电动汽车形态设计的研究
摘要
这个比较在计算时仅以汽车行驶能量为对象，实际上电能有多种来源方式，还需考虑制造所用能量等，但此结果和其它文献基本相符。
②环境污染低：1998年全国城市环境质量周报统计结果表明，广州、上海、北京等一些特大城市空气中的首要污染物为氮氧化物(NO_x)，全国已有34个城市氮氧化物年均值超过国家二级标准，而机动车尾气排放则是氮氧化物的主要来源(汽车尾气对氮氧化物的分担率高达78.1％)。在以哈尔滨、北京、太原、上海、南京、成都、广州以及乌鲁木齐为中心的重污染带，污染指数随时都有可能处在污染事件发生的边缘。2000年3月28日，南宁市发生了光化学烟雾事件，汽车尾气中的碳氢化合物(HC)与氮氧化物(NO_x)在强烈日光作用下发生光化学反应，形成有毒烟雾，人们普遍感到眼睛刺痛，喉咙发痒，有毒烟雾持续了10个小时。
如果是EV则不会产生上述问题，因为EV在行驶时无废气排出，是零排放汽车。即使以火力发电来估计，相对于其它常规汽车，其废气排出量也会大幅度减少。
③可使用多种能源：因EV可用2次电力能源，其不受石油资源的限制，可利用核能、水力、太阳能等。2000年我国石油消耗量为2.6亿吨，进口9000万吨，其中汽车消耗了90％的汽油，20％的柴油。到2030年，我国汽车保有量将增加15～20倍，即使考虑到内燃机轿车的技术进步，我国石油消耗量将达到8～10亿吨，其中进口5～6亿吨，形势非常严峻。我国煤炭资源丰富而石油资源不足这一能源供给的结构性矛盾，使中国成为纯石油进口国，在今后很长一段时间内，煤炭将作为我国的主要能源，因此积极研制开发EV及代用燃料汽车是适应我国国情的现实选择，正如国家科委副主任徐冠华在96年电动及代用燃料汽车展上所作的《大力发展新型能源汽车促进中国可持续发展》报告中指出，积极研制开发和推广使用EV等“绿色交通工具”是可持续发展框架下交通运输变革的必然趋势之一。
④噪音低：汽车的噪音、振动大小决定于发动机本身和行驶条件。常规汽车和EV相比，虽然因汽车行驶而引起的噪音、振动无显著区别，但电动机比汽油或柴油发动机噪声要小得多，因此在这方面，EV占有绝对的优势。
正是由于EV的各种优点，美国、法国、日本、德国等发达国家都很重视EV的研制和开发，现已制造出各具特色的EV，并开始小批量生产。如美国为了在20世纪未研制出具有实际使用价值的超低排放汽车(ULEV)和零排放汽车(2EV)，从90年代初开始，美国政府由能源部牵头，包括交通部和国防部，斥巨
A1ong wth traditionaI fuel automobiIe is continuously increasing, it brings more
and more serious pollution to the earth.Therefore,in the end of twenty century,it
comes fOrth a upsurge to research and manufacture Electric Vehicle (EV) all over the
world. Chinese government has already brought EV into the fateful science and
teclinology research item of state's the ninth five year plan and its aim is to develop a
impoYtant industry. Consequently, the writer think it is very necessary to the research
of EV's Industrial Design while we study key technique.
The current design of EV has two kinds of methods,the refit design and the all new
design. The EV'design in our country is almost the refit design, but it can not
embodies the advantage of EV. Dlle to EV have not enormous gas engine and
complicated gearing, then its shape breaks the style of traditional fuel automobiles and
fOrms its pafticular sty1e, outstanding the characteristic of streamline, miniaturization
and light-duty. So the thesis is mostly to study the all new design of EV and strive
hard to make EV's lndustrial Design match beautiful shape, human engineering,
aerodynamics and principle of the green design.
