RL6100混合動力城市客車總布置設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 能源危機和環(huán)境污染是當今世界可持續(xù)發(fā)展所面臨的兩大根本問題，混合動力汽車在技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等方面具有綜合優(yōu)勢，是目前緩解這兩個問題的有效途徑。 城市客車在各個城市中承擔著人口流動的任務(wù)，應用廣泛，數(shù)量眾多。同時城市客車的運行工況特殊，城市中信號燈多，站點之間距離短，運行路線固定，城市客車頻繁的起步，加速，制動，怠速時間長，平均運行速度低。由于汽車設(shè)計時需要滿足最高行駛車速和最大爬坡度等動力性要求，需要裝備大功率發(fā)動機，使得城市客車經(jīng)常處于功率過剩狀態(tài)，造成了嚴重的能源浪費和環(huán)境污染。 本文以運用 于城市公交系統(tǒng)的傳統(tǒng)客車 6100 為研究對象，將其改裝為混合動力城市客車。本文首先分析并比較了串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式混合動力客車的驅(qū)動結(jié)構(gòu)、類型和使用范圍，確定了混合動力客車驅(qū)動系統(tǒng)的布置型式；通過對我國典型城市公交車循環(huán)工況的分析，制定了混合動力城市客車性能指標， 并對所研究的混合動力客車的總體方案進行了設(shè)計，據(jù)此對發(fā)動機、電機、傳動系的參數(shù)進行了匹配，初步確定了各部件的參數(shù)。 油電混合動力汽車融合了傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)點，具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機車動力性好和電動汽車清潔環(huán)保的特點，能夠有效的降低能源消耗，減 少污染排放，具有重要的研究意義。 關(guān)鍵詞 ：混合動力 ； 城市客車 ； 動力系統(tǒng) ； 參數(shù)匹配 ； 人機工程學 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 In (to It in as is of of is is of is so As to of a is in in a on 100 in it to EB( of EB by of it of to of It is to on 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 摘要 第 1章 緒論 1 題的背景和意義 1 內(nèi)外研究動態(tài) 1 究內(nèi)容與方法 4 第 2章 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)選型 5 合動力客車的分類 5 聯(lián)式混合動力城市客車 6 聯(lián)式混合動力城市客車 7 聯(lián)式混合動力城市客車 8 合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)的選擇 9 合動力城市客車動力系統(tǒng)對比 9 合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選型依據(jù) 11 合動力電動汽車法規(guī)及標準 13 國已經(jīng)或即將發(fā)布的電動汽車標準 13 用國際標準和國外先進標準 15 合動力汽車關(guān)鍵技術(shù) 16 合動力單元技術(shù) 16 量儲存技術(shù) 16 力驅(qū)動系統(tǒng) 17 合動力汽車仿真技術(shù) 17 能源控制策略 18 章小結(jié) 18 第 3章 混合動力城市客車動力系統(tǒng)設(shè)計 19 市公交車工況特點 19 市工況分析 19 合動力城市客車動力性指標的確定 20 力系統(tǒng) 參數(shù)計算 21 動電機的選擇 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 力電池的選擇 23 動機的選擇 25 合器的選擇 27 章小結(jié) 37 第 4章 駕駛區(qū)布置 32 體主要尺寸 32 車駕駛區(qū)尺寸 34 駛員座椅的結(jié)構(gòu)參數(shù) 35 椅布置 36 體壓力在座椅上的布置 37 椅的人機工程學要求 37 員座椅設(shè)計的基本原則 37 章小結(jié) 38 第 5章 整車經(jīng)濟性計算 39 油經(jīng)濟性的評價指標 39 油經(jīng)濟性的計算 40 章小結(jié) 42 結(jié)論 43 參考文獻 44 致 謝 46 附錄 47 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 第 1 章 緒 論 題的背景和意義 電動汽車的研究是從單獨依靠蓄電池供電的純電動汽車開始的，純電動汽車或零排放新燃料汽車無疑是我們的最終目標，但目前純電動汽車初始成本高，行駛里程較短。由于高效能蓄電池、燃料電泡及其系統(tǒng)均發(fā)展相對滯后，影響了純電動汽車的商業(yè)化進程；而燃油發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動的混合動力電動汽車是在純電動汽車開發(fā)過程中有利于市場化而產(chǎn)生的一種新的車型。它將現(xiàn)有 內(nèi)燃機與一定容量的儲能器件 (主要是高性能電池或超級電容器 )通過先進控制系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗減少污染物排放。