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文件名称:电动汽车设计与制造-课件 第3章 详细设计阶段.pptx
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总页数:36 页
更新时间:2025-06-17
总字数:约1.08万字
文档摘要

第3章详细设计阶段

3.1整车总布置3.2整车性能开发3.3整车功能开发目录

3.1整车总布置整车总布置是整车设计的核心工作之一,旨在合理安排各总成、零部件及乘员空间,满足法规、性能目标和客户需求。总布置工程师需具备经验与协调能力,平衡安全、造型等多方需求,确保整车功能与美观兼顾。下面我们将从平台化开发、电动汽车整车坐标系、底盘总布置、车身总布置、总布置图绘制5个方面讲解3.1.1、平台化开发平台化开发是指在相同架构上开发多种车型,核心模块如底盘、电池、动力总成共用,可以满足不同的产品定位。相较于传统“一车一开发”模式,平台化可显著降低研发、采购和制造成本,提高开发效率知名平台如大众MQB、蔚来NT平台、特斯拉Model3/Y通用平台等,共享率可达75%。平台化对总布置的影响:(1)平台化使总布置不再从零开始,只需调整关键参数如轴距、电池包、人机空间等。(2)布置流程变为:平台选型-参数调整-性能验证-迭代优化。(3)总布置工程师从具体车型开发者转化为平台架构的参与者,需具备系统型视角与协调能力。

3.1整车总布置3.1.2、电动汽车整车坐标系电动汽车的整车坐标系定义与燃油车基本一致(如图3-1),一般将前轮轴中心点作为整车坐标的原点,也有将保险杠最前点作为原点的(如通用汽车);Z方向的正方向为垂直地面(总布置图一般用前后轮心连线或者车身的下沿作为水平方向基准,地面不一定水平)指向车顶的方向;X方向的正方向为从车头指向车尾,平行于水平地面的方向;Y方向的正方向为指向车右侧的方向(也可根据X和Z方向通过右手原则来确定)。图3-1电动汽车整车坐标系

3.1整车总布置3.1.3、底盘总布置电动汽车的底盘总布置(也叫机械布置或者下车体布置),包含动力系统、传动系统、动力电池系统、高压电气系统、悬架、转向、制动等系统的布置。(动力系统的布置参见第二章)。需要注意的是,纯电动汽车对悬架系统的隔振能力要求低于传统燃油车,但对悬架系统抗扭限位能力的要求高于传统燃油车。基于这种考虑,工艺简单、可靠性好并且能提供大刚度的橡胶悬置更适合电动汽车。(1)动力电池系统布置电动汽车的动力电池的布置,主要考虑碰撞安全性、散热以及安装维修等要求。1)碰撞安全性要求:电池箱要处于碰撞吸能区域之外;电池箱离地间隙不能过低,避免地面剐蹭。2)散热要求:电池箱要有较好的散热性能,可利用行驶时气流的风冷效果,如效果不佳可采用水冷的方式。3)安装维修要求:电池箱体要便于拆装,在电池模块出问题时便于维修更换。4)其它要求:由于电池箱质量较大,布置时尽可能布置低一点,降低整车质心;电池箱密封效果要好,防止涉水时进水。

3.1整车总布置3.1.3、底盘总布置(2)高、低压电气系统布置与传统燃油车相比,电动汽车具备更复杂的高低压电气系统。高压系统涵盖驱动电机、动力电池、充电系统和空调压缩机等,低压系统包括蓄电池、DC/DC变换器及各种电子元器件。整车线束贯穿全车,成本占比已接近5%。由于动力系统电压通常在200~500V之间,系统布置需特别重视电气安全、电磁兼容性(EMC)及线束的合理走线与优化。1)电安全要求:高压系统布置需重点保障人身和设备安全。要求包括:高压部件和线束需明显标识,具备防触电、防水、防火和充电安全性能,满足IP防护等级和涉水标准;发生碰撞时高压系统应能自动断电;高低压系统应合理隔离,避免干扰和接触,确保整车电气安全。2)电磁兼容性要求:为控制车内外电磁干扰,电动汽车需满足国家电磁辐射标准(如GB/T18387-2017、 GB/T37130-2018),限制电场和磁场强度。降低干扰的常用方法包括屏蔽、滤波和合理接地。在总布置中,应尽量集成电路、减少线束长度,并通过分区分层方式优化高低压及交直流系统的布置。

3.1整车总布置3.1.3、底盘总布置3)线束布置:线束布置需从安全和电磁兼容两方面综合考虑:安全上应隐藏走向,避免交叉与悬空,防止被底盘或车身运动牵拉,杜绝与尖锐零件或高温区接触;电磁上要缩短线束长度、减小环路面积,高压线采用屏蔽并接地,低压线远离高压线以免耦合,高压回路环路面积宜小。同时,可按电气功能域和位置域分区布局,并在信号传输处局部采用无线传输,以优化减少线束,成本可降低约50%,是整车成本优化的关键。(3)悬架系统布置前悬以麦弗逊或双叉臂为主,后悬以扭转梁或多连杆为主——低端车型常用前麦后扭转,中高端车型则前双叉后多连杆(如特斯拉);部分电动车(如蔚来ES8)采用空气弹簧,可动态调节车高与刚度,提升舒适性与操控。布局时需确定悬架硬点挂车身还是副车架:副车架虽增成本,可精确控制前束/外倾并优化NVH;主横臂宜加长并与后轴平行,后悬俯仰中心高保持在80–150mm,并兼顾电池舱空间。

3.1整车总布置3.1.3、底盘总