设计技术

电动汽车结构布置及设计 赵 云 (福州大学机械工程学院 3 5 0 0 0 2 ) 摘要：本文从分析电动汽车基本结构的布置入手，论述了电动汽车设计中应该注意的几个问题。关键词：电动汽车结构布置设计

f前言 随着科学技术的进步与经济的发展，汽车已成为人们日常生活中一刻也离不开的代步和运输工具。汽车缩短了人们之间的距离，促进了旅游业的发展，带来了舒适和享受，改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量，汽车工业己经成为改变整个社会面貌的一个重要手段。但同时，汽车工业的发展所带来的对石油资源需求的急剧增加和对环境严重的负面影响，日益弓}起了人们的关注。目 前，世界上各种汽车的保有量超过 6亿辆，每年新生产的各种汽车约 3 5 0 0万辆，按平均每辆汽车年消耗 1 01 5桶石油及石油制品计算，汽车的石油消耗量每年达到6 07 0亿桶，约占世界石油产量的一半以上，石油资源的开采每年达到几十亿吨。经过长时期的现代化大规模地开采，石油资源日渐枯竭，按科学家预测，地球上的石油资源如果按目前的消耗水平，仅仅可以维持 6 01 0 0年左右。随着汽车保有量的增加汽车发动机的排气对大气造成的“直接污染”愈来愈严重，根据国家环保中心预测 2 0 1 0年汽车尾气排放量将占空气污染源的 6 4%。基于燃油内燃机汽车的上述两个方面原因，人们又开始关注电动汽车。 电动车所使用的充电电力均由电厂供应，电厂发电所使用的能源可包括石油、煤炭、水力、核能、地热、太阳能、风力等，由此可见，电动汽车能广泛利用各种能源。传统内燃机汽车使用汽油、柴油作燃料，将原油提炼成汽油、柴油，并经过运输、分配等环节，大概

要消耗掉 3 0%的原油具有的能量。所采用的内燃机的有效效率一般为3 0%,机械效率为7 5%,因此输出轴只能获得 2 2 . 5%的可利用能量。而电动汽车经过火力发电厂发电、输配电、充电、电机等设备使用能量损失，最终大约可获 2 0%原始燃料的有用能量。如果利用太阳能、水能、原子能等发电，则利用率会高一些。如果采用将化学能转变为电能的燃料电池，则电池利用率可达 5 0%左右。根据图 1 所示传统汽车能量分配，在城市行驶的汽车受交通管制的约束，经常要经过停车一起动一行 驶的过程。停车时发动机处于等待状态，要消耗较多的能量，

约1 9%,发动机本身、附件及 传动系统的能量损耗分

别占 5 8%, 2%, 6%,所以从外界输入车用发动机 1 0 0%的燃料能量，最终大约只有巧%用于驱动车轮。如果同时采用一台小排量 发动机及电动机组成的混合动力装置，则发动机本身的损耗就会减少。汽车在城市行驶时可以只用电动机驱动，在交通路口停车等待通行时，可以不消耗能量，另外汽车在减速及制动时可以回收一部分运动能量用于发电。从传统汽车能量

图 1传统汽车能量的分配及损耗

分配及损耗分析，节省的这三部分能量可达2 4%以上。当然汽车采用电动后，自重的增加要增加克服滚动 及迎风阻力的能量损失，然而综合起来，还是会节约能源。电动汽车可以无排放、零排放，这对改善空气质量保护环境具有重要意义。电动汽车如采用燃煤生产 的电力，电厂可建在远郊区或人烟稀少的地区。集中控制和处理 C 0 2等有害排放物更容易、更有效。当然还可以采用对环境无害的太阳能、风能、水能等发电。