江培应

摘 要：整车技术方案的制定是整车开发的基础，决定着整车各系统的开发难度、整车各项性能的优劣、整车开发成本的高低，生产设备改造投资的多少等。文章重点从整车开发角度出发，以性能开发为前提，综合考虑技术难度、成本控制、开发周期、生产工艺等方面，对后续电动汽车的整车开发具有较强的实用参考价值。

关键词：汽车行业;整车产品;设计

1 电机和电池选型

1.1 电机选型

1.1.1 电机类型选择

从电动汽车的使用工况分析，要求其驱动电机能够适应频繁的启动/停车、加速/减速工况，并要求在启动、低速行驶和爬坡时具有较大的驱动扭矩，高速行驶时具有恒功率特性，同时具有较宽的调速范围，以满足整车动力性和经济性要求。目前市场上纯电动汽车所搭载的电机大多采用永磁同步电机。从电机特性来看，永磁同步电机具有体积小、质量轻等优点，在有效减小机舱布置空间的同时，能够减轻整车质量，对提高整车动力性和经济性、增加整车续驶里程具有重要意义。随着永磁同步电机的发展及广泛应用，其研发和使用成本也将不断降低，所以永磁同步电机正逐渐成为纯电动汽车的主流电机之一。

1.1.2 电机参数匹配

电动汽车驱动电机的参数主要包括峰值功率、额定功率、最高转速和额定转速。驱动电机的功率直接影响着整车的动力性能，整车的动力性主要体现在整车的最高车速、爬坡性能和加速性能三方面。所以，通常从最高车速、最大爬坡度以及加速时间来确定电机的最大功率。通常电动汽车最高车速为驱动电机最高转速的90%～95%，所以可依据整车定义的最高车速，初步选择驱动电机的最高转速。驱动电机最高转速与额定转速的比值称为电机的扩大功率区系数β，随β值的增大，驱动电机可在低转速区获得较大的扭矩，有利于提高整车的加速性能和爬坡性能，但β过大，会导致驱动电机的工作电流过大，从而增大电机逆变器的功率损耗和结构尺寸，因此，β值一般取2～3。由此，可初步计算驱动电机的额定转速范围。

1.2 电池选型

1.2.1 电池类型选择

动力电池作为纯电动汽车的唯一动力源，其性能直接影响着整车的动力性及续驶里程。目前，市场上应用于电动汽车的电池类型主要有：铝酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铁电池等。其中锂离子电池以其能量密度大、单体额定电压高、充放电效率高、高低温适应性强、故障率小、自放电率小等优点得到纯电动汽车的广泛应用。

1.2.2 电池参数匹配

纯电动汽车电池参数匹配主要包括动力电池组电压和能量的匹配。动力电池组电压等级需与驱动电机的电压等级一致，且满足驱动电机电压范围的变化，同时，由于电动汽车上其他用电设备如电动空调、电动真空泵、DC-DC、电动助力转向等附件的功率消耗，因此，动力电池组总电压应高于驱动电机额定电压。由续驶里程设计值，可初步推算出动力电池组的能量。电动汽车在不同工况下，单位行驶里程所消耗的能量差别很大，难以用统一的计算公式进行计算，可用试验方法求取。

2 底盘系统调整

电动汽车整车整备质量比同级别传统燃油汽车质量要重数百千克，为保证整车姿态、悬架承载能力、操纵稳定性能和制动性能，需对底盘悬架系统、制动系统以及转向系统进行适应性匹配。以某车型为例来阐述底盘系统的适应性调整。当整车各系统布置方案确定后，整车空载前后轴荷分别增加150kg和200kg，为满足整车车身姿态以及悬架承载能力的要求，需对前后悬架的螺旋弹簧进行刚度匹配设计、前后减震器阻尼重新匹配、前后轮毂轴荷进行加强设计、后横梁重新设计。由于整车质量及前后轴荷的变化较大，制动主缸带真空助力器总成需要调整，后制动钳体模块需要重新匹配。同时新增真空泵、真空罐及支架等，ABS/ESP重新匹配标定。由于前轴荷变化较大，需对EPS电机进行适应性匹配设计。

3 下车身结构调整

电动汽车车身结构的调整主要考虑动力电池布置安装、碰撞安全以及轻量化设计等方面。传统车改制的电动汽车，动力电池箱一般布置在地板下，地板结构调整应适应动力电池箱的布置和安装。动力电池质量达数百千克，所以需对车身安装结构进行强化设计，以保证动力电池安装的牢固性和车身安装部位的疲劳耐久性。另外，为提高动力电池容量，需尽量增大动力电池的布置空间，这就要求地板下动力电池安装边梁应尽量往地板两侧布置，加大动力电池Y向布置空间。从碰撞安全性角度考虑，在正面碰撞时，从机舱传递的碰撞力需通过地板纵梁向后传递，但是电动汽车地板下为给动力电池箱让出空间，地板传力纵梁向车身两侧布置，导致机舱纵梁与地板传力纵梁的Y向间距较大，同时由于在传统车基础上改制，机舱纵梁与地板纵梁Z向距离也在200mm以上，这就导致在正面碰撞时，碰撞力不能很好地按照传力路径进行传递。基于以上考虑，在地板结构调整时需考虑至少解决1个方向上的间距过大问题，保证力的有效传递。在侧碰时，为尽量减小动力电池在碰撞时的受挤压变形，需考虑加强门槛梁结构以及座椅安装横梁结构设计。

4 結语

纯电动汽车控制系统具有较好的市场前景，并且有其一套完整的控制系统。作为纯电动汽车控制系统的核心，整车控制器具有协调各个子系统的作用，在配合整车控制策略的同时可以更好地发挥其功能，从而使纯电动汽车能够正常行车。

参考文献：

[1]冯志杰.汽车信息安全攻防关键技术研究进展[J].信息安全学报，2017，2（02）：1-14.

[2]王思哲.纯电动汽车整车控制策略及其开发流程[J].机电产品开发与创新，2016（02）：84-85.