电动汽车整车设计方案.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2,电动汽车整车设计,2,.,1,汽车业CAD/CAM/CAE技术发展,2,.,2,电动车辆整车标准体系,2.3,电动汽车总体设计,2,.,4,电动汽车参数选择,2,.,5,电动汽车零部件载荷计算,电动汽车整车设计方案,第1页,2.1,汽车业CAD/CAM/CAE技术发展,1)汽车工业代表着一个国家制造业发展水平。,汽车工业一直是CAD/CAM/CAE系统应用先锋。作为制造业中坚，CAD技术应用，有效地推进了汽车制造业前进；汽车业需求也极大地带动了CAD技术发展。,1.,汽车业面临问题,(1)保有量相对固定，造成竞争加剧。,(2)汽车制造业是技术密集型和劳动密集型产业。,易学好用、设计,/,分析,/,制造一体化软件就受到企业青睐；同时，支撑整个企业产品信息框架式软件,产品数据管理系统（,PDM,），也逐步为众多汽车制造商所接收。,电动汽车整车设计方案,第2页,2.汽车业巨人们怎样打算 各大汽车制造商都对面向整个企业信息系统制订了改造计划并已实施。以下为几个主要汽车制造商所提出计划：福特：“福特”，C3P项目；马自达：“数字改造计划”；日产：“业务过程革新”；雷诺：“产品设计及生产环境重组”；日野：“并行工程计划”等等。以福特汽车企业软件选型为例:,电动汽车整车设计方案,第3页,3.史无前例软件选型福特建立C3P体系 1993年，福特汽车企业制订了面向二十一世纪“福特”久远发展规划，决定彻底改造自己计算机应用情况。,福特目标是：一个新车型开发周期从当前36个月缩短到18个月乃至12个月；新车开发后期设计修改降低50%；原型车制造和测试成本降低50%；投资收益提升30%。,电动汽车整车设计方案,第4页,福特希望用一个产品数据管理系统（,PDM,）,把计算机辅助设计（,CAD,）、计算机辅助工程分析（,CAE,）、计算机辅助制造（,CAM,）集成起来，融汇到一个遍布全球公用数据系统之中，即,C3P,（,CAD/CAM/CAE/PDM,）。这是,C3P,概念在整个业界第一次正式提出。,电动汽车整车设计方案,第5页,4.,“,福特效应,”,伴伴随大型汽车制造厂商开始选择主流软件浪潮，很多汽车企业开始开启了自己选型计划。继福特之后，又有了马自达、日产、雷诺、日野等等。在近三年这些新大型选型过程中，,SDRC,企业赢得了约,80%,协议，这种现象被业界评论家称之为,“,福特效应,”,。,一个有趣现象是，在决胜阶段几乎都是,SDRC,与,PTC,展开最终争夺，因为只有这两种软件才真正代表着九十年代,CAD,技术发展最高水平。,电动汽车整车设计方案,第6页,附表为近三年选择,SDRC,软件作为主要技术支撑汽车业厂商。,汽车制造厂商,国家,选取关键,CAD,软件,选取,PDM,软件,协议日期,协议额,($,万,),产品范围,福特,(Ford),美国,I-deas Master Series,Metapahse,1995/12/19,$20,700,整车,日产,(Nissan),日本,I-deas Master Series,Metapahse,1998/1/7,$10,000,整车,雷诺,(Renault),法国,I-deas MS+Euclid,Metapahse,1998/2/11,$3,500,整车,马自达,(Mazda),日本,I-deas Master Series,Metapahse,1996/12/19,$3,100,整车,飞驰,(M-Benz),德国,CATIA,Metapahse,1996/2/5,$600,整车,克莱斯勒,(Chrysler),美国,CATIA,Metapahse,1998,整车,数字流程,(DIPRO),日本,I-deas Master Series,Metapahse,1997/2/23,$6,500,配件,日野,(Hino),日本,I-deas MS+TOGO,Metapahse,1998/1,整车,丰田,(Toyota),日本,TOGO-CAD(I-deas),1997/2,整车,本田,(Honda),日本,CATIA+I-deas MS,1997,整车,当代,(Hyundai),韩国,CATIA+I-deas MS,1997/3,整车,嘎斯,(GAZ),俄罗斯,I-deas Master Series,1996/2/13,整车,塔塔,(Tata),印度,I-deas