 80 公里每小时，这样的速度远低于目前汽车最高行驶速度，造成资源的浪费。汽车数量的增加使得公路加油站、停车场随之增加，占用大量的土地。而同时人类进入新文明时代以来对资源的利用已经远远超过地球给我们制造的速度尤其在石油方面，而且由于资源的过度利用导致我们身边的环境问题日益严重。由于环境问题带来的损失可以说比其他任何损失