國內(nèi)外普遍認為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標準和節(jié)能目標、市場接受度高的主流清潔車型，從而引起各大汽車公司的關(guān)注，得到商業(yè)市場的響應并迅速發(fā)展，混合動力汽車動力性能、燃料經(jīng)濟性以及廢氣排放效果的好壞，在很大程度上取決于車輛驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配以及車輛行駛過程中對各部件的協(xié)調(diào)控制。傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機使用工況多數(shù)是偏離其最佳工作區(qū)域，未能實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)的最佳匹配，因此，通過合理 匹配混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，制定適合于車輛行駛工況的控制對于提商汽車行駛效率，降低燃油消耗和尾氣排放具有較大的潛力，是一個值得研究的課題。對于汽車的動力性能和燃料經(jīng)濟性水平，通常是在進行實車道路試驗之后給予最后評價，這樣做不但周期長，成本高，而且在產(chǎn)品設(shè)計階段對整車及各總成方案的確定、結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇、傳動系參數(shù)與發(fā)動機的匹配等具有一定的盲目性可能遺漏較優(yōu)的方案，造成浪費。如果在設(shè)計階段，根據(jù)有關(guān)設(shè)計參數(shù)利用計算機仿真模擬對汽車動力性和燃料經(jīng)濟性進行預測，可以考察驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)是如何影響汽車動力性和燃油經(jīng)濟性 ，并對其進行優(yōu)化設(shè)計。此外，按預定的程序模擬各種行駛工況，包括瞬變的非穩(wěn)定工況，能全面地預測汽車在多種工況下的動力性能和燃油經(jīng)濟性。 內(nèi)外研究動態(tài) 1、 國際發(fā)展趨勢 目前世界各國都在積極推進混合動力公交客車的開發(fā)和運營。美國紐約在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 1998 年提供首批 10 輛串聯(lián)式混合動力公交客車的示范運營，目前有超過 500 輛此類客車在紐約、多倫多和舊金山等城市應用。在西雅圖通用公司首先推出了并行式混合動力公交客車進行運營，目前城市公用事業(yè)共有 400 余輛車在包括休斯頓、紐約、洛杉磯、西雅圖等超過 28 個北美城市運行， 今年該公司已獲得美國境內(nèi)各城市超過 1 500 臺訂單。在日本，豐田、本田等汽車業(yè)巨頭都投入巨大的人力和財力發(fā)展混合動力公交客車，并已經(jīng)推出數(shù)款車型。 2、 國內(nèi)發(fā)展狀況 我國目前十分重視混合動力車的研制和開發(fā)，國家召開的 863 電動汽車會議上，混合動力汽車在中國電動汽車的研究發(fā)展中，被確定為優(yōu)先發(fā)展的對象。大會通過的國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006 2020 年 )明確把新能源汽車列為 68 項優(yōu)先主題之一。混合動力汽車作為 “從現(xiàn)實的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，支撐經(jīng)濟社會持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展 ”的 一項技術(shù)，是符合“選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢、關(guān)系國計民生和國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點突破，實現(xiàn)跨越式發(fā)展 ”要求的。國內(nèi)東風集團、一汽集團、上汽集團、廣州客車廠、深圳五洲龍、長沙聯(lián)合公司、宇通、金龍、福田、申龍等已成功開發(fā)出產(chǎn)品或樣車。其中， 2003 年 12 月東風公司率先投入 10 輛并聯(lián)式混合動力公交客車，在武漢 510 路上進行示范運行。在成功示范運行兩年后， 2005 年 12 月，首批下線的 15 臺東風 合動力電動公交客車交付武漢市公交公司，在國內(nèi)首次實現(xiàn) 昆合動力電動汽車商業(yè)化銷售，開通了國內(nèi)首 條混合動力綠色公交專線。 2005 年 12 月，一汽集團首輛混合動力公交客車在無錫客車廠駛下裝配線。在深圳和株洲，串聯(lián)式混合動力公交客車也已經(jīng)進入了示范運營階段。在關(guān)鍵零部件方面，研制了 3 個系列的混合動力客車用主電機產(chǎn)品，多能源控制系統(tǒng)研發(fā)單位與整車企業(yè)聯(lián)合開發(fā)整車多能源控制器，配置 16 種不同的整車。在標準和測試方面，我國已頒布混合動力汽車國家標準 6 項，混合動力汽車測試方法、試驗規(guī)程報告 2 項。上海經(jīng)過 “十五 ”期間，已完成 “申新動 1 號 ”混合動力大客車概念樣車的開發(fā)、 “海威 ”混合動力轎車樣車及其他自主品牌混合動力轎車 的研制工作?，F(xiàn)在上汽集也正在積極推進插電式混合動力轎車與大客車的研發(fā)。