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西安科技大学

毕业设计（论文）

开题报告

题目电动观光车的行驶系及制动系设计

院、系（部）机械工程学院

专业及班级车辆工程1101班

姓名梁津

指导教师王勇智

日期2015.4.7

西安科技大学毕业设计（论文）开题报告

题目

电动观光车的行驶系及制动系设计

选题类型

B

一、选题依据（简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义，列出主要参考文献）

1.国内外研究现状

早在1881年，人们就开始研究电动汽车。

世界上第一辆电动汽，发明人为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车。

到了1839年，苏格兰的罗伯特·安德森给四轮马车装上了电池和电动机，将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆[。

但是随后内燃机的出现以及内燃机汽车技术的成熟，使得内燃机汽车取代了电动汽车。

从20世纪90年代开始，电动汽车重新成为世界性的研发热点，世界上各大汽车公司都投入巨资开发自己的电动汽车，各国政府也纷纷出台政策或制定计划，以促进本国电动汽车的发展。

（1）美国的电动汽车研发计划美国是汽车工业最发达的国家，汽车产量和保有量均位居世界前列，每年的石油消耗量和汽车污染物排放量也都居世界首位。

为增强汽车制造业的竞争力，美国政府提出了著名的PNGV计划和FreedomCAR计划。

其主要是为了开发出无污染、燃料能量转换效率高、成本具有竞争力的电动汽车。

（2）日本的电动汽车开发计划日本也是汽车生产大国，汽车保有量位居世界第二，而且日本的石油匮乏，石油几乎全部依赖进口。

因此，日本政府及日本各大汽车公司对电动汽车的开发也十分重视。

日本的混合动力电动汽车技术处于世界领先地位。

日本的电动汽车研发计划主要有：

低公害汽车开发普及行动计划、JHFC示范工程、专项研究计划等。

（3）我国电动车研发计划我国也早已将电动汽车的研发以及电动汽车产业化列为重点项目，并制定了电动汽车发展规划。

比如说863计划的EV、FCEV和HEV研发纲领和973计划的电动汽车专项计划。

在国家科学技术部、国家高技术研究发展计划中，设立了电动汽车重大专项，选择新一代电动汽车技术作为我国汽车工业自主创新和科技创新的主攻方向，组织企业、高等院校和科研机构，以及政府部门、汽车企业、高等院校、科研院所四位一体的方式进行联合攻关。

然而，目前世界上关于纯电动汽车的研究还不是很成熟，目前市场上比较常见的电动汽车主要还是以混合动力汽车为主，电动汽车还存在很多问题需要解决，比如充电时间过长、行驶里程过短等。

因此产生了一种电动汽车的初级或过渡产品，就是电动观光车。

目前国内外对电动观光车的研究已经相当成熟，2000年至今，蓄电池观光车（轻型电动车）在中国获得了较快发展，从无到有，到07、08年产销量达到25000辆左右。

企业的数量也从开始的一两家，发展到多家。

2003年国家实行行政许可制度以来，已领取制造许可证的企业超过60家[3。

且大部分具有一定的研发能力，在国内比较优秀的电动观光车生产厂家有玛西尔电动车、沃森电动车、朗逸电动车等

图1.1世界第一辆电动汽车图1.2目前市场上的电动观光车

2.生产需求状况

当今世界，石油、煤炭、天然气三种传统能源占全球能源消耗总量的90％以上，其中石油又占一半以上。

然而，最新资料显示，世界石油总储量为1．15万亿桶仅够人类再使用41年；天然气总储最为176万亿立方米，仅够人类再使用63年；煤炭蕴藏总量1．0316万亿吨仅可使用230年。

即使改用核能也是困难重重。

已探明核原料铀矿的储量436万吨，也仅可供开采72年。

海水中的铀、锂等储量丰富，可供人类使用上万年，可是人类近期还没有能力从海水中提炼出核原料来。

由此可见，目前全世界最为依赖的能源——石油和天然气，在2l世纪的上半叶即将趋于枯竭。

据资料，1999年到2020年全球能源消费量将增加60％，其中，亚洲及南美洲的发展中国家每年增长4％，20年翻一番；发达国家每年增长1．3％。

按能源种类分析，石油预计增长率为每年2．2％，20年增长59％，到那时石油仍然维持第一能源的地位，在全球能源总消费量中占40％以上的比例；天然气将增长一倍，占能源消费总量的比例由目前的23％上升到28％；由于空气污染和二氧化碳排放问题，煤炭消耗的比例从目前的22％降到20％；由于技术问题、经济成本问题，水能、风能、太阳能等绿色能源的使用占耗能总量的比例将会略有下降，核能将略有增长。

