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联协研发电动汽车最佳结构的四大基础部件以赶超世界领先-论文网

时间:2014-11-08  作者:王贵明,王金懿
这从设计制造来讲是最简单方便,也是众多汽车厂家快速研发所谓新能源汽车的捷径,分析其原因与目的也就不言而喻。分析现所研发的电动汽车因没从结构上作突破性改进,使性价比也难有突破性提高以满足民众要求。为此,国家近期推出私人购买新能源汽车实施财政补贴的相关措施。这虽说明国家对节能环保的重视,但由于没从根本上解决问题,所以即为被动,也只能为短期。前述通过综合分析各相关理论,已充分说明未来电动汽车的最佳结构应由所述四大基础部件组成,这也更便于实施专业化流水生产模式来极大提高性价比。但针对现有技术:最佳驱动方式的轮毂电机由于受结构体积限制,功率还一时难能达到较大汽车动力要求;而各类蓄电池比能量、比功率还未能大幅度提高,增大更多蓄电池组合势必存在增加成本和车载自重等弊端。针对纯电动汽车存在能量不富裕的瓶颈口,采取前述小而全的节源环保型电动微轿车即可较容易地实施由四大基础部件组成的电动汽车最佳结构及各种性能优化措施,通过结构上的突破性改进来极大提高性价比。它按技术发展需先易后难、循序渐进,即先用相对较低的经费来尽快研发以利推广,再经技术与经济互为促进良性循环来发展,以达到技术进步和经济效益双赢。因此该电动微轿车是未来电动汽车最佳结构的发展雏形,以安全经济实用适于向民众推广为前提,是一种高起点、低要求的现实型发展模式。即为电动汽车商品化找到突破口。也为尽快掌握未来汽车关键技术建立必要的技术储备。并且按我国家庭小型化和交通资源紧缺的国情,其普及推广均有利于解决能源、环保、交通以及改善民众生活品质等诸多问题。

对于微型车的适用面,由于恰好我国家庭呈小型化结构,随生活水平提高,私家车销量将占最大部分。例如我国电动自行车几乎在没有任何政府资助,甚至在某些地方限制政策的压力下,顽强地发展成产销量占全球90%以上,技术已处世界领先的全球最大电动自行车生产国、消费国和出口国。该众所周知的不争事实也说明它与我国百姓需求和国情特点紧密相关。而电动微轿车与电动自行车相比,安全性、舒适性都要好许多。坐在车内也可免遭日晒雨淋风吹尘土之苦。并采用最佳结构的四大基础部件布局,极大提高汽车的安全性、稳定性和操控性,使成本按专业化流水生产模式可极大降低。电动微轿车的安全车速和载坐人数都比电动自行车高,因此人均占用交通资源的“面积·时数”比电动自行车或传统轿车都更经济。更适于向全民普及推广,随电动微轿车性价比提高,将同时取代传统私家车和有争议的大量电动自行车。

值得可庆的是:即将出台《新能源汽车产业发展规划》的意见征询稿,其中也已提到:“要建立和完善小型低速纯电动汽车标准法规体系”。针对该类所谓非道路车辆,从反对到鼓励的过程,也说明国家已切实体验到:纯电动微轿车即有适合我国家庭小型化的市场优势,又可打开纯电动汽车能量不富裕的瓶颈口。对纯电动汽车车速和续驶里程两项指标,按现有技术,它与电机功率和蓄电池容量确是一对矛盾。两项指标提高必增加车载自重和成本,且车载自重增加也使动力性大打折扣,即会引起相应的恶性循环。而所提出的由四大基础部件组成电动汽车最佳结构的优点之一是简化结构而减轻车重,相对动力性起到相应的良性循环。所以该两项指标的提升也应遵循技术与市场经济须互为促进的规律。回顾当初发动机技术还不成熟时,其车速也均较低。反过来目前要人们再来接受较低车速确有难度,但在城市区域现可行驶的实际车速也只能是60km/h。即按实际可能行驶路况,对车速和续驶里程相对电机功率和蓄电池容量的匹配必应有最佳选择。且恰如其分的匹配对节能起到更直接的效果。为降低能耗结合我国家庭小型化特点,也已有厂家推出单排两座微型轿车,结构同样有传统燃油汽车和纯电动汽车两种。由于该单排两座的微型轿车与所述节源环保型电动微轿车有较大的可比性,所在此特列表比较如下,从中也可进一步了解它与传统燃油汽车和现已研制的电动汽车之间的区别,以说明节源环保型电动微轿车的发展优势。

