网站地图 原创论文网,覆盖经济,法律,医学,建筑,艺术等800余专业,提供60万篇论文资料免费参考
主要服务:论文发表、论文修改服务,覆盖专业有:经济、法律、体育、建筑、土木、管理、英语、艺术、计算机、生物、通讯、社会、文学、农业、企业

试论电动汽车车身设计特点及发展趋势

来源:原创论文网 添加时间:2018-09-06

  摘要:本文就电动汽车的原理、构造、分类和特点做出了一定的阐述, 对电动汽车较传统汽车的车身造型设计的区别进行了总结, 最后, 对通过节省的空间设计紧凑型车身的理论模型做出了分析。

  关键词:电动汽车; 车身设计; 紧凑型车身;

汽车车身设计论文配图

  1 电动汽车的定义、分类及特点

  1.1 电动汽车的定义和分类

  电动车辆是指用电能驱动, 电动机作为牵引或驱动行驶的车辆。车辆使用的电力可以用多种形式供给, 如公用电网、专用电网和储电装置。电动汽车是电动车辆的一种, 也是汽车的一种, 其指全部或部分用车载电源为动力能源, 用电动机驱动车轮行驶, 符合道路交通、安全法规和用户要求的汽车。电动汽车是汽车的一种, 其外观和行驶原理与传统汽车类似, 但其又属于电力车辆, 这也是其区别于传统汽车的一点。电动汽车的车载电源一般采用高能密度的充电电池或燃料电池, 其驱动电动机相当于燃油汽车的发动机, 蓄电池或燃料电池相当于原来的油箱, 而复杂的传动装置和排气系统不复存在。

  电动汽车通常被分为蓄电池电动汽车 (BEV) 、混合动力电动汽车 (HEV) 和燃料电池电动汽车 (FCEV) 。蓄电池电动汽车为纯电动汽车, 其能源来源全部为电池, 所以大量的蓄电池组被安装在车身内部。混合动力汽车保留了传统汽车的发动机和油箱等部分, 但是加上了电能驱动装置, 使其可以使用混合动力驱动汽车。燃料电池电动汽车采用氢燃料电池、甲醇燃料电池或重整燃料电池代替了蓄电池。

  1.2 电动汽车的特点

  由于电动汽车的动力驱动装置较传统意义上的汽车发生了根本性变化, 因此其动力驱动特性、结构布局及其组成等方面也将会有相应的变化, 这也赋予其不同的特点。

  1.2.1 提高能源的综合利用和效率

  传统燃油汽车一般只能利用能源的百分之二十左右的能量, 效率低下。而电动汽车可用能源范围广, 能源利用率高, 可实现能量回收, 这些特点都提高了汽车能源的综合利用和效率。

  1.2.2 良好的环境保护效果

  电动汽车排污量小, 纯电动汽车在使用时没有排放问题, 而燃料电池汽车的排放量也只相当于燃油汽车的一半左右, 此外, 其噪声也相对较小, 排放的废热较低, 对环境的污染大大降低。

  2 影响汽车造型设计的因素

  汽车造型的选取取决三大主要因素, 即机械工程学、人机工程学和空气动力学。

  汽车的形状经历了从粗糙的“马车”到箱型汽车, 再到卡通般的甲壳虫汽车, 后来人们又设计出船型、鱼型、楔形, 汽车的身材越来越实用、美观。确定汽车造型的三个基本要素中, 机械工程学和人机工程学在决定汽车构造的基本骨架上具有重要意义, 特别是在设计初期, 受这两个要素的制约更大。

  作为汽车, 最主要的是能够行驶和耐用。以此为前提, 机械工程学是必须考虑的重要因素, 包括发动机、减速器和传动装置的设计, 从而设计出底盘并定出这些部件安装在车身的哪个部位才能使汽车更好地行驶。因为汽车是人驾驶的, 所以必须保证安全性和舒适性。首先应确保乘员的空间, 保证乘坐舒适, 驾驶方便, 并尽量扩大驾驶人的视野。

  随着近年来道路质量的提高, 高速行驶的汽车肯定会受到更大的空气阻力。空气阻力的大小, 大致与车速的平方成比例地增加。空气阻力分为由汽车横截面积所决定的迎风阻力和车身外形所决定的形状阻力所构成。这些都是空气动力学考虑的问题。

  汽车造型设计时, 并不仅仅考虑上述三个因素。还有美观性, 文化性等因素也是使各国各品牌的汽车造型差异的重要因素。

  3 电动汽车外形设计的特点

  3.1 电动汽车造型的特征

  相对于复杂沉重的传统燃油汽车的构造, 电动汽车的发动机、油箱、减速器、排气设备等不复存在, 并且复杂的传动装置也大大简化, 这些器件占据的空间得以被重新利用, 电动汽车得以拥有全新的外形以及内饰的造型设计。