相對國內(nèi)其他地方，上海的混合動力汽車的發(fā)展起步雖晚，但起點高，現(xiàn)已進入第 2 輪開發(fā)階段，在轎車和客車領(lǐng)域都有樣車面世，相關(guān)技術(shù)和車輛還有待通過一定數(shù)量的示范運營，在科學評判各類混合動力汽車的優(yōu)、劣勢后，最終選擇比較適合城市運營和技術(shù)發(fā)展的路線，為加速我國混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。目前國內(nèi)的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 混合動力汽車技術(shù)已經(jīng)逐漸走向示范運營和市場推廣，但是其關(guān)鍵零部件的性能和可靠性還有待提高。且混合動力車相對于原型內(nèi)燃機車成本還較高，將成為混合動力公交 客車市場化的一大障礙。此外，當前混合動力汽車方案較多，但是測試手段短缺，尚不能通過試驗評估與優(yōu)化，因此測試基地建設(shè)也需加強。 發(fā)展混合動力大客車的優(yōu)勢發(fā)展混合動力城市公交客車，不僅有助于實現(xiàn)環(huán)境與交通的健康發(fā)展，構(gòu)建一流的城市交通環(huán)境，更可能實現(xiàn)重點突破，掌握核心技術(shù)，在制定電動汽車技術(shù)標準等方面擁有更大的發(fā)言權(quán)和主動權(quán)，從而在新一輪的競爭中處于領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。同時，混合動力車要想在我國真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，混合動力公交客車也許就是這個產(chǎn)業(yè)的突破點?；旌蟿恿豢蛙嚤仨氁詡鹘y(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)為依托，不能脫離傳統(tǒng)整車單獨發(fā) 展。我國客車工業(yè)的基礎(chǔ)較為雄厚，無論是車身、底盤等關(guān)鍵總成還是零部件配套體系，都有著日積月累的經(jīng)驗和優(yōu)勢。因而集成現(xiàn)有客車工業(yè)的優(yōu)勢資源，有利于迅速打造我國混合動力客車自主品牌。混合動力具有先天優(yōu)勢，目前我國城市中行駛的燃油公交客車和城市團體旅游客車是城市交通的主要污染源，極大地影響了城市形象和城市環(huán)境建設(shè)，因此，更新城市公交客車成為打造 “綠色城市 ”的重要舉措。近年來，我國各大中城市公交客車年更換數(shù)量在 4 700 輛至 6 200 輛左右，并且以每年 17一 23的幅度增長。 2008 年前后由于中小城市的跟進，公交 客車的需求有望達到每年 3 萬輛，其中一部分裝備混合動力是完全有可能的。當然，要大力發(fā)展混合動力，降低成本是首要問題。對于混合動力客車，進行推廣的最大障礙是高昂的成本，包括一次性購車成本和使用成本。目前，我國城市公交大部分還是由政府進行補貼運營，這也相對減輕了混合動力客車的商業(yè)化難度，有利于示范和推廣應用?；旌蟿恿ζ嚰夹g(shù)已經(jīng)成為世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過度消耗，環(huán)保與節(jié)能已經(jīng)成為世界的焦點，發(fā)展節(jié)能型、環(huán)保型汽車已成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向和汽車產(chǎn)業(yè) 可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，研發(fā)和推出一系列有商業(yè)應用價值的環(huán)保、節(jié)能混合動力汽車已經(jīng)并將在相當長時間內(nèi)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的主流和趨勢?；旌蟿恿ζ囀切乱惠喐偁幍那腥它c，也是民族汽車工業(yè)健康發(fā)展的保證，為我國汽車工業(yè)提供了跨越式發(fā)展的契機。雖然我國的混合動力汽車技術(shù)研究起步相對較晚，與世界領(lǐng)先的混合動力技術(shù)有一定的差距，但從世界范圍來看，混合動力汽車產(chǎn)業(yè)目前還處于起步階段，與傳統(tǒng)的燃料汽車技術(shù)相比，我國在混動技術(shù)領(lǐng)域差距相對較小，這為我們趕超國際先進水平提供了一個平臺，為我國民族汽車工業(yè)堅持自主創(chuàng)新，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 打造民族品 牌，提供了一個良機。 究內(nèi)容與方法 混合動力汽車有兩套動力系統(tǒng)，因此具有高度的復雜性，而正是這種復雜性為混合動力系統(tǒng)的設(shè)計提供了更大的空間。本論文主要研究內(nèi)容主要為客觀評價混合動力城市客車采用各種驅(qū)動型式時的優(yōu)劣，然后確定動力總成的結(jié)構(gòu)方案，系統(tǒng)研究混聯(lián)混合動力總成及其應用，比較混合動力客車各種驅(qū)動方式，提出混聯(lián)混合動力驅(qū)動方式及對動力系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)計，完成混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中電動動力系統(tǒng)的部件選型，從而實現(xiàn)不同的驅(qū)動模式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng) 選型 合動力客車的分類 混合動力電動汽車提高燃油經(jīng)濟性分析，混合動力電動汽車之所以節(jié)能，很大程度與它的控制策略，動力系統(tǒng)的匹配，及工況的特點有很大的關(guān)系，所以說不同驅(qū)動方式燃油經(jīng)濟性是不同的，但總體來說，混合動力電幼汽車之所以節(jié)能是以下原因： 1、限制發(fā)動機怠速；公交車的發(fā)動機平均約有 20的時間處于怠速狀態(tài)，當發(fā)動機處于怠速或車輛減速時將其關(guān)閉能降低大約 5 8的燃油消耗。