1電動變槳距系統(tǒng)概述

變槳距機(jī)構(gòu)就是在額定風(fēng)速附近(以上),依據(jù)風(fēng)速的變化隨時調(diào)節(jié)槳距角,控制吸收的機(jī)械能,一方面保證獲取最大的能量(與額定功率對應(yīng)),同時減少風(fēng)力對風(fēng)力機(jī)的沖擊。在并網(wǎng)過程中,變槳距控制還可實現(xiàn)快速無沖擊并網(wǎng)。變槳距控制系統(tǒng)與變速恒頻技術(shù)相配合,最終提高了整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量。

電動變槳距系統(tǒng)就是可以允許三個槳葉獨立實現(xiàn)變槳，它提供給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率輸出和足夠的剎車制動能力。這樣可以避免過載對風(fēng)機(jī)的破壞。

圖1和圖2分別是電動變槳距系統(tǒng)的布局圖和電動變槳距系統(tǒng)的概念設(shè)計圖。三套蓄電池和軸控制盒以及伺服電機(jī)和減速機(jī)放置于輪轂處，每支槳葉一套，一個總電氣開關(guān)盒放置在輪轂和機(jī)艙連接處，整個系統(tǒng)的通訊總線和電纜靠滑環(huán)與機(jī)艙的主控制器連接。

圖3為電動變槳距系統(tǒng)的構(gòu)成框圖，主控制器與輪轂內(nèi)的軸控制盒通過現(xiàn)場總線通訊，達(dá)到控制三個獨立的變槳距裝置的目的。主控制器根據(jù)風(fēng)速，發(fā)電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速等，把命令值發(fā)送到電動變槳距控制系統(tǒng)，并且電動變槳距系統(tǒng)把實際值和運行狀況反饋到主控制器。

電動變槳距系統(tǒng)必須滿足能夠快速響應(yīng)主控制的命令，有獨立工作的變槳距系統(tǒng)，高性能的同步機(jī)制，安全可靠等的要求。下面就分別從機(jī)械和伺服驅(qū)動兩個部分介紹一下電動變槳距系統(tǒng)。

還有一種比較普遍的認(rèn)知。需要一個非常密集的類似加油站式的公共設(shè)施，認(rèn)為電動汽車是否要跟傳統(tǒng)汽車一樣。而這可能需要數(shù)十億的早期投入。研究帶來了一個令人鼓舞的結(jié)果，其實，事實并非如此。上海很多潛在早期購買者，大多數(shù)已經(jīng)擁有相對固定的停車位，更關(guān)心在自己的住宅小區(qū)內(nèi)可否建設(shè)可靠的隔夜充電設(shè)施。這樣的充電設(shè)施，再加上一些智能化的功能，讓大家能夠選擇在波谷的時候充電。這樣用起來，會感覺更放心。

研究表明。整個十三五期間，電動汽車的銷售量在上海的新車銷售中的占有率有望在2015年達(dá)到5%2020年達(dá)到15%這樣。上海電動汽車的保有量極有可能達(dá)到10萬輛。中國正悄然成為跨國汽車廠商銷售業(yè)績的主要增長點和全球汽車市場中增速最快的新興市場。時下，當(dāng)金融危機(jī)重創(chuàng)世界各大汽車生產(chǎn)巨頭之際。談汽車發(fā)展而不提中國，讓人不知所云，不談新能源車，則給人以落伍之感。

目前全球前25個超大型城市每年排放的二氧化碳約占全球總量的10%如果我希望在大規(guī)模范圍內(nèi)減輕環(huán)境的壓力。從這些大的污染源入手可能收效會更好。隨著大城市都在探索未來的交通模式，那么。電動車作為一種新的載體，覺得會在節(jié)能減排方面給城市決策者帶來更多的靈感。電動汽車的銷售量在上海的新車銷售中的占有率有望在2015年達(dá)到5%2020年達(dá)到15%這樣，研究表明。整個十三五期間，上海電動汽車的保有量極有可能達(dá)到10萬輛，這就標(biāo)志著中國的超大型城市穩(wěn)步地進(jìn)入了一個電動汽車的時代政府“補貼”與市場增長

大家可能習(xí)慣性地認(rèn)為。消費者未必有熱情去嘗試電動汽車。但是消費者調(diào)研表明，如果政府不提供補貼。早期的政府補貼固然重要。但是大幅度的購車補貼并不見得會直接帶來電動汽車的爆發(fā)性增長(圖表2

以紐約為例。則只能夠刺激20%增量需求。上海的消費者調(diào)研中，其聯(lián)邦政府已經(jīng)明確了會補貼7500美元這樣的一個基準(zhǔn)線。如果在這個基礎(chǔ)之上再補貼3000美金。其實也發(fā)現(xiàn)了同樣的補貼效能遞減的現(xiàn)象，直接原因在于消費者有更多的其他購買障礙。

比方說。政府其實是需要有一系列(除現(xiàn)金補貼外)激勵和扶持政策。比如為電動汽車族提供一些交通和停車的便利，電動汽車的續(xù)航歷程、安全可靠性等等。針對這些購買障礙。對產(chǎn)品質(zhì)量實行更嚴(yán)格的認(rèn)證等等。這樣，一套組合拳的形式會達(dá)到比較好的效果。

