文档介绍：同济大学机械工程学院
硕士学位论文
微型电动汽车用轮边驱动系统的设计与研究
姓名:江先宝
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及自动化
指导教师:李晏
20090301
本文使用洲唇ㄆ档乃ê岜凼蕉懒⒑笮苣P停⒍灾摘要在各种电动汽车的电机驱动方案中,电动轮式的电动汽车能充分发挥电动汽车的优越性,是一种非常理想的车型。现有的内转子型轮毂电机由于电机在车身内侧外伸过长,未能充分集中到轮辋内部;本文的设计把减速器也放到轮辋里面,缩减内转子型电动轮在车身内侧轴向和径向的尺寸,希望能使结构更紧凑,以便于悬架的布置,给车身内部留出更多的空间。本文通过结构一体化设计,在有限的轮辋空间内,根据不同的悬架结构,提出结构紧凑、高效传动、集轮毂电机、制动器乃至轮边减速器为一体的轮边驱动系统模块。通过对多种具体方案进行比较,得出较适合的轮边驱动系统结构,使系统具有较大的调速范围和输出转矩,充分发挥驱动电机的调速特性,适合现代高性能电动汽车的运行要求。运动学的分析,以此确定了较好的悬架设计参数。在这个方案中,为了减轻轮胎的磨损和得到良好的车轮接地性,选择车轮接地点侧向滑移量的绝对值和车轮外倾角的绝对值作为目标函数,通过对主销长度、上横臂长度、上横臂在汽车横向平面的倾角、下横臂长度和下横臂在汽车横向平面的倾角进行优化分析,减小车轮接地点侧向滑移量的绝对值和车轮外倾角的绝对值。通过对双横臂悬架的受力分析,了解悬架各铰接点的受力情况,有助于以后选择合适的球铰。关键词:轮边减速器,电动轮,电动汽车,优化设计
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第滦髀轮边驱动电动汽车的研究背景轮边驱动电动汽车的国内外研究现状在一个环境和资源问题日益突出的世界,节能和环保的要求促进了电动汽车的发展。从环境方面考虑,电动汽车在城市交通中可实现零排放或极低排放,即使考虑到给这些电动汽车提供能量的发电厂的排放,使用电动汽车仍能显著降低全球的空气污染。从能量观点考虑,电动汽车利用的能源是一种可靠的、能量来源广泛和均衡、对环境友好的能源,例如使用多种可再生能源。【电动汽车与传统的内燃机汽车相比,电动汽车的结构更具灵活性。这种灵活性来源于电动汽车具有以下几个特点:首先,电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是刚性的机械连接传递的;其次,不同结构电动汽车的驱动布置对比分析各种典型电动车的电机驱动方案,基于轮毂电机驱动型式电动汽车,尤其是四轮轮边驱动电动汽车不需要减速器、差速器、球形万向节、半轴等部件,其电机缁减速机构苯臃旁诼朱闭置妫佣峁菇舸涨页瞪砟部空间利用率高,整车重心降低,车辆行驶稳定性提高,相比于传统车辆内燃机能量的%左右在车轮传递过程中损失,轮边驱动系统由于动力传动链短者直接驱动车轮夷芰客ü茉垂芾砗投ο低晨刂撇呗杂呕⒅贫力分配,因而驱动系统效率高,降低能源消耗,提高了车辆燃油经济性;与内燃机、集中电机驱动车辆相比,轮边驱动电动车每个车轮通过轮毂电机快速进行驱动力和制动力的控制,大大改善车辆的行驶动力学性能,容易通过电机控制技术实现、及δ埽辉谒穆致直咔缍瞪系既胂呖厮穆转向技术,可提高车辆转向行驶性能,并有效减少转向半径,大大增加转向灵便性;可以省略机械制动系统,实现电机制动;容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈,节约能源。世纪初保时捷开发第一辆轮边驱动电动汽车以来,由于驱动电机及控制技术进步,悬架设计理论的成熟,轮边驱动系统在轻量化、一体化、高效率化取得了很大进步。同时,轮边驱动电动汽车具有集中电机驱动电动车和传统区别很大;再次,不同电动汽车的能源的特性和能量供给系统也有差别。
本文研究的主要内容电动车无法比拟的优点,被认为是未来燃料电池汽车高端车辆的理想选择,世界上多家汽车公司和研究机构在进行轮边驱动电