The thesis analyzes the main factors that influencee EV's continuously charge
mileage.according to the importance of different factor and the influencee of different
shape design that affact a factor, the thesis study the design of EV and make it can
increase continuous1y charge mi1eage whi1e it satisfy beautifu1 shape and human
engineering.
with regard to EV's beautiful shaPe, the thesis analyzed the principle to attain
beautiful shape and visual illusion in automobile design. Because most of EV's body
is too short a little, the thesis emphasize how to attain a subective ideal shaPe through
the principle to attain beautiful shaPe and the visual illusion;On human engineering,
the thesis aim mainly at the analyse of fist-ellipse, fOot-ellipse and at the design of
metef, seat and lamp in order to improve driver's efficiency at the most. At the same
time,by the way of analyzing passengers in electric buses and electric cars on human
engineering, it acquire the size of eIect fic buses and elect fic cars' room,1n order to
lI
attain aerodynamicist's EV shape, the thesis cite conclusion from recent paper ,then summarize optimum value by synthesizing manufacturing technology and human engineering .
finally the writer make use of the above research result and adopt latest NURBS mold method of software of 3DS MAX to design EV's conception drawing .
②环境污染低：1998年全国城市环境质量周报统计结果表明，广州、上海、北京等一些特大城市空气中的首要污染物为氮氧化物(NO_x)，全国已有34个城市氮氧化物年均值超过国家二级标准，而机动车尾气排放则是氮氧化物的主要来源(汽车尾气对氮氧化物的分担率高达78.1％)。在以哈尔滨、北京、太原、上海、南京、成都、广州以及乌鲁木齐为中心的重污染带，污染指数随时都有可能处在污染事件发生的边缘。2000年3月28日，南宁市发生了光化学烟雾事件，汽车尾气中的碳氢化合物(HC)与氮氧化物(NO_x)在强烈日光作用下发生光化学反应，形成有毒烟雾，人们普遍感到眼睛刺痛，喉咙发痒，有毒烟雾持续了10个小时。
如果是EV则不会产生上述问题，因为EV在行驶时无废气排出，是零排放汽车。即使以火力发电来估计，相对于其它常规汽车，其废气排出量也会大幅度减少。
③可使用多种能源：因EV可用2次电力能源，其不受石油资源的限制，可利用核能、水力、太阳能等。2000年我国石油消耗量为2.6亿吨，进口9000万吨，其中汽车消耗了90％的汽油，20％的柴油。到2030年，我国汽车保有量将增加15～20倍，即使考虑到内燃机轿车的技术进步，我国石油消耗量将达到8～10亿吨，其中进口5～6亿吨，形势非常严峻。我国煤炭资源丰富而石油资源不足这一能源供给的结构性矛盾，使中国成为纯石油进口国，在今后很长一段时间内，煤炭将作为我国的主要能源，因此积极研制开发EV及代用燃料汽车是适应我国国情的现实选择，正如国家科委副主任徐冠华在96年电动及代用燃料汽车展上所作的《大力发展新型能源汽车促进中国可持续发展》报告中指出，积极研制开发和推广使用EV等“绿色交通工具”是可持续发展框架下交通运输变革的必然趋势之一。
④噪音低：汽车的噪音、振动大小决定于发动机本身和行驶条件。常规汽车和EV相比，虽然因汽车行驶而引起的噪音、振动无显著区别，但电动机比汽油或柴油发动机噪声要小得多，因此在这方面，EV占有绝对的优势。
正是由于EV的各种优点，美国、法国、日本、德国等发达国家都很重视EV的研制和开发，现已制造出各具特色的EV，并开始小批量生产。如美国为了在20世纪未研制出具有实际使用价值的超低排放汽车(ULEV)和零排放汽车(2EV)，从90年代初开始，美国政府由能源部牵头，包括交通部和国防部，斥巨
A1ong wth traditionaI fuel automobiIe is continuously increasing, it brings more
and more serious pollution to the earth.Therefore,in the end of twenty century,it
comes fOrth a upsurge to research and manufacture Electric Vehicle (EV) all over the
world. Chinese government has already brought EV into the fateful science and
teclinology research item of state's the ninth five year plan and its aim is to develop a
impoYtant industry. Consequently, the writer think it is very necessary to the research
of EV's Industrial Design while we study key technique.
