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关于电动汽车动力系统总布置设计的研究 印博 （北京现代汽车有限公司技术中心，北京市101300） [摘要]“全球40%的石油被汽车消耗，中国是世界第一能源消费大国，57%的石油依赖进口，且即将突破60%的安全线。”，以及日益严重的环境污染使得中国发展电动汽车比任何国家都更加紧迫。政府对新能源汽车的支持有目共睹。据“十二五”规划，中国未来5年将投入超过1000亿元资金，扶持新能源汽车发展。根据《节能与新能源汽车产业发展规划》，预计新能源汽车2015年销量将达25万辆，2020年300万辆，相对于2012年9000多辆的水平，未来新能源汽车的销量将增加近27倍。汽车性能的优劣不仅取决于汽车各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品生命力起决定性的影响。 [关键词]电动汽车；动力系统；总布置设计 电动汽车动力系统总布置的设计应按照满足运动空间、总装工艺 间隙、热害间隙、最小离地间隙、传动轴夹角、碰撞安全和合理的成本 控制满足法规等要求的布置方法。应遵守有关标准、规范、法规，不得 侵犯他人专利。并力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。 1布置原则 机舱布置应合理规整，提高空间利用率，以防止运动干涉，电动 车机舱布置一般分位上下两层，上层布置维修更换频率高的部件，如电 机控制器、整车控制器、DC/DC、高压电器盒、保鲜盒等部件；下层布 置电机减速器和不经常维修的部件，如电动制动真空泵、真空罐、电动 空调压缩机、水泵等部件。 1）运动空间间隙和总装工艺间隙。部件连接分为刚性连接部件和柔 性连接部件。柔性连接部件为部件与部件间安装有软垫，用以减震和降 噪。刚性连接部件间最小间隙为10mm，柔性连接部件最小间隙为 15mm，电机与其他部件的最小间隙为20mm。各部件线束插头拆装操 作应留有A≥B+50mm的空间（B为接插件厚度），便于拆装和维修。 2）热害间隙。风冷的充电机、电机和DC/DC等部件应满足部件散热 片外部保留热害间隙大于20mm。3）最小离地间隙。各部件的布置应 满足整车通过性，即最小离地间隙为H≥L/30+50mm（L为轴距）。4） 传动轴夹角。动力总成的布置应使左右两个半轴与水平面的夹角尽量相 等，且满载静止时4°≤α≤7°，角度越小传动轴噪音越小、寿命越 长。5）碰撞安全。根据国内汽车设计经验，一般乘用车若要取得 C-NCAP四星以上的碰撞成绩，吸能空间L=C+D≥560mm，C为动 力总成距前保险杠最外延最小距离；D为动力总成距前围板最小距离。 因前保杠的溃缩空间较大，所以建议为280至300mm。6）合理的成 本控制。各部件的布置应选择简化冷却管路的布置方法，避免重复和折 返，例如采用串联的结构，部件的管路连接按产生热量递增顺序排布。 尽量考虑将用电器相配合部件布置在一起，尽量缩短两部件接线口间距 离，简化管线的长度和走向。即尽量将DC/DC与充电机和小电瓶布置 在一起、动力电池与电池管理系统和高压电器盒布置在一起、电机与电 机控制器布置在一起。 2布置步骤 1）调查研究与初始决策。选定设计目标，并制定产品设计工作的 方针和原则。2）总体方案设计。根据选定的目标及对开发目标制定的 工作方针、设计原则等主导思想提出整车设想，即概念设计或构思设 计。3）绘制总布置草图。确定整车主要尺寸、电机和电池的位置，并 通过仿真分析确定质量与性能参数，以及各总成的基本形式。4）车身 造型设计及绘制车身布置图。绘制不同外形、不同色彩的车身外形图； 制作相应造型1∶5的整车模型；进行人机校核，从中优选后，再制作 1∶5或1∶1的精确模型。5）编写设计任务书。编写设计任务书后对 其进行评审确定最终版本，项目组按照设计任务书的要求对各部件进行 选型和提供数模。6）汽车总布置设计。通过与各子系统部件负责的工 程师反复对各阶段布置方案和结果进行讨论和评审，逐步对整车进行初 步总布置、细化总布置、直至总布置冻结。7）总成设计。在初步总布 置方案确定后，各子系统部件负责工程师开始对各自负责的部件进行修改和细化设计，总布置工程师在细化布置时对所有新部件进行总布置校核和人机工程等校核。8）试制、试验、定型。总布置冻结后，按项目要求生产各部件样件，试制车间对试制件进行试制车装配，实验室对试制车进行全