未来智能车的构想与设计.doc

未来智能车的构想与设计 作者姓名 贾一帆 695424875@ 吴宙平 wuzhouping2010@ 范士琦 452928343@ 作者单位 吉林大学汽车工程学院车辆工程卓越工程师班 日期 2010年11月26日 摘要Abstract （中英文） 本报告从车的发动机，底盘，车身和电气设备四个方面构想并简单设计了一款智能车，其重点在于该车的动力系统与悬架系统，对传感器与电脑也进行了简单布置。 This report explains a thought and a simple design of a intelligent car, including engine, chassis, car body and electric facilities. The stresses are the motive force system and the suspension. We also design the sensors and the computer generally. 前言（Introduction） 上一个报告我们对智能车应具有的功能和技术从交流，感觉，思考，行走和交通设施等方面进行阐述。在上一个报告所探讨的基础上，本报告将基于我们认为的智能车的功能，功用以及技术设计一款智能车的雏形。我们的设想在保证合理的工程约束和可行性的基础之上进行了一定的创新。我们将就发动机、底盘、车身和电气设备对这款智能车进行设计。本报告只谈设想，不涉及具体的制造方案。 第一部分 发动机 我们决定采用四个独立的高压（约400V）电动机分别驱动四个车轮。用电动机作为动力除清洁，环保，体积小外还有许多优点，这在下一部分的论述中将凸显出来。我们对现当代电动机技术不甚了解，但我们要求所使用的电动机必须能够适应快慢不同的转速，转速变化范围广（因为我们不准备使用变速箱），而且扭矩大，以保证加速顺畅和各项动作的需要。高电压是为了适应用作动力的电动机功率大，能耗相对其它电机较高的特点。当然，这也对电池要求很高。普通的锂电池作电源的电动汽车续航里程在200公里以内。燃料电池成本高，易故障，而且大多只能用气体燃料。所以为了增加续航里程，我们决定在车身后方加一个小型燃气涡轮发动机，必要时为锂电池组充电以增大续航里程。燃气涡轮发电机具有工作稳定，热效率高的特点，可以减少能量损失。另外，燃气轮机对燃料没有特殊的要求，只需稍加改动，就可以在汽油，乙醇等燃料之间变化。 第二部分 底盘 我们本想采用Audi RSQ那样的电磁感应驱动的球形车轮以实现高灵活性，但经过论证之后，我们没有采用。这种车轮局限性很大比如不宜更换轮胎，成本高，而且轮胎与地面接触面积太小以至于抓地力不强，而且实现起来技术复杂。我们还是采用传统的圆柱形轮胎，但是我们的悬挂系统采用了高灵活性的设计。 由于我们采用了四个独立的电动机来驱动每个车轮，电动机与车轮之间是直接的，刚性的连接，或者干脆说电动机使车轮的一部分，那我们就免去了复杂的传动系统，也没有了许多单一动力源所带来的种种限制。传统汽车要想实现较好的四轮驱动，要有变速箱，差速器，传动轴，万向节等复杂的机械装置，不仅不易实现四个车轮上动力的最优分配，而且还限制了四个车轮的位置。每个车轮有一个电机，中央电脑可以动态的分配每个电动机的电压，非常灵敏迅速的适应各种情况，达到四轮动力的最优分配。传统的摩擦制动系统可以免去，当车轮电机通入反向电压时即实现制动。而且四个车轮的位置也不必固定，这就使车子能够更加灵活，适应各种路况。我们的设想是，像马的四肢那样的装置连接底盘与带有电机的轮子。具体地说是每个车轮及其电机连接着一个电控可伸缩的杆，这个杆的另一端通过电控液压装置可活动地连接在底盘上。不管别的，舒适性首先得到了提升。车轮不再位于车子的正下方，竖直方向的颠簸不能直接传递给乘员，而是通过与车身成一定角度的连杆传递，这样竖直方向上的震动就很容易通过连杆与车身角度的轻微变化被吸收。此时减震器将不再需要垂直应用的螺旋弹簧，而是由四个可调扭矩的扭转弹簧和对应的阻尼装置组成。四根杆的长度，与车身倾角都动态地受电脑调节，从而适应各种地形，应对各种情况都比传统车轮固定汽车优秀许多。比如，要开上高出马路的人行道，可以缩短一个连杆升高一个轮子，形成一个短暂的三轮着地状态，将升高的轮子落在人行道上，其他轮子采用类似方法，避免了硬冲上去。 停车时，四根连杆均缩到最短长度，轮子缩回到车身下方，与现当代轿车的车轮位置相似。 另外，由于我们采用了这种结构，那么对连杆与车身连接处以及车身整体强度都有很高的要求。承载式车身不能很好的满足这种设计，所以我们采用非承载式车身。用大梁来连接这四根连杆，车身不再承受来自四个方向时刻不同的压力，从而提高平稳性和安全性。 以上