電動汽車的銷售量在上海的新車銷售中的占有率有望在2015年達(dá)到5%2020年達(dá)到15%這樣，研究表明。整個十三五期間，上海電動汽車的保有量極有可能達(dá)到10萬輛。中國正悄然成為跨國汽車廠商銷售業(yè)績的主要增長點和全球汽車市場中增速最快的新興市場。時下，當(dāng)金融危機(jī)重創(chuàng)世界各大汽車生產(chǎn)巨頭之際。談汽車發(fā)展而不提中國，讓人不知所云，不談新能源車，則給人以落伍之感。

那么，目前全球前25個超大型城市每年排放的二氧化碳約占全球總量的10%如果我希望在大規(guī)模范圍內(nèi)減輕環(huán)境的壓力。從這些大的污染源入手可能收效會更好。隨著大城市都在探索未來的交通模式，電動車作為一種新的載體，覺得會在節(jié)能減排方面給城市決策者帶來更多的靈感。電動汽車的銷售量在上海的新車銷售中的占有率有望在2015年達(dá)到5%2020年達(dá)到15%這樣，研究表明。整個十三五期間，上海電動汽車的保有量極有可能達(dá)到10萬輛，這就標(biāo)志著中國的超大型城市穩(wěn)步地進(jìn)入了一個電動汽車的時代。

如果政府不提供補貼，大家可能習(xí)慣性地認(rèn)為。消費者未必有熱情去嘗試電動汽車。但是消費者調(diào)研表明，早期的政府補貼固然重要。但是大幅度的購車補貼并不見得會直接帶來電動汽車的爆發(fā)性增長。

其聯(lián)邦政府已經(jīng)明確了會補貼7500美元這樣的一個基準(zhǔn)線。如果在這個基礎(chǔ)之上再補貼3000美金，以紐約為例。則只能夠刺激20%增量需求。上海的消費者調(diào)研中，其實也發(fā)現(xiàn)了同樣的補貼效能遞減的現(xiàn)象，直接原因在于消費者有更多的其他購買障礙。

電動汽車的續(xù)航歷程、安全可靠性等等。針對這些購買障礙，比方說。政府其實是需要有一系列(除現(xiàn)金補貼外)激勵和扶持政策。比如為電動汽車族提供一些交通和停車的便利，對產(chǎn)品質(zhì)量實行更嚴(yán)格的認(rèn)證等等。這樣，一套組合拳的形式會達(dá)到比較好的效果。

認(rèn)為電動汽車是否要跟傳統(tǒng)汽車一樣，還有一種比較普遍的認(rèn)知。需要一個非常密集的類似加油站式的公共設(shè)施，而這可能需要數(shù)十億的早期投入。研究帶來了一個令人鼓舞的結(jié)果，其實，事實并非如此。上海很多潛在早期購買者，大多數(shù)已經(jīng)擁有相對固定的停車位，更關(guān)心在自己的住宅小區(qū)內(nèi)可否建設(shè)可靠的隔夜充電設(shè)施。這樣的充電設(shè)施，再加上一些智能化的功能，讓大家能夠選擇在波谷的時候充電。這樣用起來，會感覺更放心。

摘要：輕型電動車經(jīng)過了多年的發(fā)展，已經(jīng)成為人們短途出行的重要工具，它具有綠色環(huán)保、價格低廉、使用方便等多個優(yōu)勢，可以滿足幾十公里的短途出行需求，是緩解交通壓力和環(huán)境污染問題的有效途徑。因此，該文對輕型電動車的分類進(jìn)行了簡要的論述。然后分析了當(dāng)前輕型電動車造型設(shè)計中存在的問題，最后總結(jié)了推動輕型電動車造型設(shè)計不斷完善的策略。

關(guān)鍵詞：輕型電動車;造型設(shè)計;短途出行;電動車

1輕型電動車的分類

（1）電動自行車。一種兩輪的交通工具，使用鉛酸或者是鋰電池作為動力能源，既能夠?qū)崿F(xiàn)電力驅(qū)動，也可以實現(xiàn)人力騎行。這種特殊的自行車就是電動自行車，但是由于其設(shè)計與普通自行車非常類似，因此車速限制為20km/h以內(nèi)，而且車身的質(zhì)量不應(yīng)該超過40kg，能夠方便地進(jìn)行人力騎行。（2）電動摩托車的特點。第一，無法以人力作為助力，該類輕型電動車車身較重，人力驅(qū)動非常困難，因此只能依靠蓄電池進(jìn)行驅(qū)動，無法通過人力方式前行。第二，蓄電池主要以鉛酸電池為主。（3）電動輕便摩托車。該種類型的輕型電動車介于電動自行車和電動摩托車之間，其定義如下：首先，車速可以超過2km/h，最高時速超過了電動自行車，但是由于自身設(shè)計的局限性，其時速比電動摩托車低；其次，車身的重量超過40kg，但是又比電動摩托車輕便，能夠?qū)崿F(xiàn)人力驅(qū)動的需求。