Master Series,Metapahse,1996,整车,电动汽车整车设计方案,第7页,Mahindra&Mahidra,印度,I-deas Master Series,1997,整车,帕金斯,(Perkins),英国,CADDS5+I-deas MS,Metapahse,1996,发动机,固特异,(Goodyear),美国,I-deas Master Series,Metapahse,1996,轮胎,米其林,(Michelin),法国,Metapahse,1997,轮胎,Lear Corperation,美国,Metapahse,1997,配件,PICO/Wisne,美国,I-deas Master Series,Metapahse,1997/12/27,配件,Johnson&Johnson,美国,I-deas Master Series,Metapahse,1996,配件,Mack Truck,美国,Metapahse,1997/10,配件,Allied Automotive,美国,Metapahse,1997,配件,ITT Automotive,美国,Metapahse,1997,配件,电动汽车整车设计方案,第8页,5.,汽车业人士如是说,福特企业副总裁,NeilRessler,先生：,C3P,是由福特主导一次对设计自动化环境重新武装，它含有十分重大意义。我相信,C3P,项目将为福特带来极大竞争优势。,福特,C3P,项目总经理,RichardRiff,博士：,我们已经超额完成任务。当我们开始时，不少业内人士说在四年时间内完成,C3P,几乎是不可能。我们要证实他们是错，我们会比原计划更加快地实现这一目标。,电动汽车整车设计方案,第9页,雷诺科技信息系统部主任,FrancoisPistre,先生：,选择象,SDRC,这么世界级软件供给商，与马特拉一起参加我们车辆工程，将会帮助我们在雷诺成功地进行前所未有、最广泛产品设计及生产环境重组工作。融汇,SDRC,与马特拉丰富汽车专业经验以及来自双方广泛先进设计,/,制造技术，将使雷诺受益匪浅。这对保持雷诺在当今市场上强有力竞争地位是至关主要。,电动汽车整车设计方案,第10页,日产企业工程系统部总经理,JojiMadusa,先生：,“,单一,CAD/CAM/CAE,系统可使车身曲面、动力总成、实体设计以及零部件设计实现标准化，这将使得整车开发全过程取得极大并行性。,”,日产董事会组员、业务过程革新部总经理,YoshimichiUrabe,先生：,日产企业在全球范围内开发、制造和销售汽车产品。日产需要开发制造出让客户满意车。为此，我们需要集我们全部之技术秘诀、过程知识以及含有全球性资源优点来不停改进本身，以全新姿态进入下一个世纪。从这方面考虑，来自,SDRC,IDEAS,和,Metaphse,技术将是帮助实现我们目标,并行工程最有效工具。在日产全球部门进行业务过程革新，将改进产品质量、降低成本和缩短上市时间，这将是引人注目地改进全部产品性能强大驱动力，也是到达日产业务目标关键原因。,电动汽车整车设计方案,第11页,马自达项目总经理,MitsushiroNiimi,先生：,在技术是第一生产力今天，要想在全球大市场中占有一席之地，必须不停地改进技术。马自达选择了,IDEASMasterSeries,是因为它在曲面造型、实体造型、仿真分析、制造、测试和并行工程方面强大功效，而且该软件是使马自达在数字改造计划中获益并急需技术。我们对与,SDRC,企业业已建立亲密合作关系很满意。,MetaphaseSeries2,软件将能够使马自达在开发方面含有企业级并行工程工具。这意味着我们工程师将能够更亲密并肩工作，快捷、可靠地享用工程数据。采取这一并行工程伎俩将帮助马自达更有效地通讯，降低开发费用，缩短产品上市时间。,电动汽车整车设计方案,第12页,6.,汽车业计算机应用未来发展趋势,高质量、低成本、更加快产品上市时间和更新产品式样是企业注定要追求共同目标。,汽车业计算机应用未来发展趋势：,改进企业过程,有效地利用企业资源，步入全球性大协作；,关键式工程工具,实现电子（或数字）样机需要关键式主模型技术；,数据管理及控制,用,PDM,系统构建企业信息框架，实现企业级信息共享；,集成供给链,制造厂商与零配件供给商日趋紧密信息共享形成集成供给链。