The current design of EV has two kinds of methods,the refit design and the all new
design. The EV'design in our country is almost the refit design, but it can not
embodies the advantage of EV. Dlle to EV have not enormous gas engine and
complicated gearing, then its shape breaks the style of traditional fuel automobiles and
fOrms its pafticular sty1e, outstanding the characteristic of streamline, miniaturization
and light-duty. So the thesis is mostly to study the all new design of EV and strive
hard to make EV's lndustrial Design match beautiful shape, human engineering,
aerodynamics and principle of the green design.
The thesis analyzes the main factors that influencee EV's continuously charge
mileage.according to the importance of different factor and the influencee of different
shape design that affact a factor, the thesis study the design of EV and make it can
increase continuous1y charge mi1eage whi1e it satisfy beautifu1 shape and human
engineering.
with regard to EV's beautiful shaPe, the thesis analyzed the principle to attain
beautiful shape and visual illusion in automobile design. Because most of EV's body
is too short a little, the thesis emphasize how to attain a subective ideal shaPe through
the principle to attain beautiful shaPe and the visual illusion;On human engineering,
the thesis aim mainly at the analyse of fist-ellipse, fOot-ellipse and at the design of
metef, seat and lamp in order to improve driver's efficiency at the most. At the same
time,by the way of analyzing passengers in electric buses and electric cars on human
engineering, it acquire the size of eIect fic buses and elect fic cars' room,1n order to
lI
attain aerodynamicist's EV shape, the thesis cite conclusion from recent paper ,then summarize optimum value by synthesizing manufacturing technology and human engineering .
finally the writer make use of the above research result and adopt latest NURBS mold method of software of 3DS MAX to design EV's conception drawing .
引文
[1] 胡斌祥．我国电动汽车产业政策的波特菱图法分析．武汉理工大学学报信息与管理工程版，2001．23(2)：64～66
[2] T Takeishi,et al.Perspective on energy for vehicles from the viewpoint of energy resources. Environment and ecknomy [J].J.Soc. Auto.Eng., Japan, 1995, 49(1):28～33
[3] 阿布里提·阿布都拉，清水健一．电动汽车的开发现状与开发方向．电工电能新技术，2000(1)：49～52
[4] 陈小复．美国复合动力电动汽车的发展计划．世界汽车，1998(1)：11
[5] 张宁．我国电动汽车研究开发工作全面启动．世界汽车，1998(2)：5～13
[6] 胡桦．电动汽车的设计思路．世界汽车，1997(1)：24～25
[7] 傅立敏．轿车外形参数对空气动力特性参数的影响．吉林工业大学自然科学学报，1997，27(4)：11～14
[8] 章化麟，朱国林．汽车外形空气动力学模拟．汽车工程，2000，22①：17～20
[9] 杨钦慧．电动车用电池的开发过程．电机技术，1999(3)：48～49
[10] Y Asakura,et al.RAV4-EV and its adaptability to real market [A]. EVS 13 [C].Japen, 1996.
[11] (德)施普尔，克劳舍著．宁汝新等译．虚拟产品开发技术．机械工业出版社，2000：224～226，304～314