2輕型電動車造型設(shè)計中存在的不足

2.1造型設(shè)計方案的生搬硬套。輕型電動車在進(jìn)行造型設(shè)計方案，生搬硬套的情況比較多，主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，很多輕型電動車是在普通自行車的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的，因此會保留普通自行車的某些特點，雖然很多設(shè)計受國家管控政策的要求，但是也會進(jìn)行一定的改進(jìn)。但是在進(jìn)行設(shè)計的過程中，會生搬硬套原有自行車的設(shè)計套路，然后再安裝上電瓶，為其提供電力驅(qū)動。第二，有些輕型電動車是直接照搬摩托車的造型，只是將動力來源換成了電瓶，其他造型設(shè)計并沒有特殊的改變，這種生搬硬套的方式導(dǎo)致其缺乏造型設(shè)計的特點，也影響了整體的美觀性。2.2造型設(shè)計功能性不強。在進(jìn)行造型設(shè)計時，需要注重對輕型電動車功能性的維護(hù)，成為發(fā)揮功能的主力。但是，很多時候造型設(shè)計反而影響了輕型電動車功能的發(fā)揮，主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，前重后輕的造型設(shè)計，影響了車身的平衡感。大多數(shù)的輕型電動車都是后驅(qū)動力的，因此重心應(yīng)該放在后輪上，在加上兩輪的方式本身平衡感不強，因此就需要更加優(yōu)秀的造型設(shè)計。但是，很多輕型電動車在進(jìn)行造型設(shè)計時，將重心放到了前輪，騎行在較陡的山坡時，可能會出現(xiàn)側(cè)翻或者前翻的問題，影響騎行者的生命安全。第二，很多輕型電動車雖然設(shè)計了車燈，用來在夜晚騎行時進(jìn)行照明，但是其功能無法得到發(fā)揮，這是因為：首先，前置車燈由于燈具的功率限制，或者是電動車本身電壓、電流的限制，導(dǎo)致其照射距離非常有限。但是，很多電動車的時速非?？?，在夜晚無法得到足夠的視線可能會出現(xiàn)交通事故。其次，剎車燈功能缺失，電動車具有較快的時速，而且在夜晚視線非常差的情況下，如果沒有剎車指示燈，容易造成追尾事故。2.3過分追求外觀的設(shè)計。外觀設(shè)計是造型設(shè)計中非常重要的一環(huán)，尤其是對于輕型電動車來講，功能的實現(xiàn)比較簡單、相關(guān)的技術(shù)設(shè)計并不復(fù)雜，因此就需要通過外觀來贏得用戶的喜愛。但是，輕型電動車在設(shè)計過程中，很容易掉入過度追求外觀設(shè)計的陷阱中。主要表現(xiàn)為：第一，對外觀進(jìn)行過度設(shè)計，將過多的精力集中到外觀設(shè)計方面，但是對輕型電動車的實用性、性能等產(chǎn)生的影響不大，而且過度的外觀設(shè)計必然會增加產(chǎn)品的成本，不利于在激烈的市場競爭中取得價格優(yōu)勢。第二，很多外觀的設(shè)計并不實用，然而會引起用戶的反感，很多外觀設(shè)計具有較大的主觀性，而且并沒有經(jīng)過嚴(yán)格的市場調(diào)研，在產(chǎn)品推出之后，很多用戶無法接受相關(guān)設(shè)計，而且還增加了購車的成本，可能會導(dǎo)致用戶群體的流失。

如果能以社區(qū)的隔夜充電設(shè)施為主要,早期的充電設(shè)施的設(shè)計中。

中國正悄然成為跨國汽車廠商銷售業(yè)績的主要增長點和全球汽車市場中增速最快的新興市場。時下，當(dāng)金融危機(jī)重創(chuàng)世界各大汽車生產(chǎn)巨頭之際。談汽車發(fā)展而不提中國，讓人不知所云，不談新能源車，則給人以落伍之感。

那么，目前全球前25個超大型城市每年排放的二氧化碳約占全球總量的10%如果我希望在大規(guī)模范圍內(nèi)減輕環(huán)境的壓力。從這些大的污染源入手可能收效會更好。隨著大城市都在探索未來的交通模式，電動車作為一種新的載體，覺得會在節(jié)能減排方面給城市決策者帶來更多的靈感。

電動汽車的銷售量在上海的新車銷售中的占有率有望在2015年達(dá)到5%2020年達(dá)到15%這樣，研究表明。整個十三五期間，上海電動汽車的保有量極有可能達(dá)到10萬輛，這就標(biāo)志著中國的超大型城市穩(wěn)步地進(jìn)入了一個電動汽車的時代

政府“補貼”與市場增長

如果政府不提供補貼，大家可能習(xí)慣性地認(rèn)為。消費者未必有熱情去嘗試電動汽車。但是消費者調(diào)研表明，早期的政府補貼固然重要。但是大幅度的購車補貼并不見得會直接帶來電動汽車的爆發(fā)性增長(圖表2

