【摘要】隨著現(xiàn)代城市交通行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車逐漸成為人們工作和出行中相對重要的一種運(yùn)輸工具，不僅能夠縮短出行時(shí)間，也給使用者帶來較為明顯的享受，保證人們生活質(zhì)量得到提升。電動(dòng)汽車的研發(fā)和設(shè)計(jì)在汽車行業(yè)中得到了越來越普遍的重視，本文主要對電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)布置以及設(shè)計(jì)方法和理念進(jìn)行探討，為我國汽車結(jié)構(gòu)的自主創(chuàng)新和汽車行業(yè)的發(fā)展奠定夯實(shí)的理論基礎(chǔ)，提供一定的市場參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車；結(jié)構(gòu)布置；設(shè)計(jì)探討

在經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展的影響下，當(dāng)前汽車保有量已經(jīng)超過了10億數(shù)字，新增的使用車輛數(shù)量更是逐漸上升，而由此引發(fā)的環(huán)境污染、能源損耗問題得到了越來越多領(lǐng)域的重視。根據(jù)相關(guān)預(yù)測來分析，地球存在的石油資源只能夠維持在100年左右，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)誘發(fā)的排氣量在空氣污染源中占據(jù)的比例也逐漸上升，因此，電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)研究工作具有現(xiàn)實(shí)的意義。

一、電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)分析

（一）基本結(jié)構(gòu)

電動(dòng)汽車系統(tǒng)主要由電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)、輔助控制子系統(tǒng)等三個(gè)不同的子系統(tǒng)組成。

其中電子驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)車輪組成；主能源子系統(tǒng)由主電源、充電系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)構(gòu)成；控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向、控制溫度變化、輔助動(dòng)力供給等是輔助控制子系統(tǒng)的功能；由于電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，電源會吸收再生制動(dòng)動(dòng)能，但是這個(gè)時(shí)候的功率流方向是相反的，所以功率轉(zhuǎn)換器的作用主要是調(diào)節(jié)電源與電動(dòng)機(jī)之間形成的功率。輔助控制子系統(tǒng)結(jié)合電子控制器發(fā)出的控制指令和制動(dòng)踏板輸入、加速踏板輸入的相關(guān)信號一起來控制功率轉(zhuǎn)換器的功率裝置。

（二）電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式

因?yàn)椴煌愋偷碾妱?dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，按照電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的區(qū)別，可以將電動(dòng)汽車分為六種不同的類型。包括靠差速器、變速器、電動(dòng)機(jī)、以及離合器等運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的燃油車，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變和發(fā)展的電動(dòng)車舉例，其中變速器是有著不同速比的齒輪機(jī)構(gòu)，駕駛員能夠確定不同的變速比，并將力矩傳遞給車輪。離合器的工作作用則主要是接通和切斷車輪與電動(dòng)機(jī)之間的傳遞，是傳遞的動(dòng)力；其次，若利用有著固定速比的減速器來替代離合器，則能夠降低機(jī)械傳動(dòng)裝置的實(shí)際質(zhì)量以及體積。這類電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則是由有著固定速比的減速器、電動(dòng)機(jī)、差速器構(gòu)成，因?yàn)椴痪哂锌梢宰儞Q的變速檔位、離合器，從而無法提供較為理想的轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)矩特性，不適用發(fā)動(dòng)機(jī)燃油汽車。