,电动汽车整车设计方案,第13页,2.2,电动车辆整车标准体系,国际标准化组织标准,电动道路车辆,安全要求,第,1,部分：车载储能装置,电动道路车辆,安全要求,第,2,部分：功效安全方式和故障防护,电动道路车辆,安全要求,第,3,部分：预防人员触电,电动道路车辆,术语,电动道路车辆,参考能量消耗率和续驶里程,乘用车和轻型商用车辆试验规程,电动道路车辆,道路操纵特征,电动汽车整车设计方案,第14页,2.3,电动汽车总体设计,电动汽车基本结构,电动汽车组成包含电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车关键，也是区分于内燃机汽车最大不一样点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机调速控制装置等组成。电动汽车其它装置基本与内燃机汽车相同。,电动汽车整车设计方案,第15页,(a)前轮驱动 1蓄电池 2调速控制器 3.驱动电动机 4转向驱动轮 5水箱6,充电器,7,充电插座,图,2,1,电动汽车组成图,电动汽车整车设计方案,第16页,(b)后轮驱动 1.直交逆变器 2驱动电动机和减速器 3钠硫电池 4系统控制器 5电动转向器 6加热器,图22 电动汽车组成图,电动汽车整车设计方案,第17页,1.工作装置 2驱动桥 3驱动电动机 4液压泵 5油泵电动机,6.,蓄电池,7,转向桥,8.,平衡重,9,调速控制器,10,方向盘,图,2,3,工业用电动叉车组成图,电动汽车整车设计方案,第18页,电动车辆组成与各部件功用,1.,电源,电源为电动汽车驱动电动机提供电能，电动机将电源电能转化为机械能，经过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。,2.,驱动电动机,驱动电动机作用是将电源电能转化为机械能，经过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。,3.,电动机调速控制装置,电动机调速控制装置是为电动汽车变速和方向变换等设置，其作用是控制电动机电压或电流，完成电动机驱动转矩和旋转方向控制。,电动汽车整车设计方案,第19页,4.,传动装置,电动汽车传动装置作用是将电动机驱动转矩传给汽车驱动轴，当采取电动轮驱动时，传动装置多数部件经常能够忽略。,5.,行驶装置,行驶装置作用是将电动机驱动力矩经过车轮变成对地面作用力，驱动车轮行走。它同其它汽车组成是相同，由车轮、轮胎和悬架等组成。,6.,转向装置,专用装置是为实现汽车转弯而设置，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。,电动汽车整车设计方案,第20页,7.,制动装置,电动汽车制动装置同其它汽车一样，是为汽车减速或停车而设置，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，普通还有电磁制动装置，它能够利用驱动电动机控制电路实现电动机发电运行，使减速制动时能量转换成对蓄电池充电电流，从而得到再生利用。,8.,工作装置,工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置，如电动叉车起升装置、门架、货叉等。,电动汽车整车设计方案,第21页,2.3.1 电动汽车总体结构,普通由四部分组成：,1.电动机,电动机是电动汽车动力装置。其作用是产生动力，经过传动系驱动车轮使汽车行驶。电动机主要有直流电动机和交流机两类。2.底盘,底盘作用是支承、安装电动动机及其各部件、总成，形成电动汽车整体造型，并接收电动机动力，使汽车产生运动，确保正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。,电动汽车整车设计方案,第22页,3.车身,车身安装在底盘车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车车身普通是整体结构，货车车身普通是由驾驶室和货箱两部分组成。,4.控制系统及电气设备,控制系统是对电动汽车起动、行驶、前进、倒车、制动等进行控制。,电气设备由电源和用电设备两大部分组成。,电动汽车整车设计方案,第23页,23.2 电动车辆总体布置,电动车辆布置是指电源,(,蓄电池,),、驱动装置及调速控制装置等详细布置。,1.电动机中央驱动,电动机中央驱动布置方式如,图24,所表示，,图2-5,为蓄电池叉车驱动布置图，,图26,为电动牵引车驱动布置图。