摘 要

电动汽车是当今汽车工业发展的一大趋势，是汽车工业走上可持续发展战略之路和科学发展的必然抉择，作为一辆微型纯电动车，对宝骏E200的总布置设计，本文借助工程制图软件AutoCAD和catia，根据车身总布置图的要求，在确定车身布置的三条基准线的条件下，绘制了宝骏E200车身总布置图。然后再在参考常见的电动车车型的基础上，确定电池和电机，简单绘制了底盘布置图。之后在参考SAE并且由人体模型出发，选择第九十五百分位，确定了胯点（H点）和座椅参考点（R点），完成了驾驶员座椅的设计，再根据眼椭圆样板，并结合人机工程学，完成了驾驶员视野的校核，最后对整车相关性能进行了简单的计算，所得结果对于车身总布置设计具有重要的指导意义。

关键词：纯电动汽车；总布置；眼椭圆；视野校核

Abstract

Electric vehicle is a major trend in the development of automobile industry now, and it is an inevitable choice for the automobile industry to embark on the sustainable and scientific development. As a miniature pure electric vehicle, this paper draws the general layout design of Baojun E200 with the help of engineering drawing software AutoCAD and catia, according to the requirements of the general layout drawing of automobile body, under the condition of defining three baseline lines of body layout. The general layout of Baojun E200 is given. Then, on the basis of referring to common electric vehicle models, the chassis layout is drawn. After that, according to SAE and human model, the ninety-fifth percentile is selected to determine the crotch point (H point) and seat reference point (R point), and the driver's seat design is completed. Then, according to the eye ellipse template, combined with ergonomics, the driver's visual field is checked. Finally, the vehicle.related performance is simply calculated. The results obtained for the overall layout of the car body. Design has important guiding significance..

Key Words：Pure Electric Vehicle; General Arrangement; Eye Ellipse; Visual Field Check

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外的现状分析 1

1.3研究的基本内容、目标 1

1.4拟采用的技术方案及措施 2

第2章 电机和电池设计 3

2.1 整车整体结构 3

2.2 整车动力系统的选型 3

2.2.1 电动机参数匹配 3

2.2.2 动力电池参数匹配 4

2.3 车身结构及其分类 6

2.4 本车承载方式的确定 7

2.5 车身外形 7

第3章 汽车车身总布置设计 8

3.1 车身总布置设计原则 8

3.2 设计方法 8

3.3 整车总布置图绘制 10

3.3.1 整车布置的基准线 10

3.3.2 绘制总布置图的原则 11

第4章 车身总布置尺寸参数的确定 12

4.1 车身外部尺寸设计和计算 12

4.2 车身内部布置的设计 12

4.3 人体模型以及尺寸 13

4.4 汽车座椅的设计 16

4.5 踏板的布置 17

4.6 眼椭圆 17

4.7 头廓包络 20

第5章 视野校核 24

5.1 概述 24

5.2 眼椭圆样板的制作及其在车身视图上位置的确定 24

5.3 前方视野校核 25

5.4 雨刮器校核 27

5.5 后方视野校核 27

第6章 整车性能计算及有关性能研究 29

6.1 汽车质量参数的计算 29

6.2 质心位置及轴荷分配计算 29

6.3 电动汽车操作稳定性 31

6.4 电动汽车车通过性 34

第7章 总结 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1 目的及意义

其实在燃油车造出来之前，电动汽车便已经存在了十多载，但是因为电池和电动机及其驱动控制技术不发达，因而竞争不过燃油车，发展缓慢。

然而，由于非可再生能源尤其是石油资源的消耗巨大和技术发展的日新月异，再加上人们愈加地关注生存环境和生活质量，这些条件让传统的燃油汽车遇到了继续发展的危机：极度依靠石油等资源而且使用当中会排放大量污染物^[1]。此时以新能源为动力的电动汽车又引起了人们的高度关注，而所谓纯电动车，其定义为由单一的车载电源提供电力,并且原动机只有电动机，然后可以正常行驶在路上的车辆。作为人们公认的绿色零污染汽车，电动汽车不仅不倚仗石油或天然气,而且噪音低,还便于驾驶操纵和维修。因此，要想让汽车能够更快地赶上时代的脚步，实现智能化，这是一条必由之路,也是让汽车工业能够走上可持续发展之路的必然抉择^[2]。但是燃油汽车真的要被电动汽车完全取代的话,那么电动车就要满足道路法规的要求,还要有良好的汽车各项性能。