汽車工業(yè)領(lǐng)域結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法主要有:拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化、尺寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及形狀結(jié)構(gòu)優(yōu)化等［1］。拓?fù)鋬?yōu)化可以在設(shè)計階段初期按照性能需求進(jìn)行性能優(yōu)化設(shè)計［2－4］，從而保證后續(xù)的尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化都是在材料最優(yōu)分布的前提下進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計［5－7］。對于客車整車骨架而言，由于車身骨架結(jié)構(gòu)簡單，拓?fù)淇臻g較小且方鋼搭建較為成熟，本文將主要考慮底架的拓?fù)?。為了使拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計達(dá)到最大化，本文將不再以底架局部空間為拓?fù)鋬?yōu)化對象。因此對某款純電動客車整個底架進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計，最大程度提高原有車身骨架的整體力學(xué)性能。

1底架的第一輪拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計

1.1底架拓?fù)鋬?yōu)化空間的建立。本文分析的純電動客車整車骨架采用HyperMesh軟件進(jìn)行有限元建模。其中有限元單元總數(shù)為1290403個，節(jié)點數(shù)1260881個，三角形單元有7694個，占總數(shù)比為0.6%＜5%。故有限元模型合格。其整車車身骨架有限元模型如圖1所示。拓?fù)鋬?yōu)化是在給定的設(shè)計空間區(qū)域內(nèi)找到其最優(yōu)的材料分布，以達(dá)到最優(yōu)力學(xué)性能和最省材料分布的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計［8］。所以拓?fù)鋬?yōu)化被廣泛用于汽車的正向設(shè)計以及輕量化設(shè)計［9－11］。本文基于SIMP材料差值的變密度法，以拓?fù)淇臻g的單元密度為設(shè)計變量;以優(yōu)化后與優(yōu)化前的總體積比值不大于0.1為約束條件;以柔度最小化(即剛度值最大)為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。本文所研究車型為底置電池的純電動客車骨架，與傳統(tǒng)燃油機(jī)客車骨架相比，純電動客車車身結(jié)構(gòu)與承受載荷基本保持不變，由于底架上的發(fā)動機(jī)換成了電池，并且電池體積分布較大，質(zhì)量較重，因此底架的結(jié)構(gòu)改動較大。所以本文只將底架作為拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計空間，車身骨架仍采用較為成熟的基礎(chǔ)車型客車骨架作為非拓?fù)湓O(shè)計空間，并將該底架作為拓?fù)湓O(shè)計空間，車身骨架作為非拓?fù)湓O(shè)計空間的整車骨架有限元模型在Optistruct軟件中進(jìn)行迭代計算。原底架如圖2所示。為使拓?fù)淇臻g達(dá)到最大化，除保留底架主要橫縱梁以及一些功能性方鋼以外，其余斜撐等方鋼全部刪除。由于前中門踏板作為單獨總成進(jìn)行整車組裝，且考慮需站立乘客等情況應(yīng)過盈設(shè)計，所以將其作為非拓?fù)淇臻g。在拓?fù)淇臻g區(qū)域鋪設(shè)20mm厚的鋼板。關(guān)于下文所用到的方向，其設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為:X軸為縱向，客車后側(cè)方向為正向;Y軸為橫向，客車右側(cè)方向為正向;Z軸為豎直方向，向上方向為正向。底架鋪設(shè)鋼板示意圖如圖3所示。整個底架一共鋪設(shè)73組鋼板，其中XOY面鋪設(shè)40組，XOZ面鋪設(shè)10組，YOZ面鋪設(shè)23組。為了使拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果便于工程制造和工藝性，軟件中設(shè)置了模式組約束進(jìn)行對稱設(shè)計。同時設(shè)置最小成員尺寸為75mm，最大成員尺寸為150mm。1.2工況設(shè)置和權(quán)重系數(shù)的確定。1.2.1拓?fù)鋬?yōu)化的工況設(shè)置。客車在行駛過程中最常見的兩種工況為彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況，因此本次拓?fù)鋬?yōu)化采取彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況進(jìn)行工況設(shè)置。對于彎曲工況:約束左前輪DOF23、右前輪DOF3、左后輪DOF123、右后輪DOF3。在底架中段左右縱梁上方施加均布載荷，均布載荷單側(cè)合力大小為1000N。對于扭轉(zhuǎn)工況:約束左后輪DOF123，右后輪DOF13，左前氣囊和右前氣囊之間建立MPC約束，MPC約束上施加力矩為2000Nm［12］。1.2.2多工況權(quán)重系數(shù)的確定。對于彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況權(quán)重系數(shù)的確定，先給定彎曲和扭轉(zhuǎn)兩工況權(quán)重系數(shù)均為1，然后在Optist-ruct軟件中進(jìn)行一個迭代步的運算后輸出OUT文件，查看OUT文件中兩工況compliance值分別為2.988393E+02和1.150530E+03。由于兩工況com-pliance值相差約4倍，因此重新給定彎曲和扭轉(zhuǎn)兩工況權(quán)重系數(shù)分別為4和1，重復(fù)上述步驟，得到兩工況compliance值相近，分別為1.195357E+03和1.150529E+03。此時給定的權(quán)重系數(shù)即為合理的權(quán)重系數(shù)值。1.3拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與傳力路徑分析。通過Optistruct軟件計算，經(jīng)過73步迭代運算，得到拓?fù)鋬?yōu)化計算結(jié)果。本次拓?fù)渲饕獎h除斜撐而保留橫縱梁。通過局部放大車架的拓?fù)浣Y(jié)果圖，XOY面后橋左右上方拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與YOZ面與中部地板相連的后橋左右處拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果如圖4所示。由于后橋左右上方中間2根橫梁處存在座椅安裝點，故在底架的第一輪拓?fù)鋬?yōu)化中只刪除了附近的斜撐，保留了橫梁。而從圖4(a)可知，后橋左右上方中間2根橫梁的存在明顯打斷了拓?fù)涞膫髁β窂?。由圖4(b)可知中間2根橫梁雖有一定的加強作用，但是其傳力路徑結(jié)構(gòu)復(fù)雜且衍生出很多細(xì)小路徑，不利于工藝制造。故需要對這些橫縱梁方鋼進(jìn)一步刪除，擴(kuò)大拓?fù)鋬?yōu)化空間進(jìn)行第二輪拓?fù)鋬?yōu)化。使得傳力路徑更加清晰合理。即通過第一輪拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果分析找出由于橫縱梁的存在而導(dǎo)致的傳力路徑不合理的局部空間，對其拓?fù)淇臻g進(jìn)一步釋放后展開第二輪拓?fù)鋬?yōu)化。

