电动轮独立悬架模块结构分析及轻量化设计研究车辆工程专业论文.docxVIP

同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： 贺伞巴 乙o 08年弓只≥?B 学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版：在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：岔年臼。 ≥0。参年乡玛z?日j 第1章绪论第1章绪论 第1章绪论 第1章绪论 1．1燃料电池汽车轻量化的意义 随着全球能源危机的日益严重以及人们环保意识的不断增强，研究开发清 洁、节能和安全的汽车成为汽车工业发展的方向。以采用电能的电动车为驱动 设备的电动汽车由于能真正实现”零污染”，而成为各国汽车研发的一个重点。其 中燃料电池汽车具有行驶过程中零排放、能源利用多元化和高效化以及方便实 现智能化等优点，成为了其中一个重要发展方向。 与普通内燃机汽车相比，燃料电池汽车不消耗石油。以燃料电池为动力源， 驱动电机来克服行驶阻力。但也同样面临如何尽可能提高能源利用率，降低能 耗的问题。 那么，怎样-A‘能有效降低车用能耗呢?首先要知道，汽车行驶阻力越大，耗 能越多。现在来看一下汽车行驶方程式【12】： F=G*f+G*sin a+万幸m木口+q牛彳拳v2／21．15 (1一1) 其中，F为行驶阻力，G为车重，厂为滚动阻力系数，a为加速度，口为 道路坡度，万为汽车旋转质量换算系数，m为汽车质量，C为风阻系数，A为 迎风面积，v为车速。 汽车行驶阻力包括滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力和空气阻力等四项，从 上式可以看出，其中前三项均与车重成J下比。根据经验，空气阻力大约占到行 驶阻力的25％，目前减少这部分阻力的措施通常有：流线型车身、全粘接挡风玻 璃、隐蔽式雨刮器、下地板全封装等等，这些措施能帮助人们将风阻系数降到 0．3，但已到瓶颈，进一步减小的可能只能寄望于更为流畅低矮的车身，但这样 不仅需要巨大的技术与资金的投入，而且不适用于要求空间宽敞的同常用车， 因而应该将目光转移到其他的阻力冈素上。而剩下的75％，则都跟车重密切相关。 因此，减轻汽车质鼍，就成为减轻阻力，从而节约能源的重要措施。 同时汽车减轻白重，还有利于改善汽车的转向、加速、制动等行驶性能， 同时还有利于减轻部件振动和降低噪声，提高舒适性能，并明显提高车辆的动 力性能。对于某些承载件，其承载的重量减轻，有利于降低元件疲劳损耗，提 第1章绪论高耐久性。例如：一辆重量为1543kg的汽车，若车重减轻250kg，就可使该车 第1章绪论 高耐久性。例如：一辆重量为1543kg的汽车，若车重减轻250kg，就可使该车 加速到60km／h的时间从原来的10秒减少到8秒【zJ。 此外，汽车某些部件的质量是相互关联的。例如车身零部件的减重会使得 其支承件如悬架、车桥、车轮等的负荷减小，尺寸和质量也就可以相应减少， 同时发动机和制动器也可以适当减轻，因此某些部件的轻量化还能引起二次减 重，从而带来更大的轻量化效果。 现在随着人们对汽车安全性、舒适性、环保性要求的提高，汽车上空调、 安全气囊、隔热隔音装置、废气净化装置、卫星导航系统、无线电通讯、电子 控制等设备越来越普及，这无疑在不断增加汽车的重量。以大众GOLF车型为 例，在过去的30多年内重量从750kg增加到1070kg【3】。就从目前初级阶段的电 动车、燃料电池车来看，虽然能够节省石油燃料，但其质量却是惊人的大，严 重影响了汽车性能，在减重方面仍然需要巨大努力。因此即使抛开能源问题不 谈，为了保持现在及提高未来的汽车性能，轻量化技术仍然不可或缺。 正是在这样的原因和背景下，汽车轻量化技术对燃料电池汽车同样是具有 严肃现实意义的重要课题。 1．2有限元法的发展以及在汽车行业中的应用 在汽车CAD／CAE技术中，有限元分析方法和软件技术占据了一个极其重要 的位置。对于汽车这样复杂的结构，进行动力学性能的研究及优化设计，有限 元方法