[12] Bryson,s.;Levit,c.:The Virtual Wind Tunnel.IEEE Computer Graphics and Application 1992,12(4):25～34
[13] 李国良，初亮，鲁和安．电动汽车续驶行程的影响因素．吉林工业大学自然科学学报，2000，30(3)：20～22
[14] 田新民，田泉，田原．中国汽车驾驶员P95拳椭圆测量．汽车工程，2000，22(4)：251～255
[15] 田新民，田泉，田原．中国汽车驾驶员P95离合及制动足椭圆测量．汽车工程．2000，22(5)：310～312
[16] Roth J T, Ayoub M M,Malcomb C R.Seating,Console and Workplace Design:Seated Operator and Reseach Profiles. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting, 1977
[17] Das B,Grady R M.The Normal Working Area in the Horizontal Plane:A Comparative Analysis between Farley's and Squires' Concepts. Ergonomics, 1983: B26(5)
[18] 宗长富，郭孔辉．汽车操纵稳定性的主观评价．汽车工程，2000．22(5)：289～292
[19] 商国华．性能优异的EVT电动摩托车及市场．摩托车技术，2000(10)：24
[20] 黄向东，伍恂谋．朱刚，等．轿车车身造型空气动力学寻优的探索．世界汽车，1998(2)：6～10
[21] 庞志成．汽车造型设计．南京：江苏科学技术出版社，1993
[22] 黄余平．百年汽车图集．北京：人民交通出版社，1987：213～218
[23] 蔡军，梁梅．工业设计史．哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1996：17～20
[24] 庞志成，于惠力，陈世家．工业造型设计．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995：91～105
[25] www. energy.ca.gov/education/AFVs/electric.html
[26] 刘朝红．电动汽车的现状及发展趋势．本溪冶金高等专科学校学报，1999．1(3)：35～37
[27] 孙逢春，程直明．电动汽车动力驱动系统现状及发展．汽车工程，2000．22(4)：220～221
[28] Hamilton David B.Electric Propulsion Power System Overview. IEEE 96,0-7803-3292-x/96
[29] Ricchard F Post.A new look at an old idea. The electromechanical battery [R]. Science & Technology Review, Lawrence Livermore National Laboratory, April, 1996
[30] 胡桦．混合动力源电动车和电动车的蓄电池．世界汽车，2001(3)：21～36
[31] T Kodama,et al. Reserch and development of advanced batteries and fuel cells [A].JSAE Sympo. Advanced EV Technology[C].Japan, 1998.1-7.
[32] 李乐山．工业设计思想基础．北京：中国建筑工业出版社，2001：30
[33] 高敏．机电产品艺术造型基础．成都：四川科学技术出版社，1984：26～58
[34] 张福昌．造型基础．北京：北京理工大学出版社，1994，：39～82
[35] 王介民．工业产品艺术造型设计．北京：清华大学出版社，1994：115～124
[36] 王乃臣，熊兆志，张乃仁，等．工业品造型设计．天津：天津科学技术出版社，1982：55～73
[37] [英]A.J.赛伯—里尔斯基著，杨尊正，邹仲贤译．汽车空气动力学．北京：人民交通出版社．1984：1～91
[38] 姜乐华，谷正气．CFD在汽车空气动力学研究中的应用．湖南大学学报自然科学版，1997，24(4)：52～56
[39] 范土杰．汽车空气动力学的计算机仿真方法．汽车技术，1996(4)：14～16
[40] 常思勤，扈圣刚．计算流体力学进展及其在汽车设计中的应用．武汉汽车工业大学学报，1997，19(4)：12～14
[41] 刘国余，沈杰．产品基础形态设计．北京：中国轻工业出版社，2000：63～66
[42] 张志沛，欧阳鸿武，秦志斌．JT6120型客车气动特性的数值模拟和风洞试验．中国公路学报，2000，13(3)：113～115
[43] 欧阳鸿武，张志沛，吴平康，等．优化JT6120型客车气动特性的风洞试验．汽车工程，2000，22(3)：171～175
[44] 徐东辉，管学理．论发展限定范围的电动汽车．专用汽车，1999(1)：5～6
[45] Fu Limin. On the relationship between aerodynamics characteristics and driving stability at high speed. SAE paper 901267
[46] 朱序璋，人机工程学．西安：西安电子科技大学出版社，1999：13～35
[47] 曹琦．人机工程．成都：四川科技技术出版社，1991：363～401
[48] 张昆，韩印．汽车座椅设计与人机工程．云南工业大学学报，1997(13)：68～70
[49] 程振彪．轻质材料在汽车上的应用．世界汽车，2000(4)：14～15
[50] 高宏，林天强．我国汽车塑料的发展与需求预测．汽车工艺与材料，2000(9)：24～27
[51] 许喜华．绿色设计——工业设计发展的必然趋势．浙江大学学报人文社会科学版，1999，29(4)：132～136
[52] 刘志峰，刘光复．绿色设计．北京：机械工业出版社，1999：27～111
