1、SRP項目設計題目：基于輪轂電機驅動SUV純電動化改造 學 院 機械與汽車工程 專 業 車輛工程 學生姓名 官川豐 學生學號 201230080156 指導教師 羅玉濤 提交日期 2014年 12月26日 指導教師簽名： 摘 要 新能源車現在已經成為汽車行業頗具前瞻性的領域，而新能源車型的驅動技術和傳統內燃機汽車有著不小的區別，而其中有一類驅動技術有著很大的發展前景，這就是輪轂電機技術。輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車

2、，在20世紀70年代，這一技術在礦山運輸車等領域得到應用。而對于乘用車所用的輪轂電機，日系廠商對于此項技術研發開展較早，目前處于領先地位，包括通用、豐田在內的國際汽車巨頭也都對該技術有所涉足。那之后，國內部分車企也投入資金加入了研發輪轂電機技術的陣營。原因在于，其具有眾多傳統驅動系統無法比擬的優點：一、 省略大量傳動部件，可以大大簡化車體結構，這樣也可以避免在傳動過程中造成的。二、 可實現多種復雜的驅動類型，無論是兩軸還是多軸汽車，只要加裝輪轂電機，即可以實現動力的分配。只需要設置合理的控制單元安排各個輪轂電機之間的協同工作。三、 便于與多種新能源技術相配合。無論新能源電池，物理電池還是傳統的

3、電池，都可以為輪轂電機提供能量。本SRP項目旨在將輪轂電機加裝一個傳統驅動方式的SUV上，讓其可以脫離汽油發動機的驅動，單憑借輪轂電機的動力，實現前行，倒退等功能。關鍵詞： 單片機；C語言程序；輪轂電機；SUV。目 錄摘 要1第一章SRP項目概述51.1項目的目的51.2 項目研究的思路51.3 項目研究與實踐6第二章 輪轂電機的建模92.1 車輪92.2 輪轂電機車軸固定塊92.3 輪轂電機外殼（靠近半軸一側）102.4 輪轂電機外殼（靠近車輪一側）112.5 車輪幅板122.6 輪轂電機裝配圖13第三章 控制模塊相關固定件建模143.1 固定件1：143.2 固定件2143.3 固定件31

4、53.4 固定件4163.5 固定件5173.6 固定件618第四章 控制模塊主體建模191、192、193、204、控制模塊裝配體20第五章 電機車輪部分連接設計211、車底懸架實物圖（為改裝的基礎）212、213、224、225、車架與車輪建模236、減震器237、上擺臂248、下擺臂249、裝配總成圖25總結和心得體會25參考文獻26第一章 SRP項目概述 1.1 項目的目的1、 建立輪轂電機驅動系統的拓撲結構方案，根據結構方案建立驅動系統的模型并確定電機、電池參數和控制模型。2、 對原汽車的相關部件進行拆除和改造，并根據汽車的空間結構進行電池模塊、變頻器模塊、控制模塊等的結構設計。3、

5、 進行驅動輪的設計，并加工出樣機。4、 設計并制作控制系統。完成控制策略設計，轉速測量裝置的設計制作，包括傳感器的選型，安裝，檢測電路的設計制作，單片機檢測程序的編制、調試。5、 進行輪轂電機驅動的電動輪系統實驗，然后安裝到汽車上進行整車實驗。1.2 項目研究的思路研究方案流程圖：討論項目大綱分配任務查閱基本資料查閱重點資料各自完成已分配的任務根據任務完成情況撰寫結題報告修改結題報告提交結題報告注：（1）基本資料：SolidWorks教程，CATIA教程，電路（第五版），模擬電路基礎， 數字電路技術基礎；（2）重點資料：VC+編程，軟件Keil uVision3應用教程，單片機教程，

6、A/D轉換資料，C程序設計（第四版），OpenGL庫函數等。1.3 項目研究與實踐1. 第一階段：指導教師召集學生開會介紹本項目的意義，并討論項目的方向與步驟，先總后分，由細入微剖析項目的各方面。1） 主題方案的確定我們目的是將一臺江淮瑞鷹SUV改裝成為一臺可以脫離汽油發動機的動力，單單憑借輪轂電動機動力行駛的載具。以下是江淮瑞鷹SUV的發動機以及車體車身部分參數。 瑞鷹2011款 2.0T發動機2.0T 177馬力L4長*寬*高(mm)4500*1820*1730車身結構5門5座SUV軸距(mm)2620前輪距(mm)1540后輪距(mm)1540最小離地間隙(mm)207整備質量(kg)1

