电动自行车的整车结构设计开题报告

电动自行车的整车结构设计开题报告
1、论文结构
1.1 总体结构的设想 论文的总体结构将如下安排：
（1）对本课题研究背景与意义进行明确，对电动自行车相关理论知识进行梳理，并对国内外电动自行车研究现状进行分析，明确中国电动自行车市场发展前景；     （2）对电动自行车车身进行设计，明确电动自行车车身总布置设计的原则、内容与性能要求，并在此基础上根据空气动力学原理进行设计；
（3）对电动自行车骨架进行设计，并对附属件安装进行设计。
1.2 主要解决的问题
    （1）车身造型方案选择；
（2）车身骨架、外形设计；
（3）车身参数确定与核算。
1.3 主要工作
（1）进行市场调研，参观已投入生产并用的电动自行车，观察其工作状况和工作原理。
（2）查阅相关课题研究文献，选择电动自行车结构形式、确定材料及相关配件的选择。
（3）根据设计计算及相关尺寸的确定，绘出电动自行车的结构图。
（4）综合以上工作，进行毕业设计论文的编写和整理。

2、文献综述  

2.1电动自行车设计现状
电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。

对于中国电动自行车的发展史，业内普遍认同为三个发展阶段：电动自行车的初级阶段、初现生产规模化阶段、超速发展阶段。
电动自行车的初级阶段也被称作是电动自行车的早期实验性生产阶段，从时间上讲，也就是1995年到1999年。这个阶段主要是对电动自行车的四大件，电机、电池、充电器和控制器的关键技术摸索研究。在研发生产方面主要是以生产企业自发的汇集信息、跟踪技术、组织市场观察、小批量的市场试用投放，也使得电动自行车开始进入了消费者的视野，并被他们逐步的认可到接受。从技术层面上来讲，早期的电动自行车，新电池充电一次只能行驶大约30公里，电池寿命短，爬坡能力差，容易磨损，而且电机也都是有刷无齿电机。但这个时期的积累，才为如今的这个产业化的规模在人才、技术和产品研发等方面做好了奠基。
第二个阶段之所以被称为初现生产规模化阶段，是由于这个时间段内出现了几个将电动自行车推进的机遇，使得在初级阶段里举步维艰的电动自行车一下子迎来了春天，更是的行业的发展进入了规模化，而这几个机遇当中最有价值的则为各个城市的“禁摩令”和2003年度的“非典”
这个时间段一般都认同为是在2000年到2004年这段时间，在这一时间段里，随着关键技术方面的突破和电动自行车的性能不断提升，让电动自行车成为了摩托车和自行车的替代产品，而它的快捷、环保、方便和廉价，同时也激发了市场对于电动自行车的诉求。在日益增长的市场需求中，先前研发生产的企业迅速崛起，一些新的企业也开始进入，他们对电动自行车的投入也不断加大，使得产能迅速扩展（具体详见附表1.1）。而且，这个时段迅速蹿上来的企业都是大手笔运作，已经将那些老一辈的研发生产企业抛在了身后。但是，一些知名品牌为代表的上规模企业已经形成，而且按照南北差异，也亦形成了行业内的江苏无锡、浙江、天津为代表的三大产业集聚地。 [资料来源：http://www.doc163.com]
第三个个阶段是从2005年至今，这个阶段是中国电动自行车的超速发展阶段，被行业戏称为“喷井阶段”。在这个时间段内，随着企业之间的激烈竞争大大刺激了技术的进步和新技术扩散，全行业的技术水平大幅度提高，蓄电池寿命和容量提高了35%，电机从单一的有刷有齿电机发展成为无刷高效电机为主流，寿命提高了5倍，效率提高了近30%，爬坡和载重能力提高约3.5倍。在性能提高的同时，制造成本也大幅度下降，价格功率下降到原来21%；在控制器系统和充电系统，技术水平也大幅提高。特别是在电池技术和电机技术方面都有了很大的进展，电动车专用铅酸电池在技术上的突破已经领先国际，而且形成了以天能、超威为龙头的浙江长兴板块、康丽恩、双登为代表的江苏板块和以瑞达为代表的广东板块。电池也有单一的铅酸电池演进出多类型的高性能电池，而且锂电池的出现，更加带动了电动自行车，特别是简易款的发展。在电机方面，永磁无刷电机的发明，让行业发展的步伐明显的加快。电机性能的关键是强磁材料的性能，各种永磁材料中，稀土永磁材料性能最为优越。我国是世界公认的稀土资源大国和稀土产品的制造强国。由于稀土强磁材料性能好，价格低，制造能力强，使得国际市场价格昂贵的BLDC（无刷直流永磁电机）系统在中国企业得到广泛应用，电动自行车产业因此获得了得天独厚的资源优势。从行业的总产销量来看，2005年，全国数百家企业的各种轻型电动车（含电动自行车）的总产量预计已经超过900万辆，出口约200~300万辆，实现工业产值200亿，利税约60亿元，相关的生产和服务领域的就业近100万人。中国轻型电动车产销量已经占到全球的90%以上，中国已经成为全球最大的轻型电动车生产国、消费国和出口国。
电动车主要部件包括：充电器、电池、控制器、转把、闸把、助力传感器、电机、灯具、仪表等。
充电器是给电池补充电能的装置，一般分二阶段充电模式与三阶段模式两种。二阶段充电模式：先恒压充电，充电电流随电池电压的上升逐渐减小，等电池电量补充到一定程度以后，电池电压会上升到充电器的设定值，此时转换为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时，先恒流充电，迅速给电池补充能量；等电池电压上升后转为恒压充电，此时电池能量缓慢补充，电池电压继续上升；达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。
电池是提供电动车能量的随车能源，电动车主要采用铅酸电池组合。另外镍氢电池与锂离子电池也已在一些轻便折叠电动车上开始使用了。
控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电气系统的核心，具有欠压、限流或过流保护功能。智能型控制器还具有多种骑行模式和整车电气部件自检功能。控制器是电动车能量管理与各种控制信号处理的核心部件。
转把、闸把等是控制器的信号输入部件。转把信号是电动车电机旋转的驱动信号。闸把信号是当电动车刹车时，闸把内部电子电路输出给控制器的一个电信号；控制器接收到这个信号后，就会切断对电机的供电，从而实现刹车断电功能。