  3.1.1 在车身结构上

  由于内部空间大大简化, 从三厢、两厢到现在开始流行的微型车, 紧凑型电动汽车大为流行, 车头方面可以使用更大、更圆润的弧度设计以减少空气阻力, 车尾方面可以增大储物箱容积, 增加车辆的实用性。电动汽车内部构造与传统汽车相比较大不同, 这也直接产生了车身造型的差异。

  3.1.2 在硬点条件上

  随着电动汽车的新技术以及电子技术的快速发展, 原有的发动机及其附件尺寸位置、驱动系统的空间、乘坐及操作空间、货箱尺寸、转向系统、悬架轮胎所占用的空间等硬点条件在以电动汽车为依托的基础上是可以适当改变的, 随着硬点条件的改变使得未来的汽车在造型设计上全面换型。

  3.2 现代电动汽车造型设计的趋势

  电动汽车作为本世纪才开始流行的产物, 在设计之初, 其设计灵感更多的是借鉴已经发展成熟的燃油汽车的外形设计, 最初的电动汽车在外形上和传统汽车差别并不大。随着工业科技的进步, 市场需求、消费观念和消费者审美观的不断变化, 电动汽车造型被设计者更多的重视, 造型设计上也有了自己固定的趋势。

  3.2.1 形态趋势

  电动汽车逐渐向科技、运动、个性化方向发展。科技感的环保设计、运动化的多功能设计、时尚化的个性设计越来越多地被广大消费者接受。

  3.2.2 材料趋势

  电动汽车向简约、轻量化、天然化方向发展。

  4 紧凑型电动汽车的设计

  电动汽车内部空间大为简化, 这使得设计燃油汽车所不能达到的紧凑型汽车成为了可能。紧凑型汽车在满足驾驶、载人、储物等功能的同时, 其外形较同等级车辆大大简化, 这不仅使其空气动力学性能更加优秀, 功耗大大降低, 而且满足了现代电动汽车对外观科技环保的趋势要求。

  4.1 车头

  发动机的去除使得车头的空间大大简化, 除了储存一定量的蓄电池之外, 在设计时可以缩短前围到挡风玻璃的距离, 增加前盖倾角和弧度。

  4.2 车身

  由于底盘和传动装置的大大简化, 从底盘到内踏板的距离有更多可以利用, 从而使现代电动汽车的底盘更低, 体现了美观性。汽车在行驶的过程中其平顺性、操控性一直是设计师们所追求的。而对这两点要求起决定性因素的就是轴距。如何使乘坐者可以获得更加舒适的乘车环境, 除了对汽车悬架系统加以优化, 还要在车身的布置上尽可能的加大轴距的距离, 减小前悬、后悬的长度, 使车内人员尽量集中在前后桥之间。保证内部空间量的前提下, 加长了轴距, 减少前后悬使得车体外部轮廓线产生了很大的变化, 在造型上也产生一种前后短、中间长的造型特征。

  5 电动汽车车身造型设计的未来趋势

  从汽车诞生到现在的100多年里, 汽车造型已经从最初附加的装饰性措施提升为今天对汽车产品的综合性创意。现代汽车造型设计解决的问题就是把造型的材料、结构、制造工艺和技术进行有机的结合, 从而使设计出的汽车既符合功能要求, 又适应人们日益提高的审美要求。未来的电动汽车车身设计应往以下几个方向发展:增大空间利用率, 提高造型灵活性;改进空气动力学性能, 增强操纵性, 降低能耗;使用更先进的材料, 更优秀的工艺。

  现代汽车的造型的样式、风格将呈现多元化的格局。而电动汽车由于其独特的车体构造赋予了设计师更大的设计空间, 未来电动汽车造型的发展必将随着汽车技术的发展以及工业自动化的带动而日新月异, 未来汽车市场的竞争将会在汽车造型上投入更多的资源。

  参考文献
  [1]陈礼泉.现代电动车、电机驱动及电力电子技术[M].北京:机械工业出版社, 2008: (4) 55-56
  [2]蔡兴旺.汽车构造与原理[M].北京:机械工业出版社, 2008: (2) 33-39
  [3]王惠军.汽车造型设计[M].北京:国防工业出版社, 2009: (6) 105-107
  [4]王琦.电动汽车车身气动特性与造型优化的研究[D].哈尔滨工业大学, 2010

重要提示:转载本站信息须注明来源:原创论文网,具体权责及声明请参阅网站声明。
阅读提示:请自行判断信息的真实性及观点的正误,本站概不负责。