新型電驅(qū)動車輪簧下質(zhì)量輕量化設(shè)計分析
發(fā)布時間:2021-07-12 05:32
電驅(qū)動車輪系統(tǒng)作為一種新興的電動汽車驅(qū)動方式,對電動汽車整車結(jié)構(gòu)的布置與驅(qū)動控制系統(tǒng)的優(yōu)化效果作用顯著。同時,電驅(qū)動車輪將電機等部件的質(zhì)量引入簧下質(zhì)量部分,造成汽車的簧下質(zhì)量大幅增加,使得整車的行駛安全性能惡化,影響了電動輪驅(qū)動技術(shù)在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。本文基于目前的電驅(qū)動車輪形式,設(shè)計了一種全新的簧下質(zhì)量輕量化電驅(qū)動車輪結(jié)構(gòu),主要研究成果如下:(1)探究了工程常用的輕量化設(shè)計方法,選擇功能輕量化、材料輕量化與結(jié)構(gòu)輕量化三種方法對電驅(qū)動車輪進行簧下質(zhì)量輕量化設(shè)計。根據(jù)功能輕量化方法,將懸掛系統(tǒng)與電驅(qū)動車輪進行集成化設(shè)計,得到一種簧下質(zhì)量轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的懸掛系統(tǒng)集成式電驅(qū)動車輪,結(jié)構(gòu)中電機、電機支架、變速傳動裝置與懸臂的質(zhì)量完全轉(zhuǎn)換為簧上質(zhì)量。該設(shè)計使電驅(qū)動車輪簧下質(zhì)量由86.7kg減輕至47.5kg,簧下質(zhì)量減輕比例達45.2%。(2)選擇急速冷卻工藝技術(shù)制造的7005型超高強度鋁合金作為輕質(zhì)替換材料對電驅(qū)動車輪進行材料輕量化設(shè)計,簧下質(zhì)量進一步減輕至40.3kg,簧下質(zhì)量減重比例達53.5%。并通過ANSYS Workbench軟件的Design Exploration模塊對零部件的...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2外轉(zhuǎn)子輪轂電機結(jié)構(gòu)??Fig.?1-2?Structure?of?external?rotor?in-wheel?motor??
位。慶應(yīng)義塾大學(xué)與其他日本單位在1991年、1996年與2001年分別推出了?IZA、??Eco與KAZ三款輪轂電機汽車,其中IZA采用四輪獨立輪轂電機驅(qū)動形式,可提供??37ps的持續(xù)輪上馬力輸出,與136ps峰值輪上馬力輸出,車輛極限速度可達??176km/h[12]。Eco采用永磁無刷直流電機驅(qū)動,同時配置有行星齒輪減速傳動機構(gòu),??此外Eco還引入了再生制動與機械制動相結(jié)合的制動方式,制動時可將部分動能以電??能形式回收[13]。KAZ裝有8個由交流同步輪轂電機驅(qū)動的電動輪,如圖1-3,輪內(nèi)配??有行星齒輪減速傳動機構(gòu),單臺電機峰值功率高達55kW,強勁的動力輸出使得該車??極限速度達到31?lkm/h,成為當時速度最快的電動汽車[14]。三菱汽車2005年在橫濱??展出了一款旗下Colt車型的電動版本“Colt?EV”,該型汽車安裝有2臺輸出功率20kW??的輪轂電機作為動力,最大扭矩600Nim,續(xù)航里程達到150km[15]。日本普利司通公??司在2003年東京車展上展出了其獨立開發(fā)的與其低滾動阻力輪胎匹配的動力阻尼型??輪轂電機技術(shù)[16]。豐田公司在2003-2017年間相繼展出了?Fine-X、Fine-T、Fine-Comfort??Ride系列燃料電池車型,如圖1-4,該系列車型安裝有4臺行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)轉(zhuǎn)??子輪轂電機,四輪獨立大舵角機構(gòu)前后輪均可自由轉(zhuǎn)動,汽車最小回轉(zhuǎn)半徑為0,使??汽車可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動,即使在十分狹窄的道路上也能輕易調(diào)頭[17]。??圖1-3?KAZ電動車??Fig.1-3?KAZ?electrical?vehicle??3??