,中央驱动布置特点是只需一只驱动电动机，控制电路较简单，车辆结构与传统布置相近，能够在内燃机车辆基础上改装，其传动装置和技术较成熟。,电动汽车整车设计方案,第24页,图,2,4,电动汽车中央驱动布置示意图,电动汽车整车设计方案,第25页,1蓄电池 2车体 3随动支承轮 4驱动轮 5转向装置 6驱动电动机 7转向传动轴 8制动杆 9液压操纵杆10座椅 11液压泵和电动机 12前轮,图,2,5,蓄电池叉车驱动布置图,电动汽车整车设计方案,第26页,1车体 2制动操作装置 3电控装置 4转向装置 5蓄电池组 6调速控制器 7牵引钩 8驱动桥 9转向轮,图26 电动牵引车驱动布置图,电动汽车整车设计方案,第27页,2.电动汽车横向驱动布置，图,2,7示意图。,有：前置和后置方式,图,2,7,电动汽车横向驱动布置示意图,电动汽车整车设计方案,第28页,3.电动汽车边置纵向驱动布置，图,2,8示意图。有：前置和后置方式,图,2,8,电动汽车横向驱动布置示意图,电动汽车整车设计方案,第29页,4.电动轮驱动,电动轮驱动方式是将电动机及对应减速器布置在车轮上，如图29所表示。,图,2,9,电动轮驱动方式布置,电动汽车整车设计方案,第30页,5.电池及驱动控制装置布置,蓄电池质量占据电动车辆自重较大百分比，所以在考虑车辆总体布置时应使整车质量分布均匀，使各车轴或车轮载荷趋于一致。,驱动电动机控制装置本身重量不大，体积也较小，布置位置很灵活。但应注意电路尽可能简化，大电流回路导线尽可能短，电路电压损失尽可能小。控制装置安装要注意减震、防酸和散热以及方便检修等方面要求。,电动汽车整车设计方案,第31页,2.3.3 外形尺寸参数,1.,汽车设计中，外形尺寸包含：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。各参数含义见下列图2.10：,图2.10外形尺寸参数,电动汽车整车设计方案,第32页,2.各级汽车尺寸标准 确定汽车尺寸所要考虑原因主要是机械布局和使用要求，其中机械布局视乎厂家各自设计方案有所差异；使用要求则主要由汽车所针正确目标市场级别而定。各主要级别（主要乘用车）常见尺寸范围（表2.3.1)：,电动汽车整车设计方案,第33页,单位：米,长度,宽度,高度,轴距,经典代表,欧洲、亚洲轿车：,小型两厢轿车,3.6-4,1.5-1.7,1.3-1.5,2.2-2.5,夏利,小型三厢轿车,4.1-4.4,1.6-1.7,1.3-1.5,2.3-2.6,丰田,COROLLA,中型轿车,4.3-4.7,1.7-1.8,1.3-1.5,2.6-2.8,捷达,中大型轿车,4.6-4.9,1.7-1.9,1.3-1.6,2.7-2.9,日产,CEFIRO,大型轿车,4.8-5.2,1.8-2,1.4-1.6,2.8-3.2,飞驰,S-CLASS,其它车种：,中型越野车,4.5-4.9,1.7-2,1.7-2.0,2.5-2.8,三菱,PAJERO,中型,MPV,4.4-4.8,1.7-1.9,1.5-1.9,2.7-3,丰田,PREVIA,中型皮卡（,pick up,）,4.7-5,1.6-1.8,1.4-1.6,2.7-2.9,丰田,HILUX,特殊规格：,日本轻自动车（,K-CAR,）,3.7,1.5,不限,不限,奥拓,美国家标准准大型房车,5.2-5.5,1.8-2.1,1.3-1.5,2.8-3.3,林肯,TOWNCAR,美国家标准准多用途车（,SUV,）,5-5.5,1.8-2.2,1.8-2.2,2.8-3.2,别克,GL8,一级方程式赛车,4.2-4.4,1.8,0.9-1,2.8-3.1,电动汽车整车设计方案,第34页,3.怎样确定详细尺寸,确定汽车尺寸首先要服从机械布局，然后要满足各项应有功效，如必须具备载客、载货空间等。详细确定方法：,长度 长度是对车辆用途、功效、使用方便性等影响最大参数。,2.宽度,宽度主要影响乘坐空间和灵活性。对于乘用轿车，假如要求横向布置三个坐位都有宽敞乘坐感（主要是足够肩宽），那么车宽普通都要到达,1.8M,。,电动汽车整车设计方案,第35页,3.高度 车身高度直接影响重心（操控性）和空间。大部分轿车高度在1.5米以下，与人体自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心考虑，以确保高速拐弯时不会翻车。,4.