0 引言
眾所周知，近幾十年來，受能源日益枯竭、油價不斷上漲、全球變暖等問題的困擾，新能源汽車作為未來的發展方向已是不爭的事實。然而隨著純電動汽車遭遇續駛里程不足的瓶頸，燃料電池汽車發展因需要大量與之配套的造價昂貴的氫氣充電站而時機不成熟。國內外專家學者都紛紛認為帶有增程器的電動汽車有望在幾年後得到廣泛的推廣使用［1］ 。
我國傳統汽車技術較世界水平差距很大，大力發展新能源汽車為我國汽車行業帶來了發展機遇，是實現跨越式發展的最好途徑。然而新能源汽車底盤設計與傳統汽車相比有大量的全新設計理念，本文中應用氫燃料電池及鋰電池取代傳統汽車的發動機作為汽車的動力源，尤其是輪轂電機的採用，使得汽車的佈置結構更加合理和緊湊。本文在已經開發的原型樣車的基礎上主要介紹帶增程器電動微型車(RE-EV)的底盤設計，詳細介紹該車的設計理念及實際應用。
1 RE-EV 的特點及主要參數
1．1 特點
增程式電動汽車( RE-EV) 是一種特殊的混合動力電動汽車，本項目中用蓄電池和氫燃料電池系統作為驅動裝置的動力源，分割了用電與用氫氣的時間。電能是驅動增程式電動汽車的主要能源，氫氣則是它的備用能源，在鋰電池有電的時候，RE-EV 工作在純電動模式下，如果是傳統電動車它在行駛途中蓄電池電能突然耗盡，駕駛者將對此束手無策。而增程式電動汽車有氫氣作為備用能源，不依賴於專業的充電站，駕駛者可以安心從容地駕駛。將小功率燃料電池系統作為增程器是解決電動汽車續駛里程不理想的可選方法之一 ［1］ 。本項目增程式電動汽車就是基於這種理念下設計開發的。增程式電動汽車主要由蓄電池驅動，具備純電動汽車的低噪聲、零排放、綜合利用能源、行駛成本低等特點 ［3］ 。而且因部件可以實現快速插拔，用戶可以根據使用的需要靈活地選擇加裝或不加裝該部件，這樣使得 RE-EV 的應用範圍得以擴大，免去以往的用戶因買電動車後因續駛里程不足不得不買第二臺車的窘境。
1．2 主要參數
增程式電動汽車主要設計參數如表 1 所示。
2 RE-EV 的底盤設計
2．1 RE-EV 底盤
RE-EV 底盤設計分為雙橫臂懸架-螺旋彈簧-電動輪模塊、轉向系統、制動系統、車架和增程器 5個部分，除制動系統部分未能在圖中顯示，其餘部分如圖 1 所示。
2．2 雙橫臂懸架-螺旋彈簧-電動輪模塊
RE-EV 採用四輪獨立驅動，前後通用的雙橫臂懸架-螺旋彈簧-電動輪模塊，它由雙橫臂懸架、螺旋彈簧、減震器、制動盤(鉗)直流無刷電機、車輪組成。集導向承載、減震、驅動、制動為一體多種功能，減少了懸架和電動輪關鍵零部件種類，有利於降低製造成本。且利於提高操縱穩定性和平順性［4］ 。主要結構如圖 2 所示。
部分關鍵參數的確定 :減震器中心距的長度 287 mm，阻 尼 筒 直 徑 Φ42 mm，拉 杆 直 徑Φ12 mm。
2．3 轉向系統
RE － EV 採用齒輪齒條式轉向器，該轉向器由與轉向軸做成一體的轉向齒輪和常與轉向橫拉桿做成一體的齒條組成。與其他形式的轉向器比較，齒輪齒條式轉向器最主要優點是:結構簡單、緊湊;殼體採用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，製造成本低。該種轉向器質量小，效率高，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調節彈簧，能自動消除齒間間隙。簡單參數介紹［6］ :轉向器的長度為 320 mm;轉向橫拉桿的長度為 288 mm;轉向器與前橋距離為 80 mm。
2．4 制動系統
RE-EV 採用浮動鉗盤式制動器，該制動器優點:僅在盤的內側有液壓缸，軸向尺寸小，利於佈置，沒有跨越制動盤的油道，氣化可能性小，成本低，浮動鉗可兼用駐車制動 ［5］ 。
(1)參數介紹。制動盤直徑 D:為輪輞直徑的70% ～79%，D =220 mm。摩擦襯塊外半徑 R2 與內半徑 R1，1． 27 ＜ R2/R1 ＜ 1． 5。制動盤厚度 h:採用通風式制動盤，h =4 mm。(2)計算。滿載制動時制動器所需的制動力矩:
2．5 車架
承載式框架結構:具有加工製造簡單，實用性和經濟性好，其較好的剛度和強度，可以適用於低速車，且方便整車的佈置。結構如圖 3 所示。
2．6 增程器
RE － EV 的增程器分為電源變換系統及穩壓系統子模塊，燃料電池系統及其控制系統子模塊和氫氣系統子模塊。其結構如圖 4 所示［7］ 。
其中電源變換系統及穩壓系統主要由主 DC-DC、繼電器、電壓傳感器、電流傳感器、壓力傳感器、控制器鋁盒、控制器接插件集合而成。燃料電池系統及其控制系統子模塊主要由電堆、電池閥、單片檢測接頭、電堆控制器、電堆輸出端導線、電堆控制器、燃料電池風扇DC-DC組成。氫氣系統子模塊主要由氫瓶、氫氣管路、減壓閥、氫傳感器集成。
基本尺寸:長 ×寬 ×高:(930 ×850 ×325 mm)。增程器總成分成 3 個模塊，每個模塊之間可以實現快速拆裝，並用錐形定位元件和鎖緊定位銷實現快速定位，經現場真人演示，整個拆卸和安裝過程都不超過 3 min。唯一美中不足是，整個拆卸和安裝過程中，需要 2 個人才能簡單方便地拆裝，希望以後隨著集成度的提高，可以達到由 1 個人獨立完成拆裝工作。
3 結語
帶增程器的微型電動車在今後3 ～ 5年必將大力發展，其創新式的底盤設計因缺乏充足及成熟的車型參考，對設計者是個巨大的挑戰，本文以RE － EV 開發的實例介紹一款新的底盤開發與設計，希望能為後來的設計者提供一些參考意見。
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