2底架的第二輪拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計

2.1底架局部改進(jìn)后的拓?fù)鋬?yōu)化空間。通過對第一輪拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與傳力路徑的分析可知，由于過多保留橫縱梁方鋼導(dǎo)致底架多處部位出現(xiàn)傳力路徑被打斷以及衍生出過多細(xì)小路徑等現(xiàn)象。故在不改變約束條件和目標(biāo)函數(shù)的前提下，通過擴(kuò)大第一輪底架拓?fù)鋬?yōu)化空間，而車身骨架仍采用基礎(chǔ)車型骨架作為非拓?fù)鋬?yōu)化空間，最終將底架拓?fù)湓O(shè)計空間改動后的整車骨架有限元模型在Optistruct軟件中進(jìn)行迭代運算。第二輪拓?fù)鋁OY面后橋左右上方鋪設(shè)鋼板與YOZ面與中部地板相連的后橋左右鋪設(shè)鋼板如圖5所示。即刪除中間橫梁，使得拓?fù)淇臻g進(jìn)一步釋放。整個底架一共鋪設(shè)69組鋼板，其中XOY面鋪設(shè)38組，XOZ面鋪設(shè)10組，YOZ面鋪設(shè)21組。第二輪拓?fù)涞准茕佋O(shè)鋼板示意圖如圖6所示。(a)XOY面后橋左右上方(b)XOZ面與中部地板相連的后橋左右處圖5第二輪拓?fù)滗佋O(shè)鋼板示意圖圖6第二輪拓?fù)涞准茕佋O(shè)鋼板示意圖2.2拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與方鋼搭建。2.2.1局部改進(jìn)處的拓?fù)鋫髁β窂椒治?。通過Optistruct軟件計算，經(jīng)過72步迭代運算，得到拓?fù)鋬?yōu)化計算結(jié)果。XOY面后橋左右上方第二輪拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與YOZ面與中部地板相連的后橋左右處第二輪拓?fù)浣Y(jié)果如圖7所示。(a)XOY面后橋左右上方(b)YOZ面與中部地板相連的后橋左右處圖7第二輪拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果示意圖對比圖4(a)和圖7(a)可知第二輪拓?fù)鋬?yōu)化傳力路徑無被打斷現(xiàn)象;對比圖4(b)和圖7(b)可知第二輪拓?fù)鋬?yōu)化傳力路徑更加清晰連貫且未出現(xiàn)細(xì)小路徑。可進(jìn)行下一步的方鋼搭建。2.2.2底架第二輪拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果與方鋼搭建。通過HyperMesh軟件Post界面中OSSmoth處理以及可制造化處理原則進(jìn)行方鋼搭建。XOY面拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果如圖8所示，XOY面方鋼搭建如圖9所示。圖8XOY面拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果圖9XOY面方鋼搭建從拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果示意圖可以看出，整體拓?fù)鋫髁β窂奖容^清晰且較為合理。故本次拓?fù)浜蟮姆戒摯罱▏?yán)格按照拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果進(jìn)行。考慮到生產(chǎn)工藝技術(shù)等工程實際情況，只對局部傳力路徑不明顯處進(jìn)行略微刪減和改進(jìn)。2.3拓?fù)鋬?yōu)化前后的性能對比。客車的剛度主要包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。剛度工況的設(shè)置與拓?fù)鋬?yōu)化的靜力學(xué)分析設(shè)置相同。拓?fù)鋬?yōu)化前后相關(guān)值對比見表1。由表1可知，經(jīng)過兩輪拓?fù)鋬?yōu)化后與原車型相比，底架質(zhì)量減輕了0．048t，彎曲剛度增加了4492.2N/mm，增幅達(dá)到了50.1%，扭轉(zhuǎn)剛度增加了548.3kNm/rad，增幅達(dá)到了35.1%。