纯电动汽车主要是由电力驱动子系统（电机）、能源子系统（电池）和辅助子系统（电控）组成^[3]，由于与传统汽车有一定的区别，纯电动汽车的总布置需要有变化的设计才能让其的性能达到人们的需求^[4]。

1.2 国内外的现状分析

欧洲和美国非常注重发展电动汽车,到2015年年底,美国已经卖出了超过10万辆纯电动汽车,作为全球最大的纯电动汽车的消费国家,在美国的市场，有30多款的纯电动汽车的车型,其中有像特斯拉这样知名的品牌。为了满足减排的目标,欧洲的各大车企都在推广发展新能源汽车,而纯电动汽车是其中发展的重点对象,从政府开始自上而下地带动了民间对纯电动汽车的消费,因此，欧洲的纯电动汽车的销量在2016年的上半年达到了13.71万辆^[7]。

在我国, 从中国汽车工业协会提供的数据中，我们了解到，在2016年一二季度新能源汽车产销是17.7万辆和17.0万辆,同比增加125.0%和126.9%。而纯电动汽车的数据则是13.4万辆和12.6万辆,同比增加160.8%和161.6%^[8]。可以一眼看出纯电动汽车发展迅猛。

1.3研究的基本内容、目标

完成宝骏E200纯电动轿车总布置的设计，具体内容包括：

(1)分析给定的宝骏E200汽车技术参数。

(2)仔细研读关于电动汽车总布置的论文资料，对设计车型宝骏E200进行车身总布置设计和底盘布置设计以及驾驶员座椅的设计。

(3) 根据设计要求，校核司机的视野，并计算汽车有关性能。

1.4拟采用的技术方案及措施

技术方案：了解电动汽车的基本组成与结构特点→查阅相关文献资料→确定电动汽车布置→设计计算相应结构尺寸→进行初步校核→计算→优化结构→绘制工程图→定型，整理资料系统总结。

第2章 电机和电池设计

2.1 整车整体结构

由给定的整车参数可知，此次设计车型宝骏E200的驱动方式为纯电动车典型的前置前驱，电机及其控制器和减速箱等布置在车辆前舱内，因为动力电池的大质量（大于200kg），因而将电池布置在汽车底板下，并且靠后，这样有利于平衡前后轴荷^[3]，充电口布置在原加油口的位置，尽量减少车身相较于传统燃油车的变化，底盘的整体布置如下图2.1所示

图2.1 电动汽车底盘布置图

另外，前悬架选择麦弗逊式悬架，因为它结构紧凑，前轮的定位参数随车轮的跳动变化不大，因而操纵稳定性较好，又因为没有上横臂，便于电动机和其他部件在前舱的布置。因为后轮不作转向轮，所以后悬可以选择单纵臂式扭杆弹簧独立悬架^[16]。

2.2 整车动力系统的选型

2.2.1 电动机参数匹配

由最高车速确定电机功率:

由最大爬坡度确定：

由加速能力确定

根据以上三种情况分别计算出了各自所需最大功率，为满足动力性的这三项指标，驱动电机峰值功率P_peak必须满足上述所有的要求^[4]，即：

为满足电动汽车的三项动力指标，并为驱动电机提供一定的后备功率，故该电动轿车的峰值功率取P_peak=29 kW。

电机额定功率的设计方法与传统电机相类似，通常是取最高设计车速的90%或我国高速公路最高限速120km/h匀速巡航行驶的功率作为电机额定功率的下限值：

式中，P_n为额定功率（Kw）；ν_max为我国高速公路最高限速（km/h）。

得出：额定功率15kW，峰值功率29 kW。

为满足纯电动汽车的工况，往往要求电机结构紧凑、尺寸要小、质量轻、恒功率可调速度范围大等一系列优点。而永磁无刷直流电机的起动调速性能优异，又因为不需要换向器以及电刷，因而寿命较长、噪音小，能解决电动汽车的起步不稳定和开车中频繁加速以及制动等的问题，同时直流电机驱动技术成熟、成本低，所以本文选择永磁无刷直流电机作为驱动电机^[9]。

因为宝骏E200是微型轿车，所以选择集中式驱动系统，并且把电机、单速变速箱和差速器做成一体化即集成式集中驱动桥，能充分利用空间。

2.2.2 动力电池参数匹配

在多种常见的纯电动汽车车用蓄电池中，由于锂离子电池能量密度高、电压高、没有记忆效应、自放电率低、寿命长、负载能力大、无污染。所以本次设计选择锂离子电池。

1. 电池组的工作电压

在匹配动力电池组的工作电压时，需要电池组和驱动电机的电压等级相同，这样能随着驱动电机电压的变化而一致变化。当驾驶汽车的时候，电池组还要给汽车附件提供电能，所以工作电压必须比驱动电机的额定电压大。其中电压等级U₀由式（2.6）确定：