?第一章緒論???品如圖1-6所示。該公司與Volvo、PSA、Renault聯(lián)合開發(fā)的輪轂電機性能處于世界??先進水平[24]。??此外,法國TM4公司、德國西門子公司、沃爾沃、寶馬等整車產(chǎn)商也都相繼推??出了自己的輪轂電機產(chǎn)品或是搭載輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的樣車。??圖?1-5?Protean?Drive?TM?輪轂電機??Fig.?1-5?Protean?Drive?TM?in-wheel?motor??圖1-6?ELAPHE輪轂電機??Fig.1-6?ELAPHE?in-wheel?motor??國內(nèi)對于輪轂電機汽車的研究起步較晚,但在國家對于新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)的大??力發(fā)展與支持下,我國的輪轂電機技術(shù)近年來得到迅速發(fā)展,取得了一批不俗的成果。??同濟大學(xué)自2002年起,連續(xù)3年推出“春暉”系列輪轂電機汽車,該車采用4臺最??高轉(zhuǎn)速510r/min的直流無刷輪轂電機驅(qū)動,最高時速為50km/h[25]。奇瑞汽車公司于??2011年首次推出了其自主研發(fā)的輪轂電機電動汽車車型,該型電動汽車采用四輪獨立??驅(qū)動控制的輪轂電機驅(qū)動技術(shù),可實現(xiàn)極小的轉(zhuǎn)彎半徑。廣汽集團在2010年與Protean??Electric公司聯(lián)合推出了雙后輪驅(qū)動式傳祺品牌輪轂電機驅(qū)動純電動汽車,強勁的扭??矩輸出使該車型的加速表現(xiàn)得十分出色[26]。比亞迪公司在2004年首次推出了?“ET”??輪轂電機概念車,并將輪轂電機應(yīng)用到了其旗下“秦”型號混合動力乘用車以及K9??型商用大巴上[27]。??天津天海同步集團于2016年成立的湖北泰特電機有限公司是目前國內(nèi)領(lǐng)先的輪??轂電機研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)。2018年泰特與其荷蘭子公司e-Traction
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源汽車技術(shù)發(fā)展與趨勢綜述[J]. 袁博. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018(35)
[2]陶氏碳纖維增強復(fù)合材料榮膺2018年JEC創(chuàng)新獎[J]. 塑料科技. 2018(05)
[3]混合動力汽車發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀以及突破點[J]. 傅宇杰. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2018(13)
[4]論輪轂電機優(yōu)缺點及發(fā)展[J]. 張秋,徐春保. 汽車與駕駛維修(維修版). 2017(12)
[5]脈沖輸入下的簧下質(zhì)量對車輛平順性的影響研究[J]. 李寧寧,劉蘇. 機械設(shè)計與制造工程. 2017(09)
[6]輪轂電機驅(qū)動技術(shù)研究概況及發(fā)展綜述[J]. 李勇,徐興,孫曉東,江浩斌,曲亞萍. 電機與控制應(yīng)用. 2017(06)
[7]國內(nèi)首輛輪轂電機客車亮相,湖北泰特加速輪轂電機產(chǎn)業(yè)化[J]. 木易. 商用汽車. 2017(06)
[8]長玻纖增強PP材料在發(fā)動機裝飾罩蓋上的應(yīng)用研究[J]. 蔣艷云,藍先,李堅,徐偉. 汽車零部件. 2017(01)
[9]電動汽車用外轉(zhuǎn)子輪轂電機的設(shè)計研究[J]. 雷良育,胡燁,宋志強,陳永飛,張輝. 微電機. 2016(10)
[10]近期純電動新車概覽[J]. 伊軍令. 汽車縱橫. 2016(06)
碩士論文
[1]輕質(zhì)材料應(yīng)用于汽車輪轂的輕量化技術(shù)研究[D]. 孫文龍.北京理工大學(xué) 2016
[2]簧下質(zhì)量對車輛性能的影響[D]. 王洪佳.中北大學(xué) 2015
[3]高速電動輪輕量化設(shè)計[D]. 周杰.重慶大學(xué) 2015
本文編號:3279310
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2外轉(zhuǎn)子輪轂電機結(jié)構(gòu)??Fig.?1-2?Structure?of?external?rotor?in-wheel?motor??
位。慶應(yīng)義塾大學(xué)與其他日本單位在1991年、1996年與2001年分別推出了?IZA、??Eco與KAZ三款輪轂電機汽車,其中IZA采用四輪獨立輪轂電機驅(qū)動形式,可提供??37ps的持續(xù)輪上馬力輸出,與136ps峰值輪上馬力輸出,車輛極限速度可達??176km/h[12]。Eco采用永磁無刷直流電機驅(qū)動,同時配置有行星齒輪減速傳動機構(gòu),??此外Eco還引入了再生制動與機械制動相結(jié)合的制動方式,制動時可將部分動能以電??能形式回收[13]。KAZ裝有8個由交流同步輪轂電機驅(qū)動的電動輪,如圖1-3,輪內(nèi)配??有行星齒輪減速傳動機構(gòu),單臺電機峰值功率高達55kW,強勁的動力輸出使得該車??極限速度達到31?lkm/h,成為當時速度最快的電動汽車[14]。三菱汽車2005年在橫濱??展出了一款旗下Colt車型的電動版本“Colt?EV”,該型汽車安裝有2臺輸出功率20kW??的輪轂電機作為動力,最大扭矩600Nim,續(xù)航里程達到150km[15]。日本普利司通公??司在2003年東京車展上展出了其獨立開發(fā)的與其低滾動阻力輪胎匹配的動力阻尼型??輪轂電機技術(shù)[16]。豐田公司在2003-2017年間相繼展出了?Fine-X、Fine-T、Fine-Comfort??Ride系列燃料電池車型,如圖1-4,該系列車型安裝有4臺行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)轉(zhuǎn)??子輪轂電機,四輪獨立大舵角機構(gòu)前后輪均可自由轉(zhuǎn)動,汽車最小回轉(zhuǎn)半徑為0,使??汽車可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動,即使在十分狹窄的道路上也能輕易調(diào)頭[17]。??圖1-3?KAZ電動車??Fig.1-3?KAZ?electrical?vehicle??3??