3結(jié)束語

摘要：伴隨著綠色低碳環(huán)保理念在汽車行業(yè)的滲透，電動汽車在我國汽車行業(yè)中所占比例正在快速增加。隨著國家對電動汽車的重視，根據(jù)電動汽車充電樁的建設(shè)能夠解決電動汽車的續(xù)航問題，加強電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的攻克顯得尤為重要。因此，本文主要對如何解決電動汽車充電樁充電技術(shù)難題進(jìn)行研究分析，旨在對當(dāng)前的電動汽車充電樁現(xiàn)狀與存在問題進(jìn)行詳細(xì)闡述，通過運用相應(yīng)的對策來解決充電技術(shù)難題，將電動汽車充電樁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，有助于提升電動汽車充電樁的服務(wù)效率和運營成本，保障電動汽車行業(yè)健康的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動汽車；充電樁；充電技術(shù)；解決難題

1電動汽車充電樁和充電技術(shù)的現(xiàn)狀

在當(dāng)前的電動汽車充電樁和充電技術(shù)的實際情況中，充電樁往往采用電氣控制與交易服務(wù)一體化的模式設(shè)計而成的，其硬件構(gòu)造主要運用一塊板卡集成設(shè)計。由于電氣控制與服務(wù)交易部門的連接，導(dǎo)致電動汽車充電樁電氣服務(wù)與電氣控制融合在一起，導(dǎo)致充電樁的擴(kuò)展性較差，不利于系統(tǒng)集成處理，進(jìn)而不利于電動汽車的發(fā)展。因此，在當(dāng)前的電動汽車充電樁和充電技術(shù)的不利于更新和技術(shù)改造的難題，其涉及的情況主要包括兩部分：其一，擴(kuò)展性，在當(dāng)前的電動車充電樁涉及中，其產(chǎn)品的擴(kuò)展性較差，不方便更新和系統(tǒng)功能集成，導(dǎo)致后期的充電服務(wù)和技術(shù)難以安裝部署，造成電動車充電樁的更新和技術(shù)改造較難的問題；其二，不規(guī)范，當(dāng)前的電動車充電樁操作相對較為復(fù)雜并且不規(guī)范，例如，在當(dāng)前的電動車充電樁建設(shè)使用的往往設(shè)備與操作界面存在不統(tǒng)一性，導(dǎo)致操作流程往往不同，摒棄服務(wù)充電技術(shù)的規(guī)章不標(biāo)準(zhǔn)化，實際的操作流程往往存在不規(guī)范的現(xiàn)象。在當(dāng)前的電動車充電樁充電技術(shù)的難題現(xiàn)狀中，主要設(shè)計規(guī)范性和發(fā)展性難題。因此，實際的技術(shù)創(chuàng)新需要引進(jìn)模塊組件化，將電動車充電樁的控制與交易獨立，構(gòu)建電動車充電樁和操作用戶可以信任的網(wǎng)絡(luò)平臺提高電動車充電樁充電技術(shù)的可行性和發(fā)展性。

