基于纯电动汽车关键零部件的布置研究论文

1前言

随着环境污染和能源短缺成为日益突出的问题，美国和日本等发达国家都投入大量人力物力进行新能源汽车的研发，也取得了显著的成果，其中日产leaf纯电动汽车在世界范围内已经销售超过10万辆。我国在最近几年也非常重视纯电动汽车的发展，并且出台了很多相关的鼓励政策，各大汽车公司也都在布局新能源汽车这一新兴市场，最近几年市场上相继出现了多款纯电动汽车。国内纯电动汽车的开发大部分是在原来三厢汽油车的基础上变化而来，因此在纯电动汽车的布置时不仅要考虑到原车的相关布置边界，尽量减小对原车的改动，又要将纯电动汽车新增的部件合理地布置到整车上去，满足纯电动汽车的相关要求。纯电动汽车的总布置工作考虑动力电池和动力总成等大总成部件，还要充分考虑充电动机、配电盒、电机控制器等。因此，纯电动汽车的布置工作相对汽油车有了较大的变化。本文将从重要总成部件及关键零部件的总布置出发，着重阐述纯电动汽车总布置的方法及实际总布置过程需要注意的问题。

2纯电动汽车关键部件布置分析

(1) 动力电池布置纯电动汽车由于续驶里程的要求，导致动力电池的体积和重量都比较大。目前主流纯电动汽车的动力电池都布置在前地板下方，这种布置会对车身、座椅、人机和前后轴荷造成一定影响。在布置动力电池时，一般注意以下几个方面的`问题：

①动力电池布置在前地板下方时，为了保证合理的离地间隙和尽量增大动力电池体积，一般会引起车身前地板抬高，如图2所示，若抬高太多则会对前排乘客的人机舒适性造成影响。因此，需要在电池电量和人机舒适性之间取一个合理的平衡。动力电池后端一般受限于与后悬架，在不与后悬架干涉的情况下，应尽量增大后部尺寸，因为一般动力电池后部的高度较大，如图3所示，增加后部尺寸对增大动力电池电量较为明显，从而尽量增大整车续驶里程。

②当动力电池布置在前地板下方时，前地板下方需要提供一个面积较大、较为平整的区域来安装动力电池，这样势必引起前地板左右纵梁的改动 (前地板的下方一般有左右纵梁以加强地板结构)，在改动地板左右纵梁时，通常要考虑纵梁的前后贯通、电池碰撞安全、车身碰撞安全等，从而确定一个最大的左右纵梁宽度，动力电池须在此范围内设计。

③动力电池布置在前地板下方一般会引起前地板向上凸起，从而影响前排人机、座椅厚度、后排人机等。一般先确定一个较为舒适的R点和踵点位置，座椅专业根据该位置确定座椅在高度方向所需的尺寸，由此就可以确定动力电池在高度方向上的极限位置了。

④纯电动汽车的动力电池一般质量都在300kg以上，因此在布置动力电池时一定要计算其对前后轴荷带来的影响，并且分析底盘承载能力能否满足要求。动力电池引起的轴荷变化还会对操纵稳定性造成一定影响。据分析，前移动力电池、降低动力电池高度和减轻动力电池重量一般有利于提升整车响应特性，从而提高整车的操纵稳定性。

(2) 动力总成布置纯电动汽车动力总成由电动机和减速箱组成，相比传统汽油发动机和变速箱组成的动力总成，纯电动汽车动力总成的体积相对较小，并且没有进气系统和排气系统，因此，纯电动汽车动力总成布置更容易。

3总结

关键零部件的布置工作是个系统工程，既要确保整车零部件、系统装配的集成、合理的空间间隙和功能安全，实现功能参数的最佳空间利用，又要对电机性能、动力电池和高压安全等相关知识比较熟悉，才能进行合理布置。关键零部件的布置工作是比较上游的设计工作，其好坏直接影响下游设计的难易程度，在布置工程中需要协调车身、动力系统、电池、内外饰、造型等相关部门，最终达到一个各专业设计都比较合理的布置方案。