附表现有单排两座微型轿车与节源环保型电动微轿车比较

车型

单排两座的微型轿车

节源环保型电动微轿车

传统燃油汽车

纯电动汽车

结构

需包含发动机及冷却水系统、排气消音系统和油箱等许多辅助装置,变速箱,万向传动部件,驱动桥及机械差速器等众多机械装置。

仅省去发动机与其辅助装置,可简化变速箱。但增加了电机和大量蓄电池使结构很紧凑。对微型车可减小电机功率和蓄电池能量。

由未来电动汽车最佳结构的四大基础部件加车身与内饰组成。省去了大量响应滞后、体积庞大而沉重的机械、液压(需常运转而增加能耗)部件,降低了成本,结构十分简洁,所腾出的许多有效空间便于大量蓄电池的布局,并可降低车辆质心高度,以提高汽车侧向稳定性。

驾驶位车前正中央,对车两边瞭望视觉一致,更便于把握方向和安全行驶,

性能

存在响应滞后的大量机械、液压部件,性能难以有较大的优化提高。

采用四轮驱动(提高地面附着力和通过性)四轮转向(减小转弯半径,提高高速转向稳定性和响应性),并利用高速发展的微机控制、传感测量和电机的快速响应性,易实现更好的性能优化,全面改善汽车的驱动、制动、转向各性能指标,提高汽车的操控性、安全性和稳定性。

能耗

比普通轿车减少了能耗。

比微型车的车载自重还有所减少,风阻随迎风面积也减小了一半,可进一步减小能耗。

座位数与款式

仅限于2人座

以两排三座为基型。可有35座加长型;为购物可方便改装的皮卡型;配有专供领导办公用的各种无线通讯设施的22座专车型等多种款式。以适应各类层次人群需要。

交通问题

与一般轿车类同,几乎不能节约交通资源,随私家车普及必引起交通拥堵。

可节约交通资源1倍多,为改善交通,确保汽车保持高效便捷的基本功能建立了必要前提。

推广前景

沿袭传统汽车结构设计,受其技术制约,性价比难以突破性提高。

结构上的突破性变革充分发挥了微电子、电机等技术优势,四大基础部件便于流水作业以极大提高性价比,为掌握未来电动汽车最佳结构的核心技术,创世界领先水平建立前提。

对于电动微轿车因轮距减小会降低侧翻阈值,需通过四轮毂电机驱动电子差速转向等措施来降低车辆质心高度,使其具有与豪华轿车相同或更好的侧向稳定性。现以3人座的基本型为例,说明其规格和成本等。它由最佳结构的四大基础部件加车身与内饰组成,结构与造型可参考前述附图,车门为两边单开,即前排为左开门,后排为右开门。车的长/宽/高约为2800×900×1400mm,采用最佳结构可极大减化机械机构而降低车载自重,车的自重约为280kg,允许加载220kg,即车额定负荷500kg。该车载荷与正面迎风面积(随车宽)的减小,使滚动和空气两种常存阻力都减少许多。而坡度和加速两种短时阻力可利用电机应有的较高短时过载能力。由四台功率均为800W的多功能轮毂电机驱动,蓄电池容量约为5.4kWh。参考电动自行车重40kg,加载1人重75kg,即车额定负荷115kg,电机功率为200W,蓄电池容量为430Wh。
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