2電動汽車充電樁充電技術(shù)難題解決策略

2.1創(chuàng)新電動汽車充電樁設(shè)計方案。在電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的解決策略中，通過對當(dāng)前的電動汽車充電樁的構(gòu)架進(jìn)行創(chuàng)新，運用新型信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)充電樁的交易服務(wù)和充電控制的獨立，通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的充電樁交易和充電模式，有利于提高電動汽車的充電便捷性和安全性。（1）電動汽車充電樁構(gòu)架創(chuàng)新設(shè)計。在新型的電動汽車充電樁構(gòu)架設(shè)計中，需要改變當(dāng)前的充電控制和交易服務(wù)結(jié)合的模式。通過將充電控制與交易服務(wù)單獨設(shè)計成兩個部分，確保其中一個板塊能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車充電樁的充電服務(wù)；另一個板塊能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車充電樁的交易服務(wù)。通過分離充電技術(shù)和充電交易服務(wù)，不僅僅可以為每個板塊的更新和技術(shù)改造創(chuàng)造良好的外在條件，同樣也能夠?qū)㈦妱悠嚦潆姌兜纳a(chǎn)模式規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化。通過電動汽車充電樁的利于維護(hù)和審計，能夠有效的降低電動汽車充電樁的后期資金使用。（2）電動汽車充電樁功能設(shè)計與定義標(biāo)準(zhǔn)化。在電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的解決策略中，需要進(jìn)行電動汽車充電樁功能設(shè)計與定義標(biāo)準(zhǔn)化。例如，充電樁的功能需要蘊含訪問控制、用戶登錄認(rèn)證、費用計算、充電數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)通信等基本功能。其中，電動汽車充電樁的認(rèn)證需要包括到多種服務(wù)功能實現(xiàn)，電氣控制涉及充電控制和電氣開關(guān)回路等功能。（3）電動汽車充電樁標(biāo)準(zhǔn)和充電服務(wù)流程。在電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的解決策略中，需要確認(rèn)電動汽車充電樁標(biāo)準(zhǔn)和充電服務(wù)流程。在電動汽車充電樁的架構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計當(dāng)中，需要制定規(guī)范和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)來支持整個充電樁的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。利用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)認(rèn)證結(jié)算單元的充電技術(shù)規(guī)范，確保認(rèn)證交易結(jié)算和運營管理之間的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，同樣需要保證電動汽車充電樁的認(rèn)證與監(jiān)控運營具備合法性。在認(rèn)證結(jié)單元與監(jiān)控運營進(jìn)行連接中，保證電動汽車充電樁的合法性，確保連接上能夠以隨機(jī)數(shù)形式完成鑒權(quán)認(rèn)證；在電動汽車充電樁主站隨機(jī)數(shù)的生產(chǎn)主要有監(jiān)控運營端，用于監(jiān)控運營數(shù)據(jù)的加密和電動汽車充電樁數(shù)據(jù)的解密工作。2.2加強充電技術(shù)的信息化建設(shè)。在電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的解決策略中，需要加強充電技術(shù)的信息化建設(shè)。加強充電技術(shù)的信息化建設(shè)主要涉及到電動汽車充電樁的費用平臺建設(shè)和信息化充電技術(shù)建設(shè)，在電動汽車充電樁的硬件建設(shè)中，需要注重信息平臺硬件設(shè)施的選擇，例如，內(nèi)存處理器和網(wǎng)絡(luò)以及充電控制顯示接口。在加強充電技術(shù)的信息化建設(shè)中，需要完善模塊組件化的設(shè)計思路采用多種信息模塊化設(shè)計，確保在電動汽車充電樁的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實現(xiàn)各個電動汽車充電樁的網(wǎng)絡(luò)連接，確保電動汽車充電樁在信息化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋下能夠?qū)崿F(xiàn)與服務(wù)系統(tǒng)的信息交叉。在內(nèi)加強的電動汽車充電樁充電技術(shù)的信息化建設(shè)，有助于電動汽車充電樁產(chǎn)品的信息化系統(tǒng)的集成，方便靈活地布置電動汽車充電樁。同樣信息化平臺的建設(shè)能夠幫助電動汽車充電樁進(jìn)行及時道德更新或者充電技術(shù)的改造，很大程度上提高了電動汽車的充電操作便捷和交易安全。2.3優(yōu)化在電動汽車充電樁充電技術(shù)的效果。在電動汽車充電樁的充電技術(shù)難題解決上，需要當(dāng)前的電動汽車充電樁的構(gòu)架進(jìn)行創(chuàng)新，運用新型信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)充電樁的交易服務(wù)和充電控制的獨立。在實際的效果中，在成本對比上：優(yōu)化后的電動汽車充電樁構(gòu)架能夠時間逐漸優(yōu)化設(shè)計，將控制與充電交易服務(wù)分離，確保每個部分不會對其他的造成影響，保證了硬件資源的合理運用和技術(shù)改造；同樣在維修成本上，改進(jìn)后的電動汽車充電樁能夠降低后期的維護(hù)工作量，方便充電技術(shù)的升級；在電動汽車用戶的體驗上，創(chuàng)新的電動汽車充電樁具備簡單的操作，不需要學(xué)習(xí)較高的技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車的充電。

摘要：分析電動汽車換電技術(shù)國內(nèi)申請趨勢，電動汽車換電技術(shù)申請地區(qū)分布狀況，電動汽車換電技術(shù)前十申請人分布狀況，電動汽車換電技術(shù)申請人類別、數(shù)量、申請量分布狀況。

關(guān)鍵詞：電動汽車，換電站，技術(shù)分解，專利狀況分析。

0引言

電動汽車屬于新能源汽車，在資源緊缺以及環(huán)境污染嚴(yán)重的當(dāng)今社會，各國均重視新能源汽車的發(fā)展，而電動汽車技術(shù)屬于較早提出的技術(shù)。但受制于當(dāng)時社會的科學(xué)技術(shù)水平，電動汽車的使用成本較高，無法普及，經(jīng)過了多年的發(fā)展。隨著技術(shù)的成熟，電動汽車的多個難題被克服，電動汽車將逐漸替代原來的燃油動力汽車，成為發(fā)展的重點。而電動汽車的核心部件為動力電池，動力電池的容量是限制電動汽車發(fā)展的重要因素。

1電動汽車換電技術(shù)國內(nèi)申請趨勢

由電動汽車換電技術(shù)國內(nèi)申請趨勢變化圖（圖1）可以看出，我國的電動汽車換電技術(shù)的專利申請始于1990年代末期，但1997～2009年期間，申請量均不大。但從2010年開始，申請量出現(xiàn)了大幅的增加。且之后的數(shù)年均遠(yuǎn)大于2010年之前的申請量，綜合各方面的分析，其申請量的變化可能與電動汽車的發(fā)展有關(guān)，在很早的時期便提出了電動汽車這一概念，但局限于當(dāng)時的技術(shù)水平，電動汽車無法普及。而至2009年左右，電池、電機(jī)以及控制技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，并且由于能源危機(jī)以及對于環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，促使電動汽車更加適合當(dāng)前社會的發(fā)展。通過各方面的技術(shù)的支持以及政策的鼓勵，使得電動汽車再次受到關(guān)注并獲得發(fā)展，電動汽車的電池技術(shù)以及續(xù)航問題是電動汽車的關(guān)鍵性技術(shù)，即電動汽車的發(fā)展與電動汽車的換電技術(shù)密切相關(guān)。因而呈現(xiàn)出了2009年開始的申請量大幅增長，而2016年的申請量由于大部分申請還并未公開，因而其申請量顯示較少?？梢灶A(yù)期的是，在電動汽車商業(yè)化的當(dāng)前，其申請量也會較大。

