基于轮毂电机的电动轮模块的设计计算(可编辑)

1、基于轮毂电机的电动轮模块的设计计算 基于轮毂电机的电动轮模块的设计计算 基于轮毂电机的电动轮模块的设计计算 同济大学 刘书锋 陈辛波 同济大学 刘书锋 陈辛波 课题背景 基于结构模块化的电动轮汽车底盘设计 轮毂电机的研究开发 电动轮动态加载测试平台建设 展望 课题背景 上海市科委国际国际合作项目“基于电动轮直接驱动的节 能型微型电动轿车研究开发” 上海市科委重大科技攻关项目“氢能微型汽车用轮毂电机 及其驱动器的开发” 国家863电动汽车“燃料电池轿车项目” 有关微型电动车的 子课题研究任务。 汽车驱动方式与传动效率分析 传统燃油汽车动力传动系统：结构复杂、占用空间大、传动效率不高。 机械离合器

2、 内燃机 多挡变速箱 主减速器 机械差速器 万向传动轴 车轮Pw （功率Pm） （效率1） （效率2） （效率3） （效率4） 1 2 3 4 Pm 机械传动效率估算例： 设 1 2 3= 4= 0.93,则 Pw=0.75 Pm 单电机中央集中驱动型，传动链较长： 驱动电机 主减速器 机械差速器 双万向节 车轮Pw （功率Pm） （效率1） （效率 ） （效率 2 ） 2 2 3 Pm 1 2 3 ?机械传动效率估算：取 =0.93, 0.99,= 0.98，则Pw=0.88 Pm 1 2 3 ?核心制造业结构：1家电机厂+1家减速器厂+1家球笼万向节厂+整车厂 ?生产特征：小批量大功率电机

3、的技术和成本、 多品种的机械传动零部件体系。 四个或二个电动轮分散驱动型：传动链最短 轮毂电机 （功率Pm） （减速器, 1 ） 车轮Pw=（1）Pm ?机械传动效率估算：取1=0.93，则Pw=(0.93) Pm 约比单电机大功率集中驱动型式节能约5-12% ?核心制造业结构：1家电机厂+整车厂 ?生产特征：小功率电机的技术和大批量制造的成本优势 电动轮汽车发展的潜在优势: 高效节能、社会生产资源占用较少 整车结构简洁、可利用空间大 驱动电机分散小型化、故障应对能力强 车辆操控性发展潜力好：ABS、TCS、SBW等 电动轮汽车成为电动汽车发展的重要方向 日本庆应大学（KEIO UNIV）电动

4、汽车研究室 1998制作轮毂电机驱动型电动汽车HS98e 1997改装第一辆电动汽车HS97e ?2001年，HS2001e、 KAZ ?2002年，HS2002e ?2004年，Eliica 1999制作2个轮毂电机驱动的电动汽车HS99e 八轮驱动MPV电动汽车KAZ (2001,KEIO UNIV) ：最高时速310公里 八轮驱动MPV电动汽车Eliica ：最高时速370公里 Eliica (2004,KEIO UNIV) 丰田汽车：4WD FCHV “Fine-N” (2003.11 Tokyo Motor Show ) 4355×1820×1495，轴距3100

5、） 采用电动轮的一些电动汽车和燃料电池汽车 KAZ(2001) Autonomy (2002) Keio GM,USA University,Japan “春晖一号” (获2002上海国际工业博览创新奖) 同济大学 “春晖二号”低速底盘系统设计试制 (2003.2-2003.8) 2003年同济大学学生设计试制“春晖二号”底盘系统 获全国大学生课外科技实践“挑战杯”一等奖 国内首辆线控转向四轮驱动FCV “春晖三号” 的试制 (2004. 参展2004年第六届上海国际工业博览会 小型氢燃料电池动力系统 2005年第七届上海国际工业博览会参展作品 “春晖三号-嘉乐” 的试制 (2005.10)

6、可脱卸式车身 新颖别致的外观造型 采用CCD后视镜 “春晖三号-嘉乐”4WD-EV (2005年第七届上海国际工业博览会参展作品) 基于结构模块化的电动轮汽车底盘设计 基于结构模块化的电动轮汽车底盘设计 扁平化骨架式底盘结构 与可分离的车身 按结构模块化的设计思想，通过 零车轮前束变化双横臂导向机构的提 出，实现了前后轮采用相同结构的双 横臂悬架-电动轮模块。 F x A l2 E A (0,0,0) y B l3 h1 z F B z J x D K y h2 D E 2 h3 (xD,yD,zD C C P 零前束变化的双横臂导向机构(专利号: 200310107879.1) 独立悬架系统刚度与阻尼参数分析的解析法 ?汽车行驶平顺性对悬架刚度k 的要求 p 簧上质量 m(kg) (N/m) k C 式中, p p f=11.5Hz. 簧下质量 (N?s/m) m1 (kg) 式中, 相对阻尼比C =0.250.5 0 双横臂-扭杆弹簧悬架静力分析