多用途轮式自动行走小车设计.doc

1、摘 要本文针对电动车的理想车型双轮独立驱动电动车的驱动系统，对与上述EV的车辆动力学特性和电动车相关的轮毂式永磁无刷直流电机进行了深入的分析，基于当前电动车（EV）产业的兴起与发展进行了相关的研究和实验验证。目前电动车发展中的一项关键技术是蓄电池技术，但同时也是电动车的薄弱环节，动力蓄电池已经成为电动车产业化的主要障碍。不同种类的蓄电池拥有不同的性能，而同一类型的蓄电池的不同个体也存在相当大的个体差异，这些差异对蓄电池组的性能会有影响，从而对电动车的整体性能也有影响。本论文中也涉及了有关电动车动力蓄电池性能的介绍。电力机车技术的发展越来越受到广泛关注，其中控制系统性能的好坏对电动车的发展越来越

2、重要，控制系统也逐渐引起了人们的关注。控制系统性能的关键是发挥控制系统的最大功效，因此研究电力机车控制系统也已经成为当今电动车领域一个重要的课题。现有的电力机车控制系统包括微机控制系统、逻辑控制系统、显示系统等，关键是如何将他们有机的结合起来并发挥出尽可能大的功效。本论文的写作过程中查阅了相关的资料，提出了一套以车指令系统+微机控制系统+逻辑控制系统的系统控制策略。关键词：控制系统；电动汽车的发展; 永磁无刷直流电机;蓄电池技术ABSTRACTBased on the development of electric vehicles (EVs) industrial ,this paper d

3、escribes an ideal concept EV, that is a EV has independent directly driven wheels (In-wheel EV). The research into drive systems concerns theoretical analysis and correlative experiment. The research on the permanent magnet brushless in-wheel motors and vehicle dynamics used for this novel EV is pre

4、sented.As the feeble section of electric vehicle, power battery was the main obstacle of the industrialization of electric vehicle. Designing a sound battery management system was one of the key technologies of electric vehicles. It was known that the performance difference among different kinds of

5、batteries and considerable individual difference among the same kind of battery had great influence on the performance of battery team and the whole capability of electric vehicle. This article mainly describles the whole capability of power battery of the electric vehinle.With the development of el

6、ectric locomotive, the performance of locomotive control system is more and more took into account. How to combine the microcomputer control system, logic control system, display system with locomotive security system, and make the best use of control system is task of research of the electric locom

7、otive control system. According to the other paper,this article expounds a strategy of control system based on locomotive instruction system,microcomputer control system, logic control system.Key Words: Electric Vehicle; power battery ;Servo system Permanent magent brushless DC motor; Lead acid batt

8、ery目 录第一章 绪论4 1.1 研制自动行走小车的意义41.2 电动汽车的发展历史和现状41.3 电动小车的特点及关键技术51.4 本课题的研究内容4第二章 机械设计与双轮驱动72.1 整车设计参数的选取（速度、转矩、功率）72.2 双轮驱动方案的实施7第三章 轮毂电机83.1 电动小车用电动机选型83.2 永磁直流无刷电机的特点83.3 小车用电机的选择9第四章 电动小车的蓄电池144.1 蓄电池技术的现状144.2 蓄电池容量的计算方法164.3 小车用蓄电池的选择17第五章 结束语 19致谢20参考文献21第一章 绪论 1.1 研制自动行走小车的意义自动行走小车结构简单、便于控制，方

9、便实现工业和农业自动化生产。我国从1994年开始已经成为石油进口国，所以从长远利益讲，发展电动车辆有利于节省能源，是我国的国民经济发展战略。为了让电动汽车的得到更好的研究与发展，直接面向真正的电动车辆能够为电动车的研究提供相关的技术参考。电动车的发展中关键的部分是动力电池，同时也是电动车发展的瓶颈。针对动力电池的研究成果，我们既可以用来解决现有电池的应用，也可为进一步突破电池技术做好准备。1.2 电动汽车的发展历史、现状1881年8月，法国人特鲁夫发明了了世界上第一辆电动交通工具电动三轮车，这也意味着电动车EV出现了。在此期间人们发现汽油的比能量相当高适合车载使用，以及内燃机技术得到飞速的发展

10、，到二十世纪初期，机动车辆的市场几乎被燃油汽车所占据。由于燃油汽车的广泛使用导致了电动车的发展几乎处于停滞状态。直到第二次世界大战爆发，各国为了缓解汽油供应紧张纷纷开始研究电动车，同时电动车也可以用于军事战争和人们日常生活保障品的运输。但是由于当时落后的蓄电池技术，电动车的性能发展受到很大的限制。随着战争的结束，电动汽车的研究逐渐放缓，各国不断减少研究的投入，电动车的发展再度陷入了停滞状态。大气污染到二十世纪九十年代已经引起了人们的高度重视。影响大气污染的因素有很多，其中近60%是来自于车辆的燃油排放。能源问题专家们同时提出石油资源不久将面临枯竭。面对压力，电动车技术开发的高潮再度掀起，发达国

11、家和一些发展中国家开始关注电动汽车技术的研究和发展，各大汽车公司开始重视电动汽车的研究，纷纷投入人力和物力研究电动汽车。在环保与石油危机的呼声中，电动汽车的研究进入持续发展的新阶段。在各国政府的支持和各有关汽车公司、院校的共同努力下，研制出了适用于电动车的各种电动机和车辆专用电池。电动车技术的发展也算是取得了一些可喜的进步。目前日本、美国、俄国和德国等国家在电动汽车的研究上取得较大进展。日本很早就意识到电动汽车的重要性，在1965年他们便把研制电动汽车确立为国家计划，1997年又推出了ACF计划（先进的清洁能源汽车计划）。型号为FCX的清洁能源汽车预计于年底投入市场，其最高速度可达130km/

12、h，加满氢气后，最多能行驶335公里，该车最初是为政府机关和东京的一些社团组织设计的。从98年开始，美国各大汽车公司的电动汽车技术的发展已经取得了很大的进展，并已经研究出多种型号的样车。在其发展电动车的十年计划中（20012010），为了更好的发展电动车的关键技术他们把纯电动车和混合电动车商业化确立为目标，使得电力电子、燃料储能、汽车系统和轻型材料等关键技术得到了很好的研究与发展。除了美国和日本，德国的电动车技术也得到了很好地发展。他们在蓄电池电动车，燃料电池电动车和混合动力电动车等方面都进行了大量的研发工作并取得了不错的成果。随着世界各国的关注，我国政府也已经确定了电动车研发运作的规划，启动

13、了“十五”电动车重大专项科技的全面计划。1998年7月，为了更好的推动电动车的发展，由国家电动车领导小组办公室和国家科委牵头，在汕头南澳岛设立了中国EV现场测试示范区来推动电动车的发展。1.3 电动小车的特点及关键技术电动车的关键技术是系统总体机电一体化技术及车身技术。在设计电动车时由于受电动车车载能源密度的限制，必须考虑的技术问题有：改善车体材质以使得整车重量得到减轻；充分合理的利用空间；最大可能的减小轮胎滚动阻力；选择用电动机代替内燃机这样可以改变车辆的结构，这样不仅可以使车辆结构更加灵活，也可以选择更多的驱动方式。电动车所用的电动机属于电动汽车的关键部件之一，对高功率密度、可控性良好的电动机的研究与开发显得格外的重要。为使得电动汽车有良好的使用性能以及电机驱动系统执行部件有良好的可控性，这要求电动机体积小、重量轻、效