?第一章緒論???品如圖1-6所示。該公司與Volvo、PSA、Renault聯(lián)合開發(fā)的輪轂電機性能處于世界??先進水平[24]。??此外,法國TM4公司、德國西門子公司、沃爾沃、寶馬等整車產(chǎn)商也都相繼推??出了自己的輪轂電機產(chǎn)品或是搭載輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的樣車。??圖?1-5?Protean?Drive?TM?輪轂電機??Fig.?1-5?Protean?Drive?TM?in-wheel?motor??圖1-6?ELAPHE輪轂電機??Fig.1-6?ELAPHE?in-wheel?motor??國內(nèi)對于輪轂電機汽車的研究起步較晚,但在國家對于新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)的大??力發(fā)展與支持下,我國的輪轂電機技術(shù)近年來得到迅速發(fā)展,取得了一批不俗的成果。??同濟大學(xué)自2002年起,連續(xù)3年推出“春暉”系列輪轂電機汽車,該車采用4臺最??高轉(zhuǎn)速510r/min的直流無刷輪轂電機驅(qū)動,最高時速為50km/h[25]。奇瑞汽車公司于??2011年首次推出了其自主研發(fā)的輪轂電機電動汽車車型,該型電動汽車采用四輪獨立??驅(qū)動控制的輪轂電機驅(qū)動技術(shù),可實現(xiàn)極小的轉(zhuǎn)彎半徑。廣汽集團在2010年與Protean??Electric公司聯(lián)合推出了雙后輪驅(qū)動式傳祺品牌輪轂電機驅(qū)動純電動汽車,強勁的扭??矩輸出使該車型的加速表現(xiàn)得十分出色[26]。比亞迪公司在2004年首次推出了?“ET”??輪轂電機概念車,并將輪轂電機應(yīng)用到了其旗下“秦”型號混合動力乘用車以及K9??型商用大巴上[27]。??天津天海同步集團于2016年成立的湖北泰特電機有限公司是目前國內(nèi)領(lǐng)先的輪??轂電機研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)。2018年泰特與其荷蘭子公司e-Traction
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源汽車技術(shù)發(fā)展與趨勢綜述[J]. 袁博. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018(35)
[2]陶氏碳纖維增強復(fù)合材料榮膺2018年JEC創(chuàng)新獎[J]. 塑料科技. 2018(05)
[3]混合動力汽車發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀以及突破點[J]. 傅宇杰. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2018(13)
[4]論輪轂電機優(yōu)缺點及發(fā)展[J]. 張秋,徐春保. 汽車與駕駛維修(維修版). 2017(12)
[5]脈沖輸入下的簧下質(zhì)量對車輛平順性的影響研究[J]. 李寧寧,劉蘇. 機械設(shè)計與制造工程. 2017(09)
[6]輪轂電機驅(qū)動技術(shù)研究概況及發(fā)展綜述[J]. 李勇,徐興,孫曉東,江浩斌,曲亞萍. 電機與控制應(yīng)用. 2017(06)
[7]國內(nèi)首輛輪轂電機客車亮相,湖北泰特加速輪轂電機產(chǎn)業(yè)化[J]. 木易. 商用汽車. 2017(06)
[8]長玻纖增強PP材料在發(fā)動機裝飾罩蓋上的應(yīng)用研究[J]. 蔣艷云,藍先,李堅,徐偉. 汽車零部件. 2017(01)
[9]電動汽車用外轉(zhuǎn)子輪轂電機的設(shè)計研究[J]. 雷良育,胡燁,宋志強,陳永飛,張輝. 微電機. 2016(10)
[10]近期純電動新車概覽[J]. 伊軍令. 汽車縱橫. 2016(06)
碩士論文
[1]輕質(zhì)材料應(yīng)用于汽車輪轂的輕量化技術(shù)研究[D]. 孫文龍.北京理工大學(xué) 2016
[2]簧下質(zhì)量對車輛性能的影響[D]. 王洪佳.中北大學(xué) 2015
[3]高速電動輪輕量化設(shè)計[D]. 周杰.重慶大學(xué) 2015
本文編號:3279310
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