浅谈电动汽车结构布置及设计

【摘要】随着现代城市交通行业的不断发展，汽车逐渐成为人们工作和出行中相对重要的一种运输工具，不仅能够缩短出行时间，也给使用者带来较为明显的享受，保证人们生活质量得到提升。电动汽车的研发和设计在汽车行业中得到了越来越普遍的重视，本文主要对电动汽车结构布置以及设计方法和理念进行探讨，为我国汽车结构的自主创新和汽车行业的发展奠定夯实的理论基础，提供一定的市场参考价值。

【关键词】电动汽车；结构布置；设计探讨

在经济社会不断发展的影响下，当前汽车保有量已经超过了10亿数字，新增的使用车辆数量更是逐渐上升，而由此引发的环境污染、能源损耗问题得到了越来越多领域的重视。根据相关预测来分析，地球存在的石油资源只能够维持在100年左右，汽车发动机诱发的排气量在空气污染源中占据的比例也逐渐上升，因此，电动汽车结构布置和设计研究工作具有现实的意义。

一、电动汽车基本结构分析

（一）基本结构

电动汽车系统主要由电力驱动子系统、主能源子系统、辅助控制子系统等三个不同的子系统组成。

其中电子驱动子系统由电动机、电子控制器、功率转换器、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、充电系统、能量管理系统构成；控制动力转向、控制温度变化、辅助动力供给等是辅助控制子系统的功能；由于电动汽车进行制动时，电源会吸收再生制动动能，但是这个时候的功率流方向是相反的，所以功率转换器的作用主要是调节电源与电动机之间形成的功率。辅助控制子系统结合电子控制器发出的控制指令和制动踏板输入、加速踏板输入的相关信号一起来控制功率转换器的功率装置。

（二）电驱动的结构形式

因为不同类型的电动汽车电力驱动系统结构不同，按照电力驱动系统之间的区别，可以将电动汽车分为六种不同的类型。包括靠差速器、变速器、电动机、以及离合器等运转的电动发动机前置前轮驱动的燃油车，来实现转变和发展的电动车举例，其中变速器是有着不同速比的齿轮机构，驾驶员能够确定不同的变速比，并将力矩传递给车轮。离合器的工作作用则主要是接通和切断车轮与电动机之间的传递，是传递的动力；其次，若利用有着固定速比的减速器来替代离合器，则能够降低机械传动装置的实际质量以及体积。这类电动汽车的电力驱动系统则是由有着固定速比的减速器、电动机、差速器构成，因为不具有可以变换的变速档位、离合器，从而无法提供较为理想的转速或者转矩特性，不适用发动机燃油汽车。

（三）储能装置结构类型

选择不同的储能装置可以构成不同的电动汽车结构，包括不同燃料电池、高速飞轮、超大电容器以及不同蓄电池等。首先，电动汽车将蓄电池当成动力源，可以将蓄电池布置在电动车的地盘或者尾部，所选择的蓄电池需要质量好且耐用一些的，并且在汽车工作的过程中能回收比能量。这些能量会对汽车实际的行驶里程产生影响，延长汽车实际行驶的里程。并且比功率也会对汽车的实际爬坡能力和加速性能产生影响。其次，燃料电池需要的氢气除了经过压缩的氢气、金属氢化物、液态氢的状态进行储存，还能够在汽油、甲醇等常温液态燃料的使用过程中出现。最后，除了使用蓄电池，其实在实际生活中我们还可以利用其它的材料充当储能设备，只要懂得发电原理就能轻松搞定，譬如：燃料电池就可以充当这一角色。蓄电池和燃料电池它们各有优缺点，蓄电池能够回收利用，并且提供的功率比较高，燃料电池则有不能回收利用的劣势，但是它可以提供比较高的动力，如果把两者结合使用，就可以很好的规避它们各自的劣势，充分使用其优势，最终产生强强联合的功效。

二、电动汽车设计过程中需要明确的问题

电动汽车的研究和使用促进了汽车动力装置的改革新潮，并且对汽车理论、设计、计算等各个系统要求、构成方面都有着很明显的影响，增加了全新的概念、内容、思路，在实际设计过程中需要能够明确以下问题。首先，电动汽车的设计以及使用虽然获得了较为显著的进步，但是，其依然属于“能量短缺”的车辆范畴之内，怎样更好地对车载能量进行使用，这也是实际设计过程中需要考虑的一个核心问题，在设计阶段要能够对汽车的主要形式和途径进行利用，城区道路交通中的轻型载货车、小客车大都选择市区行驶循环的方式，和公路行驶汽车相比较，其启动较为频繁，能量使用效率相对较低，对于加速以及排放要求较高，而对于续驶里程的要求则相对较低，这就为更好地使用制动回收能量提供可能。在高速公路上面行驶的电动汽车对于续驶里程和汽车速度要求则相对较高。其次，为了能够降低小汽车质量，电动汽车设计过程中需要考虑的另一个问题则是怎样才能加大对减速制动回收能量的使用。当前的柴油机车和汽车在进行电动汽车改造过程中存在较大的困难，需要结合电动汽车的实际特点来设计更加轻盈的地盘以及车身，来满足电动汽车高性能的要求。最后，电动汽车的价格大都要高于常规性的汽车，在进行开发的初期，人们大都试着将汽油车或者是柴油机车来加工改造成电动汽车，为了能够降低改造过程中所用的成本，在选择部件的时候要选技术成熟，节能的部件；在综合比较与分析的时候，要能够确保电动汽车的规格、性能参数，选择混合动力、纯电动，明确需要选择的电池形式、控制方案以及驱动系统等。

总结

传统的内燃机汽车和电动汽车相比之下，电动汽车最明显的优势就是能源利用率较高。电动汽车通过火力发电厂发电、电机、输配电以及充电设备的使用，获得的原始燃料有用能量为20%左右，若使用水能、太阳能以及原子能进行发电，则利用率会更高。总之，为了能够提升汽车使用过程中的能源利用率，有关部门要能够投入更多的资金、技术、政策支持，从而保证电动汽车能够更好地投入到使用中，减少能源损耗，产生更大的经济和社会效益。

参考文献

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[2]陈清泉.21世纪汽车革命的方向——谈新能源汽车最新进展和挑战[J].国家电网，2007（04）.

[3]尹安东，王泽平，赵韩，张炳力.基于ADVISOR的电动汽车动力性能仿真分析[J].客车技术与研究，2007（01）.

作者简介

危哲（1987-），男，汉族，江西东乡人，本科，汽车实训中心副主任，单位：上海民远职业技术学院，研究方向：汽车运用技术.