7、645車門數(個)5座位數(個)5行李廂容積(L)776驅動方式前置四驅前懸架類型麥弗遜式獨立懸架后懸架類型雙叉臂式，帶雙向充氣式減振器及螺旋彈簧車體結構承載式前輪胎規格225/70 R16后輪胎規格225/70 R162）主題確定后的討論改裝設計步驟的確定： 老師給出了具體的設計步驟，首先先去測繪輪轂電機的直徑，厚度等尺寸；再去測繪控制模塊以及電池的尺寸。根據測繪得到的數據進行建模，然后就可以進一步根據車體的結構確定安裝方位和方式。思考適宜的懸架形式，將輪轂電機安裝到SUV上。最后再采用單片機控制系統，對輪轂電機加以控制，以實現輪轂電機合理的配合運作。任務的分工： 在確定了具體的設計以及安裝

8、步驟之后，我們就可以進行任務的分工了。由以上步驟，可以將任務具體分成：測繪，建模，懸架設計，控制模塊的搭建（單片機的選用和編程）。具體要求如下： 測繪：1識圖、審圖、繪圖的能力。2掌握不同工程類型、不同施工方法對測量放線不同要求的能力。3了解儀器構造、原理，掌握儀器的使用、檢校、維修的能力。4對各種幾何形狀、數據、點位的計算與校核的能力。5了解誤差理論，能針對誤差產生的原因采取措施，以及對各種觀測數據處理的能力。 建模：1、模型的質量 、嚴格遵守對齊原則。對齊有兩種，一種是捕捉對齊；另一種是用對齊工具，捕捉對齊時要用2.5維捕捉，這樣可防止對齊的錯誤出現。、能用二維建模的盡量不用三維

9、建模(poly建模除外,因為它是個很好用的另一種建模方法)。這樣可以隨時修改，便于操作。 、從學習的開始就要養成這種專業習慣，到以后就會感覺非常輕松，不好的專業習慣必須克服。 2、建模的速度 、不管你是用哪個版本的軟件，都要找到它的快捷鍵，如果習慣了用以前版本的快捷鍵，你可以在新版本軟件中載入原來的快捷鍵。 、全英文界面和一個視窗操作。這里說的全英文界面決不是“崇洋媚外”，相信大家能理解。而一個視窗操作才將你的顯示器發揮出最大的功效，并且很節省你的眼睛，由于顯示的圖形大，你操作時也不容易出現錯誤，這些都會無形的縮短制作的輔助時間。一個視窗操作的另一層含義

10、是說明你的三維感覺已經具備，一個三維感覺不強烈的人怎么能提高做圖的速度呢。視窗背景色要用黑色。 3、制作模型的基礎制作模型要嚴格，因為這是基礎。但好多學員不會感覺有多大困難是因為在我們學習過程中不斷滲透和完善的過程，總是循序漸進沿著專業建造模型的方法前進的。對于已經養成不很專業建模的學員來講，有時再回頭走這條路會感覺到無所侍從、適應不了，有的感覺非常困難。這時不要著急，按著好的學習方法強化自己，很快就會回到正常的軌道上。 4、命令要準確 、命令準確程度關系到我們制作模型的準確性和質量，也關系到制作效率的問題。 、命令不要重復。 懸架設計：要求設計出的懸架

11、能夠傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面傳給車架或車身的沖擊力，并減少由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。控制模塊要求：1、具備協調控制兩側輪轂電機以保證其協調工作的能力，使車輪在盡可能合理的運動狀態下工作，減少不必要的滑動摩擦。2、具有一定的抗干擾能力，由于車身結構所制約，電池組可能放離控制模塊較近的部位，所以要求控制器能在有較強磁場干擾的條件下正常工作。3、可以在給定的額定電壓范圍內正常工作。第二章 輪轂電機的建模2.1 車輪2.2 輪轂電機車軸固定塊2.3 輪轂電機外殼（靠近半軸一側）2.4 輪轂電機外殼（靠近車輪一側）2.5 車輪幅板2.6 輪轂電機裝配圖第三章

12、控制模塊相關固定件建模3.1 固定件1：3.2 固定件23.3 固定件33.4 固定件43.5 固定件53.6 固定件6第四章 控制模塊主體建模1、2、3、4、控制模塊裝配體第五章 電機車輪部分連接設計1、車底懸架實物圖（為改裝的基礎）2、3、4、5、車架與車輪建模6、減震器7、上擺臂8、下擺臂9、裝配總成圖總結和心得體會經過一年的SRP項目的學習研究，我收獲良多。以前從沒有過做項目的經驗，所以剛開始接觸這個項目的時候，可以說毫無頭緒，不知道從哪里著手。在老師的指導下，我漸漸知道我需要做什么，可以做什么。我負責的部分剛好和我的專業相對應。項目剛開始的時候，我不知道該用什么來收集傳感器輸出的信號，不知道該怎么測繪，不知道怎么設計懸架受力，不知道怎么用單片機采集數據以及執行控制。但是經過一年以來關于課題的相關努力，培養了我使用測繪工具的能力，使用catia等建模軟件建模的能力，以及使用KEIL C51編寫單片機程序的能力。