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助力传感器是当电动车处于助力状态是检测骑行脚蹬力回脚蹬速度信号的装置。控制器根据电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。目前最潮流的助力传感器是中轴双边力矩传感器，其产品特点是能够采集左右两边的脚踏力，并采用非接触式电磁信号采集方式，从而提高了信号采集的精确性和可靠性。
电动自行车最重要的配件是电机，一辆电动自行车的电机基本决定了这辆车的性能和档次。电动自行车所使用的电机大都是高效稀土永磁电机，其中主要又分高速有刷齿+轮减速电机、低速有刷电机和低速无刷电机三种。
灯具、仪表部分是提供照明并显示电动车状态的部件组合。仪表一般提供电池电压显示、整车速度显示、骑行状态显示、灯具状态显示等。智能型仪表还能显示整车各电气部件的故障情况。
2.2课题目的、意义
电动自行车是现代小型交通工具中使用率较高的一种,随着市场要求的多样性,近年来越发受到推广与认可,在面对社会进程的不断加快,城市出现了大量的诸如生态破坏、交通拥堵等问题,严重影响城市生活质量的情况下。
本课题在切合实际、满足使用者基本需求情况下，设计一款便携、环保电动自行车，其存在和应用无论对于社会个人还是整体都有着可观的现实价值。 [资料来源：https://www.doc163.com]
3、进度安排
2017.11～2018.02  查阅文献资料，明确设计任务
2018.02～2018.03  调研、收集有关资料、完成开题报告和外文翻译工作
2018.03～2018.04  完成总体结构方案设计，设计计算等，完成初步的设计工作
2018.04～2018.05  完成总图和零件图设计，完成毕业论文的撰写
2018.06～2018.06  准备和完成毕业设计答辩。
主要技术参数或参考文献
技术参数
外形尺寸：   24inl735×590×1050
22inl650×630×1045
    前后轮中心距：  24inl230
22inl205
  整车质量：不应大于40kg
最大载重量：75-100kg
最高车速：20km/h
续驶里程: 采用24V(24V/12Ah)供电为20～25km
            采用36V(36V/12Ah)供电为45～60km
爬坡能力:能够爬上5。～8。的陡坡
参考文献
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