轴距 在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间最主要原因，因为占绝大多数2厢和3厢轿车，乘员坐位都是布置在前后轴之间。,5.前、后悬 车长=前悬+后悬+轴距。轴距越长，前后悬便越短。最短悬殊长能够短至只有车轮，即为车轮半径,1/2,。普通轿车悬长都不能太短，一来轴矩太长会影响灵活性，二来要考虑机械零件布局。,电动汽车整车设计方案,第36页,图2.11,A,、,B,角分别称为靠近角和离去角，是衡量车辆经过性主要指标。由图可见角度越大，车身能安全经过坡度越大。其中靠近角尤为主要，所以越野车前悬都很短。,电动汽车整车设计方案,第37页,6.轮距 轮距直接影响车辆前后宽度百分比。与其它尺寸相比，轮距更受机械布局（尤其是悬挂系统）影响，是设计师需要在很早期就确定参数。,7.离地距,离地距即车体最低点与地面距离。后驱车离地最低点普通在后轴中央，前驱车普通在前轴，也有些轿车离地距最低点在前防撞杆下缘（气流动力学部件）。,车辆长、宽、高、轴距是影响乘坐空间四要素，是基础，要在尺寸大车身上设计出空间充裕座舱，还必须精心设计车厢轮廓。这就是所谓“利用率”问题，而它又与全车整体布局息息相关。,电动汽车整车设计方案,第38页,2.3.4,电动汽车布置,1.利用汽油发动机汽车原有传动系统,前轮,后轮,后轮,前轮,传动系统,车,轴,电动机,车,轴,前轮,后轮,后轮,前轮,传动系统,车,轴,电动机,车,轴,畜电池,畜电池,畜电池,畜电池,电动汽车整车设计方案,第39页,2.电动机与车轴平行布置,前轮,后轮,后轮,前轮,传动系统,车,轴,电动机,车,轴,前轮,后轮,后轮,前轮,传动系统,车,轴,电动机,车,轴,畜电池,畜电池,畜电池,畜电池,电动汽车整车设计方案,第40页,3.电动轮,分前轴装电动轮,后轴装电动轮,前后都装电动轮,前轮,电动轮,电动轮,前轮,车,轴,车,轴,畜电池,畜电池,电动汽车整车设计方案,第41页,2.4,电动汽车参数选择,汽车主要特征和技术特征随所装用原动力机类型和特征不一样，通常有以下结构参数和性能参数。,1.整车装备质量（kg）：汽车完全装备好质量，包含润滑油、畜电池、随车工具、备胎等全部装置质量。,2.最大总质量(kg)：汽车满载时总质量。,3.最大装载质量(kg)：汽车在道路上行驶时最大装载质量。,4.最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载最大总质量。与道路经过性相关。,5.车长(mm)：汽车长度方向两极端点间距离。,6.车宽(mm)：汽车宽度方向两极端点间距离。,电动汽车整车设计方案,第42页,7.车高(mm)：汽车最高点至地面间距离。,8.轴距(mm)：汽车前轴中心至后轴中心距离。,9.轮距(mm)：同一车轿左右轮胎胎面中心线间距离。,10.前悬(mm)：汽车最前端至前轴中心距离。,11.后悬(mm)：汽车最终端至后轴中心距离。,12.最小离地间隙(mm)：汽车满载时，最低点至地面距离。,13.靠近角()：汽车前端突出点向前轮引切线与地面夹角。,14.离去角()：汽车后端突出点向后轮引切线与地面夹角。,电动汽车整车设计方案,第43页,15.转弯半径(mm)：汽车转向时，汽车外侧转向轮中心平面在车辆支承平面上轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时转弯半径为最小转弯半径。,16.最高车速(km/h)：汽车在平直道路上行驶时能到达最大速度。,17.最大爬坡度(%)：汽车满载时最大爬坡能力。,18.平均能量消耗量(畜电池kW/h，燃料L/100km)：汽车在道路上行驶时每百公里平均能量消耗量。,19.车轮数和驱动轮数(nm)：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车车轮总数，m代表驱动轮数。,电动汽车整车设计方案,第44页,2.5电动汽车零部件载荷计算,车辆在行驶过程中,其零部件承受载荷大小和性质是受很多原因影响。,车辆动力机旋转部分、传动系、车轮、整个汽车质量组成一个多质量振动系统，在特定条件下会产生共振而降低传动系寿命这是车辆零部件承受动载荷。动载荷改变，有些是有规律，有些则是无规律。,车辆处于静止状态时，车辆零部件则承受静载荷。,车辆零部件在长久使用中会发生不一样形式损伤和破坏。所以，需要计算零部件在各种工况条件下强度。