（三）儲能裝置結(jié)構(gòu)類型

選擇不同的儲能裝置可以構(gòu)成不同的電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)，包括不同燃料電池、高速飛輪、超大電容器以及不同蓄電池等。首先，電動(dòng)汽車將蓄電池當(dāng)成動(dòng)力源，可以將蓄電池布置在電動(dòng)車的地盤或者尾部，所選擇的蓄電池需要質(zhì)量好且耐用一些的，并且在汽車工作的過程中能回收比能量。這些能量會對汽車實(shí)際的行駛里程產(chǎn)生影響，延長汽車實(shí)際行駛的里程。并且比功率也會對汽車的實(shí)際爬坡能力和加速性能產(chǎn)生影響。其次，燃料電池需要的氫氣除了經(jīng)過壓縮的氫氣、金屬氫化物、液態(tài)氫的狀態(tài)進(jìn)行儲存，還能夠在汽油、甲醇等常溫液態(tài)燃料的使用過程中出現(xiàn)。最后，除了使用蓄電池，其實(shí)在實(shí)際生活中我們還可以利用其它的材料充當(dāng)儲能設(shè)備，只要懂得發(fā)電原理就能輕松搞定，譬如：燃料電池就可以充當(dāng)這一角色。蓄電池和燃料電池它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，蓄電池能夠回收利用，并且提供的功率比較高，燃料電池則有不能回收利用的劣勢，但是它可以提供比較高的動(dòng)力，如果把兩者結(jié)合使用，就可以很好的規(guī)避它們各自的劣勢，充分使用其優(yōu)勢，最終產(chǎn)生強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的功效。

二、電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)過程中需要明確的問題

電動(dòng)汽車的研究和使用促進(jìn)了汽車動(dòng)力裝置的改革新潮，并且對汽車?yán)碚?、設(shè)計(jì)、計(jì)算等各個(gè)系統(tǒng)要求、構(gòu)成方面都有著很明顯的影響，增加了全新的概念、內(nèi)容、思路，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要能夠明確以下問題。首先，電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)以及使用雖然獲得了較為顯著的進(jìn)步，但是，其依然屬于“能量短缺”的車輛范疇之內(nèi)，怎樣更好地對車載能量進(jìn)行使用，這也是實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要考慮的一個(gè)核心問題，在設(shè)計(jì)階段要能夠?qū)ζ嚨闹饕问胶屯緩竭M(jìn)行利用，城區(qū)道路交通中的輕型載貨車、小客車大都選擇市區(qū)行駛循環(huán)的方式，和公路行駛汽車相比較，其啟動(dòng)較為頻繁，能量使用效率相對較低，對于加速以及排放要求較高，而對于續(xù)駛里程的要求則相對較低，這就為更好地使用制動(dòng)回收能量提供可能。在高速公路上面行駛的電動(dòng)汽車對于續(xù)駛里程和汽車速度要求則相對較高。其次，為了能夠降低小汽車質(zhì)量，電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)過程中需要考慮的另一個(gè)問題則是怎樣才能加大對減速制動(dòng)回收能量的使用。當(dāng)前的柴油機(jī)車和汽車在進(jìn)行電動(dòng)汽車改造過程中存在較大的困難，需要結(jié)合電動(dòng)汽車的實(shí)際特點(diǎn)來設(shè)計(jì)更加輕盈的地盤以及車身，來滿足電動(dòng)汽車高性能的要求。最后，電動(dòng)汽車的價(jià)格大都要高于常規(guī)性的汽車，在進(jìn)行開發(fā)的初期，人們大都試著將汽油車或者是柴油機(jī)車來加工改造成電動(dòng)汽車，為了能夠降低改造過程中所用的成本，在選擇部件的時(shí)候要選技術(shù)成熟，節(jié)能的部件；在綜合比較與分析的時(shí)候，要能夠確保電動(dòng)汽車的規(guī)格、性能參數(shù)，選擇混合動(dòng)力、純電動(dòng)，明確需要選擇的電池形式、控制方案以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。

總結(jié)

傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車相比之下，電動(dòng)汽車最明顯的優(yōu)勢就是能源利用率較高。電動(dòng)汽車通過火力發(fā)電廠發(fā)電、電機(jī)、輸配電以及充電設(shè)備的使用，獲得的原始燃料有用能量為20%左右，若使用水能、太陽能以及原子能進(jìn)行發(fā)電，則利用率會更高?？傊?，為了能夠提升汽車使用過程中的能源利用率，有關(guān)部門要能夠投入更多的資金、技術(shù)、政策支持，從而保證電動(dòng)汽車能夠更好地投入到使用中，減少能源損耗，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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作者簡介

危哲（1987-），男，漢族，江西東鄉(xiāng)人，本科，汽車實(shí)訓(xùn)中心副主任，單位：上海民遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：汽車運(yùn)用技術(shù).