式中，是电机的峰值功率（Kw），选择的；而则是电池组的最大放电电流（A），并且。代入计算，可以得：。

在当前多见的单体锂离子电池，其额定电压一般是3.6V，而本次设计中的电机的额定电压是144V，同时考虑到车载设备的供电，因此本次设计选择61个单体锂离子电池的组合成电池组，可得。

1. 电池组的容量

可从下式（2.2）得出：

在上式中，-电池组容量（Ah）；-电池组的能量（Kw·h）；-电池组的平均电压（V）。

对于纯电动汽车的电池组能量的确定，一般要按照续驶里程计算，以下采用等速法计算本车的续驶里程，如下：

而：

在上式中，-恒速行驶的汽车消耗功率（Kw）；-行驶的时间（h）；-行驶速度（Km/h），可以选择-续驶里程(Km)，我们不妨取。

代入式(2.9)，得：

把代入（2.3）中得：

再带入（2.7）中得：

因为还要给其他设备供电，所以选择。

因此可得，该电池组由61个单体电池组成，整体参数为，工作电压=220V，容量=50A·h。

2.3 车身结构及其分类

为了承受包括车辆自身的重量和行驶的冲击、扭曲以及惯性力等载荷，汽车需要一副类似人的骨骼相同的车架，车架和车身合称为汽车的承载系统，因为不同的承载形式可分为承载式和非承载式^[16]：

1）非承载式

如图4.1所示，在装有单独车架的汽车上，车辆车身是用很多个悬置（多为橡胶垫）来安装在车架上的。因为如此，如果驾驶汽车行驶在不平的路面上的时候，悬置的挠性就会吸收掉车架因为上下颠簸所产生的的变形，这样一来，车架成为了汽车载荷的主要承担者，所以在这种结构下，车辆车身本身是不承载的，所以叫非承载式车身。

常见的车架有广泛应用于货车、越野车及大离地高度的SUV上的边梁式车架，仅会用于中高级轿车的周边式车架和比较复杂的脊梁式车架以及综合式车架。

图 4.1 非承载式车身

2）承载式车身

承载式轿车车身取消了独立的车架，是将发动机、行驶系统等的支点直接都安装在坚固的车身上，因而车身会承受系统的全部载荷。承载式车身如图4.2所示，是一个空间框架结构，虽然会恶化乘坐的舒适性，但是能起到最大化利用车身来承受载荷，具有整体抗弯以及抗扭转的刚度大、质量轻、汽车高度低、重心低等一系列优点，同时因为装配简单而有较高的生产效率，所以是最常见的现代轿车的车身结构，图4.3展示的实在空间框架结构上进一步布置了一些覆盖件而有光滑车身视感的承载式车身。

图 4.2 承载式车架 图 4.3 车身覆盖件

2.4 本车承载方式的确定

本文的设计车型宝骏E200是一辆微型纯电动轿车，参考上述承载方式和本车型的特点，决定采用生产效率高而且广泛适用于现代轿车的承载式车身，采用该承载方式的轿车整体刚度大，重量也轻，质心低，车辆室内的可利用空间大，而且生产成本相对会比较低。室内可利用的有效空间增大^[14]。
所以，本次设计采用的承载式车身能满足设计的要求。

2.5 车身外形

本次设计车型为两厢式轿车，其空间特征是可以充分利用车身底部面积上的空间,同时又是现代轿车的主流。

第3章 汽车车身总布置设计

3.1 车身总布置设计原则

汽车车身的总布置设计可以说是汽车设计阶段的最重要的一步之一，是汽车设计其他部分的基础和前提，影响着汽车设计的好坏。

本车的车身总布置设计，主要是将该车各总成和乘坐人员布置在合适的位置让乘员乘坐舒适，各部件相互协调。在这一步当中，为了能够确保车辆各部件的相互位置关系协调合理，就要求给出很多尺寸，那么便就要画出车身总布置图，并且绘出司机的操作空间和边界形状。这样之后，就能确定车辆的主要尺寸和基本形状了。

车身的总布置设计的要求要完成车身的重要内外尺寸设计和附件等，在设计中，必须考虑到车型。另外，要根据车辆性能的要求，得出车身内外尺寸、司机和乘客的空间，以及车厢内的配件位置参数。还要满足有关法规要求，特别要注意驾驶员的视野的要求。

汽车车身总布置还有相应的设计原则和要求：

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：