换言之，在近二三十年里，核能和可再牛的风能、水能、太阳能远远无法替代石油、天然气等矿物能，因此，人类对石油、天然气的依赖将越来越严重，而它们的储量是有限的，这种供需矛盾导致了全球范围迫在眉睫的能源危机。

科学家预测，2040年全球石油消费将达到最高峰，从2050年石油开始枯竭。

这种供需矛盾的大势导致石油价格不断上涨。

此外，各国为预防恐怖攻击，正加强对能源生产、运输的保护设施和防范力量，这些增加的投入最终必然反映在石油、天然气等能源的价格上。

更何况拥有全球2／3石油储量的中东地区，一直处于政治动荡或战争之中，在这些剀素的推波助澜下，石油、天然气价格一路飚升势小可挡。

在世界能源危机中，众多石油、天然气进口国的国民经济受到了沉重地打击，保证能源供应的安全成了世界上许多国家（包括我国在内）的头等大事之一[。

图2.1世界石油消耗量

同时，目前世界上很多发展中国家还面临着环境污染的问题。

我国近几年来这一问题尤为严重，雾霾现象日益严重，其影响范围越来越大，区域性雾霾频繁发生，区域整体环境质量不断恶化。

雾霾污染已经给气候、环境、经济发展、公众健康和生活方式等带来了越来越多的负面影响，它已经成为一个社会公共问题。

雾霾已经不是完全的自然现象，它主要和人类的社会经济活动密切相关。

气候变化绿皮书（2013）指出，雾霾形成的最根本原因是空气中的污染物不断积累[，其主要原因之一就是机动车尾气的排放。

汽车废气中的污染物有100多种，其中对人体危害最大的是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫和碳微粒等。

因此现有的以化石燃料为燃料的内燃机汽车对空气污染非常大。

图2.2雾霾形成原因

图2.31970年到2015年空气污染情况

因此，电动观光车作为电动汽车初级形式应运而生。

电动观光车具有很多优点：

（1）电动观光车可以较好的解决汽车队城市环境污染问题电动汽车的电源本身不排放有害气体。

给蓄电池充电所用的电力可以来自对大气造成污染的能源，如水能、核能、风能、地热能、潮汐能等。

即使使用煤发电，除二氧化硫及微粒外，其他排放物均比内燃机汽车少，而且电厂大多建在远离人口密集的城市，对居民损害较少。

此外，电厂煤燃烧是固定集中排放，燃烧过程较易控制，有害物质较易清楚。

正因为如此，电动汽车也被称为绿色汽车。

（2）电动观光车可以解决汽车对石油资源的依赖电动汽车用车载电源有蓄电池、燃料电池、飞轮电池、太阳电池和车载发电机组等。

蓄电池充电所需的电能可充分利用水能、核能、风能、地热能、潮汐能、太阳能等丰富的能源转化而来。

也就是说，电动汽车可以不依赖于石油资源，所节省的大量石油可缓解依赖石油的化工原料日益匮乏的压力。

（3）电动观光车可以节约大量能源电动汽车用蓄电池可利用晚间富余的电力进行充电，从而避免大量富余电力的浪费，提高电网电能的利用率。

电动汽车还可以在减速、制动、下坡时，将电机转换为发电机，实现能量回馈，进一步提高能量的利用率[。

基于上述优点，电动观光车产业迅速发展，2000年至今，电动观光车在中国获得了较快发展，从无到有，到07、08年产销量达到25000辆左右。

企业的数量也从开始的一两家，发展到现在领取制造许可证的企业超过60家，近一两年来，国家制定了许多鼓励企业发展新能源汽车的扶持政策，这其中就包括电动观光车研制，但从目前已出台的政策看，如2007年11月，国务院颁布了《新能源汽车生产准入管理规则》、今年2月的《汽车产业调整振兴规划细则》，强调了对新能源汽车及车用电池组等关键技术的支持。