[53] 范劲松，徐宗俊．产品造型设计中的NURBS方法研究．机械设计，1996(10)：4～9
[2] T Takeishi,et al.Perspective on energy for vehicles from the viewpoint of energy resources. Environment and ecknomy [J].J.Soc. Auto.Eng., Japan, 1995, 49(1):28～33
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[16] Roth J T, Ayoub M M,Malcomb C R.Seating,Console and Workplace Design:Seated Operator and Reseach Profiles. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting, 1977
[17] Das B,Grady R M.The Normal Working Area in the Horizontal Plane:A Comparative Analysis between Farley's and Squires' Concepts. Ergonomics, 1983: B26(5)
[18] 宗长富，郭孔辉．汽车操纵稳定性的主观评价．汽车工程，2000．22(5)：289～292
[19] 商国华．性能优异的EVT电动摩托车及市场．摩托车技术，2000(10)：24
[20] 黄向东，伍恂谋．朱刚，等．轿车车身造型空气动力学寻优的探索．世界汽车，1998(2)：6～10
[21] 庞志成．汽车造型设计．南京：江苏科学技术出版社，1993
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[24] 庞志成，于惠力，陈世家．工业造型设计．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995：91～105
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[26] 刘朝红．电动汽车的现状及发展趋势．本溪冶金高等专科学校学报，1999．1(3)：35～37
[27] 孙逢春，程直明．电动汽车动力驱动系统现状及发展．汽车工程，2000．22(4)：220～221
[28] Hamilton David B.Electric Propulsion Power System Overview. IEEE 96,0-7803-3292-x/96
[29] Ricchard F Post.A new look at an old idea. The electromechanical battery [R]. Science & Technology Review, Lawrence Livermore National Laboratory, April, 1996
[30] 胡桦．混合动力源电动车和电动车的蓄电池．世界汽车，2001(3)：21～36
[31] T Kodama,et al. Reserch and development of advanced batteries and fuel cells [A].JSAE Sympo. Advanced EV Technology[C].Japan, 1998.1-7.
[32] 李乐山．工业设计思想基础．北京：中国建筑工业出版社，2001：30
[33] 高敏．机电产品艺术造型基础．成都：四川科学技术出版社，1984：26～58
[34] 张福昌．造型基础．北京：北京理工大学出版社，1994，：39～82
[35] 王介民．工业产品艺术造型设计．北京：清华大学出版社，1994：115～124
[36] 王乃臣，熊兆志，张乃仁，等．工业品造型设计．天津：天津科学技术出版社，1982：55～73
[37] [英]A.J.赛伯—里尔斯基著，杨尊正，邹仲贤译．汽车空气动力学．北京：人民交通出版社．1984：1～91
[38] 姜乐华，谷正气．CFD在汽车空气动力学研究中的应用．湖南大学学报自然科学版，1997，24(4)：52～56
[39] 范土杰．汽车空气动力学的计算机仿真方法．汽车技术，1996(4)：14～16
[40] 常思勤，扈圣刚．计算流体力学进展及其在汽车设计中的应用．武汉汽车工业大学学报，1997，19(4)：12～14
[41] 刘国余，沈杰．产品基础形态设计．北京：中国轻工业出版社，2000：63～66
[42] 张志沛，欧阳鸿武，秦志斌．JT6120型客车气动特性的数值模拟和风洞试验．中国公路学报，2000，13(3)：113～115
[43] 欧阳鸿武，张志沛，吴平康，等．优化JT6120型客车气动特性的风洞试验．汽车工程，2000，22(3)：171～175
[44] 徐东辉，管学理．论发展限定范围的电动汽车．专用汽车，1999(1)：5～6
[45] Fu Limin. On the relationship between aerodynamics characteristics and driving stability at high speed. SAE paper 901267
[46] 朱序璋，人机工程学．西安：西安电子科技大学出版社，1999：13～35
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[48] 张昆，韩印．汽车座椅设计与人机工程．云南工业大学学报，1997(13)：68～70
[49] 程振彪．轻质材料在汽车上的应用．世界汽车，2000(4)：14～15
[50] 高宏，林天强．我国汽车塑料的发展与需求预测．汽车工艺与材料，2000(9)：24～27
[51] 许喜华．绿色设计——工业设计发展的必然趋势．浙江大学学报人文社会科学版，1999，29(4)：132～136
[52] 刘志峰，刘光复．绿色设计．北京：机械工业出版社，1999：27～111
[53] 范劲松，徐宗俊．产品造型设计中的NURBS方法研究．机械设计，1996(10)：4～9