摘要：純電動汽車的充電時間相較于傳統(tǒng)的汽油車成為了限制其全面推廣的痛點。因此，針對純電動汽車充電站和充電方式的研究一直是行業(yè)內(nèi)的研發(fā)熱點。純電動汽車的充電模式主要有整車充電模式（包括交流慢充和直流快充）、快速更換模式和無線充電模式。本文從專利申請的角度對上述各充電模式的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了整理和分析。

關(guān)鍵詞：純電動汽車；電池；充電；慢充；快充；快速更換；無線

1概述

本文基于CNPAT數(shù)據(jù)庫對純電動汽車充電技術(shù)進(jìn)行檢索，共得到相關(guān)專利申請3505件（截至撰稿日），其中，涉及交流慢充技術(shù)的專利申請為729件、直流快充技術(shù)為816件、快速更換技術(shù)225件、無線充電技術(shù)727件。在純電動汽車充電技術(shù)中的研發(fā)主流為直流快充技術(shù)，這也與用戶對縮短充電時間的需求相適應(yīng)，此外，無線充電技術(shù)的占比也較可觀，雖然目前鮮有實際應(yīng)用，但由于其充電形式的便利性使其成為了研發(fā)熱點，而快速更換技術(shù)雖然在純電動公交車領(lǐng)域已有較為成熟的應(yīng)用，但其申請量相對較低，這也與其對整車和換電裝置研發(fā)難度較大以及投資較高的因素有關(guān)。

2交流慢充

交流慢充技術(shù)的主要申請人依次為豐田、比亞迪、寶馬、國家電網(wǎng)、現(xiàn)代、北汽新能源，其中，豐田、寶馬、現(xiàn)代的主要研發(fā)領(lǐng)域為整車，國家電網(wǎng)主要涉及充電樁，北汽新能源主要涉及整車和充電樁，比亞迪主要涉及整車和電池。

摘要：動力電池系統(tǒng)是電動汽車三電系統(tǒng)中的核心部件，其性能優(yōu)劣直接影響整車的好壞。電池包的防水密封直接影響到電池系統(tǒng)的工作安全，乃至影響到電動汽車的使用安全，是電動汽車可靠行駛的重要保證。為了提高電池包的密封防水性能，對電池包的密封防水特性進(jìn)行深入分析顯得尤為重要。文章是研究一種應(yīng)用于電動汽車電池包的密封膠，對膠體的材質(zhì)、涂膠軌跡、膠的特性進(jìn)行分析，使膠體與電池箱充分結(jié)合，通過國標(biāo)要求的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和驗證，歸納出一種合適的膠體和打膠方式。

關(guān)鍵詞：電動汽車；電池包；防水；密封膠

1概述

根據(jù)全球能源發(fā)展的布局，安全、節(jié)能和環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，新能源汽車成為當(dāng)今汽車領(lǐng)域研究的熱點。作為汽車交通工具，電動汽車也需要具備傳統(tǒng)車所具有的一切屬性，包含安全性和使用壽命等方面的要求。電池系統(tǒng)作為三電系統(tǒng)中最重要的部件之一，是保證整車安全的屏障。國家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確表示電池包要具備防護(hù)等級IP67的要求[2]，電池包不會因為進(jìn)水而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致人員的傷亡。因此，電池包的密封防水格外重要，直接影響電池系統(tǒng)設(shè)計成功與否的關(guān)鍵。本文是研究一種應(yīng)用于電動汽車電池包的密封膠，對膠體的材質(zhì)、涂膠軌跡、膠的特性進(jìn)行分析，使膠體與電池箱充分結(jié)合，通過國標(biāo)要求的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和驗證[1]，歸納出一種合適的膠體和打膠方式。

2電池包的密封結(jié)構(gòu)分析

電動汽車電池包的電池組電壓高達(dá)600V以上，乘用車平臺略低達(dá)到300V以上，電池箱體必須保證密封防水，防止進(jìn)水導(dǎo)致電路短路，而導(dǎo)致事故發(fā)生。電池箱體防護(hù)等級要達(dá)到IP67以上。電池包的防護(hù)等級和熱管理方式有關(guān)，目前電池包熱管理方式主要有自然冷卻、風(fēng)冷及液冷，自熱冷卻可以較好地保證密封性能，風(fēng)冷及液冷由于存在外界因素的干擾，密封性設(shè)計要求更高，風(fēng)冷是靠外置的強制風(fēng)冷來冷卻，除不能與大氣相通外，不允許在某處泄漏。液冷是靠外界的熱交換液體流動來達(dá)到加熱或者冷卻的目的。電池包的密封結(jié)構(gòu)主要由上蓋、下箱體、相關(guān)接插件和接觸密封墊所組成，此文主要闡述上蓋與下箱體之間的密封膠，是決定電池包密封效果的關(guān)鍵。