图2.4近几年电动观光车保有量

3.选题目的和意义

此次选题主要是对电动观光车的行驶系统和制动系统进行分析设计。

电动观光车的悬架系统与传统燃油汽车悬架系统各部件大致相同，但国内电动观光车的研发还处于初级阶段，大都是采用内燃机汽车的车身和悬架系统。

因此电动观光车与传统汽车各系统有很大的质量、几何外形、安装空间位置的差异，所以必须研制出一种适合电动汽车的悬架系统以及制动系统，来改善电动汽车的舒适程度和抗外界干扰的稳定性能和制动性能[。

行驶系统包括车桥、车轮、悬架，其中车桥包括转向驱动桥和从动支持桥。

要进行分析设计的参数有很多，比如转向驱动桥和从动支持桥的结构参数、轮胎的选型与转向轮定位参数、悬架弹性元件、减震器、导向机构的参数尺寸与使用性能。

制动系统包括制动装置和制动控制装置。

制动器结构参数、制动器制动效能、制动器制动效能的恒定性、制动控制装置的结构参数和可靠性、安全性等。

参考文献

[1]麻友良等.电动汽车概论[M].北京：

机械工业出版社，2012:

1-2

[2]张正杰.蓄电池观光车走向纯电动汽车的障碍[J].第六届全国轻型电动

车技术研讨会，2007；

[3]陈宝强.旅游观光车现状分析[J].第六届全国轻型电动车技术会,2007；

[4]懂守聪.从国际能源危机看建筑节能[J].建筑设计管理，2006；

[5]姜丙毅等.雾霾治理的政府间合作机制[J].学术探索,2014；

[6]麻友良等.电动汽车概论[M].北京：

机械工业出版社，2012:

6；

[7]乔长胜等.基于ADAMS/View微型旅游观光电动汽车悬架仿真分析[J].机

械工程师,2013；

二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程

1．课题主要研究内容

蓄电池观光车与传统汽车最大的区别在于动力输出部分，用动力型电池、驱动电机代替了汽车的油箱、发动机。

蓄电池观光车一般有3大部分组成，包括电气系统、底盘和车身。

此处主要研究其中底盘部分的行驶系和制动系，其中行驶系起纽带和承载的作用。

主要包括车桥、车轮和悬架。

制动系用于控制车速和停车。

包括制动器和制动控制装置。

主要研究内容有如下几点：

1分析设计并校核车桥结构，包括转向驱动桥和从动支持桥

2选用并校核合适的车轮型号

3分析设计并校核合适的悬架结构

4分析设计并校核合适的制动器类型与具体参数，包括行车制动装置与驻车制动装置

5分析设计并校核合适的制动控制装置

2．研究思路

1.仔细阅读任务书，了解毕业设计的整体规划和要求。

2.根据任务书的要求，查阅相关资料，并整理，熟悉课题内容，完成开题告。

3.结构设计。

即根据给定的原始数据和使用要求选择合适的各部件的结构类型。

4.确定各结构类型的具体形式和参数。

5.进行计算分析与校核。

6根据上面设计的具体参数，画出部分零部件的图纸。

6.整理资料，编写设计说明书。

7.进行修改完善，准备并参加答辩

3．工作流程

1.根据汽车理论，汽车设计，汽车构造研究电动观光车的行驶系和制动系工作原理。

2.计算行驶系和制动系的相关数据。

3.进行运动和强度校核。

4.根据相关数绘制CAD二维图和三维图。

5.若校核不合格，则修改数据，再回到第二步，若校核合格，则完成设计

三、毕业设计（论文）工作进度安排

第1-3周：

实习，调研，收集资料，熟悉课题内容，完成开题报告。

第4-5周：

完成制动系和行驶系的总体方案设计及性能参数计算。

第6-9周：

完成固定钳盘式制动器的结构设计和三维建模与装配及中期答辩。

第10-11周：

完成装配总图及主要零部件图。

第12-13周：

整理资料，编写设计说明书。

5月底前完成毕业设计主要工作。

第14-16周：

进行修改完善，准备并参加答辩。

指导教师意见

指导教师签字:

____________

年月日

系部审查意见

难度

份量

综合训练程度

是否隶属科研项目

系、部主任签字：

____________

年月日

院毕业设计（论文）领导小组审核意见

组长签字：

___________

年月日