一款电动车的底盘设计研究及操纵稳定性分析

一款电动车的底盘设计研究及操纵稳定性分析

摘要：新型微型电动车底盘包含了制动系统、转向系统、悬架系统、车架、传动系统、制动系统在内的诸多复杂结构。本文根据新动力、新能源系统技术要求，对新型微型电动车底盘对制动系统、行驶系统等结构设计中应用工程设计软件建立微型新型电动车车架模型、悬架导向系统、制动系统等的方法以及进行有限元结构分析的方法加以论证，期望能够通过本文的论述证明底盘设计模型软件等运用能够确保微型新型电动车拥有更好的操纵稳定性。

关键词：新型电动车；底盘设计；操纵稳定性

当前采用底盘系统设计和操纵稳定性仿真进行分析，计算悬架、制动、传动、制动等系统的相关主要参数，并根据参数总成为系统模型，完善车架设计、零部件设计工作，应用多种工况下的静力学分析对底盘各关键零部件的结构强度进行论证，实现汽车操纵稳定性。通过仿真分析结果对汽车是否具有良好动力性、操纵稳定性和制动性进行论证，在当前汽车制造企业中运用较为广泛。随着能源危机和环境污染问题的加剧，汽车制造也要响应节能和环保要求。各国都非常重视对汽车性能的提升，都在想方设法通过高科技应对新兴工业的发展。

1电动车底盘结构设计规范和基本要求

1.1连接方式和质量要求

第一，电焊连接。采用什么焊接方式主要看两个工件焊接区域壁厚值得大小，壁厚按照小值壁厚选用的原则来选择。第二，螺纹连接。在进行螺纹连接操作的时候要严格遵照国家产品设计标准进行，对于有特殊要求及重点部位要严格按照操作流程操作。

1.2车架组装工艺规范和质量要求

第一，槽型纵梁车的组装和质量要求。对组装槽形纵梁的车架应用专业的模具进行检查，通过有效检查来确保平台的牢固、平整。在槽形纵梁车组装的时候需要严格按照相关施工设计图纸检查车架的零部件，使得各类支架的设计符合图纸设计要求。第二，承载式车身底架的组装和质量要求。按图纸要求将各段的矩形管分别进行定位焊接处理。检验调整尺寸后移至合成胎上将各段焊牢。

1.3转向系统总成组装工艺规范和要求

严格按照相关技术标准和协议要求来选择合格的转向系统总成，同时，按照相关标准和技术要求调整动力转向器，使动力转向器的位置在适合的角度范围内，之后用转向直拉杆将动力转向器、前桥总成联系在一起，保证转向要求。

1.4悬架系统总成组装工艺规范和要求

严格按照相关技术标准和协议及图纸的要求来选择合格的悬架系统总成。同时，按照相关标准及设计规范合理装配悬架系统总成，保证各定位参数准确。

1.5制动系统总成组装工艺规范和要求

严格按照相关技术标准和协议的要求来选择合格的制动系统总成。各零部件严格按照设计规范及图纸要求安装，保证制动可靠。

2新型电动车车身、底盘、动力系统设计和整车布置以及性能优化

新型微型电动汽车的生产是逐步推动高效环保技术背景下进行的生产创新。新型电动汽车使用电能作为驱动能源，电能目前应用十分广泛。随着技术的发展，电动车不断要提升车身和底盘的安全性和舒适性，同时又要兼具节能、环保性和轻便性，这是电动节能型汽车的未来发展趋势。

3新型微型倒三轮电动车底盘设计的稳定性的分析

根据新型电动车研制相关标准，进行新型、微型倒三轮电动车底盘设计的稳定性的分析。电动车在结构的独特设计上，是否能够影响操作性能稳定性，运用UG软件、CAD、CAE模块进行了电动车车架的设计和结构分析，制作出电动车制动系统模型，采用运动微分方程分析电动车操纵稳定性。通过运动微分方程形式建立三自由度非线性操纵稳定性模型，利用数学绘图软件绘制曲线，分析对比电动车与普通四轮车辆的操纵稳定性的区别。