,电动汽车整车设计方案,第45页,车辆实际载荷是非常复杂，有些力是恒定（如重力，零部件装配时产生预紧力或过盈力），有些是不定（如起动时和制动时产生力，零件制造误差引发力，动力机工作工况改变而引发转矩及力改变，行驶阻力引发力等等）。,当受到短时间大峰值载荷作用并在其危险断面产生了超出屈服极限或强度极限应力时，零件将会断裂而失效，这种失效称为静强度失效，抵抗这种失效能力称为静强度。,在设计中校核零件静强度，要确定其危险断面及其所承受最大载荷。,电动汽车整车设计方案,第46页,因为在动载荷长久重复加载下形成局部高应力区使较弱晶粒产生微观裂纹并继续发展成宏观裂纹而造成疲劳破坏，这种动载荷可能是拉、压、弯、扭载荷中一个，也可能是其中一些载荷复合载荷。这种失效称为疲劳强度失效。,电动汽车整车设计方案,第47页,1.传动系最大转矩,传动系可能产生大大超出其静强度计算时所确定转矩，这是因为传动系是一个振动系统，它含有弹性和惯性等性质缘故。,传动系最大动载荷通常产生于汽车突然起步和紧急制动时。,T-制动最大转矩 C,d,-当量扭转刚度,电动汽车整车设计方案,第48页,2.路面不平度影响下车辆行驶系载,在行驶过程中，车轮与路面间相互作用力在不停地改变着，这些改变与路面形状及其不平度尺寸、车辆相关零部件惯性和弹性特征相关。这也是动载荷问题。,作用于弹性元件上动载荷为,电动汽车整车设计方案,第49页,3.传动系静强度计算载荷,计算按三种工况载荷作为计算载荷,1）按电机最大转矩T,dmax,传动轴上计算转矩T,j,T,j,=,T,dmax,i,T,N,m,2),按驱动车轮与路面最大附着力矩T,max,T,j,=,T,max,/(i,T,)=G,2,max,r,r,/(i,T,),N,m,G,2,-驱动桥给水平路面最大负荷，N,max,-轮胎与路面最大附着系数，取0.8,r,r,轮胎滚动半径，m,电动汽车整车设计方案,第50页,3)按最大动载荷,T,j,=,k,d,T,dmax,i,T,N,m,K,d,-动载荷系数，普通轿车为1.52.0；货车为2.02.5；越野车为2.53.0。,电动汽车整车设计方案,第51页,4.,传动系零件疲劳强度计算,车辆大部分零件在行驶中承受随时间而改变交变应力。当交变应力大小超出一定数值时，则在零件材料中进行着逐步累积损伤过程，其表现形式为微观裂纹。伴随零件继续运行，其微观裂纹也在逐步发展、扩大并减弱零件截面强度。当到达一定程度后零件便会突然断裂。,电动汽车整车设计方案,第52页,零件材料内部缺点和加工缺点在交变应力作用下往往是形成微观裂纹根源。上述零件损伤和破坏称为疲劳损伤和疲劳破坏。零件疲劳强度也与其承载下种类（弯曲、扭转）以及随时间改变应力循环特征（对称循环、非对称循环）相关。确定材料或零件疲劳特征可对该材料标准试件或直接对零件进行疲劳试验。,循环次数N。,电动汽车整车设计方案,第53页,用零件累积损伤度D表示，与零件材料及加载水平相关。D=1，则认为零件疲劳破坏；若D1，则认为零件有一定损伤但未破坏。,用当量应力表示,安全系数n,电动汽车整车设计方案,第54页,5.,电动,汽车零件可靠性设计,在机械可靠性设计中，将载荷、材料性能与强度及零部件尺寸等均视为属于某种概率分布统计量，应用概率与数理统计理论和强度理论，求出在给定设计条件下零部件不产生破坏概率公式，应用这些公式就能够在给定可靠度下求出零部件尺寸，或给定其尺寸确定其安全寿命。,机械零件可靠性设计是以应力-强度分布干涉理论为基础，机械零件强度和工作应力均随机变量，呈分布状态。,电动汽车整车设计方案,第55页,6.,电动汽车零部件最优化计算,对任何设计者来说，总原作出最优设计方案，使所设计产品或工程设施含有最好使用性能和最低材料消耗及制造成本，以取得最正确经济效益和社会效益。,所以，经常多作出几个设计方案，从中择其“最优”方案。,“最优化设计”是计算机广泛应用基础上发展起来一项新技术。,最优化设计工作包含两部分内容：,1）将设计问题物理模型转变为数学模型。建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。,电动汽车整车设计方案,第56页,设计变量指在设计过程中需进行选择且最终必须确定各项独立设计参数。,目标函数指设计问题所要求最优指标与设计变量之间函数关系式。,约束条件指对设计变量取值时限制条件。,2）采取适当最优化方法求解数学模型。可归结为在给定约束条件下求目标函数极值或最优值问题。,电动汽车整车设计方案,第57页,