超微型可折叠电动汽车关键技术研究

摘要

本课题选题为超微型可折叠电动汽车，分析了国内外相关领域的发展和研究现状，利用现代设计方法对整车进行总体设计，包括部分关键零部件的选取和参数设定，创新地提出连杆式车身实现整车的折叠。在完成了设计工作的基础上，利用Pro/E软件建立三维仿真模型并按预设运动装配，完成了折叠机构的干涉性检验，运动学和动力学分析;利用ANSYS Workbench软件对所设计的车架进行结构静力学分析，验证了超微型可折叠电动汽车车架设计的合理性，综合全文内容，总结如下:
　　(1)介绍了汽车产业发展带来的全球环境污染与能源大量消耗的大背景下，发展节能与新能源汽车的需求，纯电动汽车的主要动力来源—电池的发展情况，微型纯电动汽车发展方向，已经停车堵车等一系列交通问题等研究超微型可折叠电动汽车的背景意义，分析了国内外电动汽车的发展及研究现状，分析了国内外可折叠电动汽车领域的研究现状，综合分析后提出了超微型可折叠电动汽车的概念。
　　(2)对超微型可折叠电动车的总体设计进行了系统的阐述，总体设计工作包括整车布置设计，动力系统部件选择，主要尺寸和参数确定，在分析了纯电动汽车动力平衡模型后，对所设计电动汽车的电动机、蓄电池的参数匹配都进行了详细的计算。然后，对适用于超微型可折叠电动汽车的悬架系统，转向系统等关键部件进行了设计和计算。
　　(3)对超微型可折叠电动汽车的折叠结构进行了设计与分析，在第二章完成了整车布置设计、动力系统部件选择，悬架和转向系统等部件设计、主要尺寸和参数确定的基础之上，吸收国内外多种可折叠汽车优点，设计出底盘和车身可同时折叠的连杆式车身，并利用ADAMS软件对杆长进行优化设计，优化后的各连杆长度使连杆机构具有最优传动角。然后为保证行车和驻车时折叠机构的稳定，设计了一种限位装置。之后利用Pro/E软件对整车各零部件分别进行建模并装配。装配过程中，利用Pro/E软件的优势，将有相对运动的连接处，设置对应的运动副，保留满足预设运动的自由度。然后利用Pro/E软件对所设计折叠机构分别进行了静态和动态干涉检验分析，验证了所设计机构的可行性，最后利用Pro/E软件建立的模型，对折叠机构分别进行了运动学和动力学分析，验证了所设计折叠机构的可行性。
　　(4)利用有限元分析方法，对所设计超微型可折叠电动汽车的车架进行了不同工况下的有限元静态分析，选择了静态工况下的满载弯曲、满载扭转和城市工况中的紧急转弯、紧急制动四种典型工况，分别施加不同的载荷，不同的约束条件，利用相应的有限元静态分析对上述工况进行模拟。通过模拟计算找出来所设计超微型可折叠电动汽车的车架在不同工况下的应力分布、位移变化等，得到了车架的强度和刚度特性。得到的计算结果可以为整车的车架结构优化设计和改进提供指导依据，从而减轻整车的重量并提高整车的经济性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外电动汽车研究现状

1．3 国内外可折叠汽车研究现状

1．3．1 底盘折叠式

1．3．2 车身折叠式

1．4 课题研究内容

2 超微型可折叠电动汽车总体设计

2．1 整车布置设计

2．2 动力系统部件选择

2．2．1 驱动电机的选择

2．2．2 蓄电池的选择

2．3 主要尺寸和参数确定

2．3．1 整车主要尺寸确定

2．3．2 电动汽车行驶功率平衡

2．3．3 电机参数确定

2．3．4 蓄电池参数确定

2．4 悬架系统设计

2．5 转向系统设计

2．6 本章小结

3 折叠机构设计与分析

3．1 折叠方案设计

3．2 折叠机构设计

3．3 折叠机构优化

3．4 限位装置设计

3．5 整车建模与装配

3．5．1 仿真建模概述

3．5．2 整车建模与装配

3．6 折叠机构干涉检验分析

3．6．1 静态干涉检验

3．6．2 动态干涉检验

3．7 折叠机构运动学与动力学分析

3．8 本章小结

4 车架结构分析

4．1 静力学分析概述

4．2 结构静力学分析基础

4．2．1 静力学分析理论依据

4．2．2 建模与添加材料属性

4．2．3 划分网格

4．2．4 施加载荷与约束

4．3 静态工况分析

4．4 城市工况分析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 课题研究的主要结论

5．2 课题后续研究方向及展望

参考文献

致谢

个人简历

在学期间发表的学术论文与研究成果