①这辆电动车的整车、底盘、车架、晚期工况，采用云线直线行驶时车架受力状况的受力分析的方法，通过施加垂直方向重力加速度来对车架、弯曲工况的约束和受力图进行高级仿真。结果表明车架所受的最大应力值为49.88MPa，对于车架、弯扭工况进行分析，当车辆行驶在不平道路时车架遭受比较剧烈的扭曲情况，随着时间的变化，缓慢车架承受的弯曲和扭转联合负载载荷作用下，出现了车架的静态扭转特性。经过计算模型发现，后轮只有一个拖轮呈现对称性，此时计算左前轮悬空工况下的受力分析，采用高级仿真对于悬空时计算的结果，证明电动车在左前轮受到的最大应力。对减震器制作与车架接触的下方采用有限元分析得出结论，三轮车车架的受力薄弱点，在前减震器制作和车架的接触处，最大应力为12.88MPa，远远低于材料的抗拉强度500MPa和屈服强度320MPa。

②在悬架结构上，汽车行驶时路面作用于车轮的垂直反力，形成冲击性为缓和冲击，采用弹性的充气轮胎,对于悬架的设计，保证汽车具有的操作稳定性，同时有良好的隔声能力，保证车身稳定。采用对悬架主要性能参数进行确定的仿真方法，包括悬架静挠度、动挠度，得到影响汽车关于平顺性的主要参数。如振动系统的固有频率，通过对公式的计算，得到汽车的自然频率，一般频率数值达到1.5Hz左右时候，能够减少汽车的振动。采用弹性特性为线性变化的悬架，根据分析悬架的静挠度直接影响车身震动偏频，要保证汽车具有平顺性，必须正确选择悬架静挠度较高的设计方法。按照已选定的悬架系统振动频率值求出挠度之后，根据导向机构形式决定几何关系，例如双横臂式独立悬架中，静挠度和动挠度的比值要近似于横臂摆轴距离，与弹簧螺旋弹簧中心摆轴距离之间的比例。为防止在坏路面上行驶时发生碰撞，汽车悬架要有足够的动挠度，从满载静平衡位置开始进行悬架允许最大变形的计算，可以得到相应的偏频、动挠度、静挠度参数，以此确定悬架全能定位和导向机构的选择。

③在制动器的设计上，制动器的对比和分析以及选择，围绕制动能力、制动热稳定性、制动热膨胀影响、制动力矩大小等进行相应的参数分析。考虑到结构简单，易于维修等因素，采用全量式触动器，进行参数的确定，得到摩擦衬块外半径和内半径，运用自动驱动机构结构形式设计计算的方式，对制动力源不同进行分析，包括制动系统、动力系统，设计计算中对制动摩擦片上的压力、制动轮缸直径、制动管路、压力的关系进行论证。电动车制动系统以及操纵稳定性分析帮助汽车操纵稳定性的提升，决定了驾驶员的行驶舒适度、疲劳度。

4结语

随着电动车的发展，电动车需要从改装车发展为一种新型的车辆，需要根据新能源、新动力系统的技术要求，对整车的各种系统进行全新设计。本文提出的新型微型倒三轮电动车是一种短距离行驶、适合城市家庭用的微型电动车，能够承载两人或是能够装载适量货物的一种城市交通工具。目前采用仿真分析方法，计算电动车动力学的相应参数，对于汽车操纵稳定性进行操作性和稳定性的分析，得出汽车安全性，使得主要性能依据参数可以为实验测量、开环、闭环下的汽车主要运动量提供参考，通过建立汽车动力性模型，从理论上研究论证了汽车的操作稳定性。通常情况下，运用相对坐标系动力学方程进行推导，得出汽车纵向对称轴，相对坐标系。运用三自由度、操纵稳定性方程进行推导，进行数字计算机仿真，还可以通过仿真分析研究出汽车的脚输入操纵运动的规律并进行稳定性的较准确预测。

参考文献：

[1]孙喜冬.新型微型电动车底盘设计及操纵稳定性分析[J].内燃机与配件,2019,000(024):P.39-40.

[2]伊廷勇,张守军.电动汽车底盘设计与研制方式分析[J].大众汽车,2018(11):7-8.

[3]康改欣,杨健.浅谈四轮独立驱动的电动汽车底盘设计[J].引文版:工程技术,2016,000(002):P.189-189.

[4]王伟,陈慧,李一染,等.无人驾驶电动汽车底盘系统设计与研究[J].机械设计,2007(09):50-54.