與傳統(tǒng)的起動電機相比，混合動力汽車采用的大功率電動機能快速起動發(fā)動機，同時計算機技術(shù)燃油噴射技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有效解決了發(fā) 動機快速起動問題。 3 5 5時發(fā)動機才開始工作，就降低了油耗，減少了燃料的不完全燃燒及由此引起的 2、制動能量回收；傳統(tǒng)車輛在減速或者制動時，大部分的車輛動能都以制動蹄片的摩擦、發(fā)動機的機械摩擦和泵氣損失等各種形式消耗掉了?；旌蟿恿ζ嚥捎秒姍C可以回收車輛的部分動能。制動能量回收的多少與電機的功率很儲能裝置的容量有關(guān)。 10 20動能量回收的比例必須與車輛摩擦制動時消耗的能量一致，否則駕駛員進行制 動時，車速會下降太快或者發(fā)生點頭。制動能量回收一般在車速為 16為低速時的制動能量回收也易造成車輛點頭。 3、降低發(fā)動機排量；車輛行駛時并不總是需要發(fā)動機提供峰值功率。在混合動力系統(tǒng)中，電動機能為發(fā)動機提供功率輔助，使在降低發(fā)動機的排量時而不影響車輛的動力性。在給定的負荷下，排量小的發(fā)動機摩擦損失、熱損失和泵氣損失都比較小。 4、提高發(fā)動機效率；發(fā)動機在低負荷時效率很低，采用混合動力系統(tǒng)可以使發(fā)動機盡量工作在高效區(qū)，主要原因是：電機能在低速和低負荷時提供助力，使發(fā)動機在停車、怠速等工 作效率較低的情況下關(guān)閉，減少油耗和降低排放 (基本零排放 )；車輛在高速行駛時，由于電機的高轉(zhuǎn)矩特性使發(fā)動機在轉(zhuǎn)速較低、效率較高時仍能維持足夠的加速度，電機助力也可以減少發(fā)動機的瞬態(tài)工況；電機和變買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 速器的優(yōu)化匹配使發(fā)動機可以運行于高效的工況區(qū)域：電機的助力便于在進行發(fā)動機設(shè)計時采用一些革新技術(shù)。 5、提高發(fā)動機附件的工作效率；在混合動力系統(tǒng)中提高發(fā)動機附件的效率也可以提高車輛的燃油經(jīng)濟性，例如空調(diào)壓縮機、動力轉(zhuǎn)向泵和水泵。目前，大部分的發(fā)動機附件都是通過皮帶、齒輪、鏈條等與發(fā)動機機械連接，靠發(fā)動機直接驅(qū)動，效率很 低，采用電機驅(qū)動這些附件時可以使其相對于發(fā)動機獨立地工作。同時傳統(tǒng)車輛的電器附件最高電壓只有 14V，電路系統(tǒng)的損耗較大，導線的成本也較高而混合動力系統(tǒng)采用高壓電，減少了能量損失。 聯(lián)式混合動力城市客車 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)如圖 聯(lián)式混合動力汽車 由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機 3部分組成，它們之間以串聯(lián)的方式聯(lián)結(jié)，發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構(gòu)驅(qū)動汽車。小負荷時由電池驅(qū)動電動 機，帶動車輪，大負荷時通發(fā)動機帶動發(fā)電機，發(fā)電機驅(qū)動電動機。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速行駛工況，可以將發(fā)動機調(diào)整在最佳工況點附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機的輸出來達到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機避免了怠速和低速運轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是整個動力系統(tǒng)功率儲備大，需要功率足夠大的電動機。另外，發(fā)動機輸出的機械能需要轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機械能，幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，效率降低。 圖 (1)特點更加趨近于 總體結(jié)構(gòu)上看比較簡單，易于控制，三大動力總成之聞沒有機械聯(lián)系，在電動汽車上布置起蓄電池 逆變器 電動機 驅(qū)動軸 發(fā)電機 發(fā)動機 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 來有較大的自由度，可以獨立地布置。 (2)此外， 在穩(wěn)定、高效、低油耗、低污染的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，因此 (3)在繁華市區(qū)行駛時，可以單獨以動力電池組為動力源，實現(xiàn) “零排放 行駛。當動力電池組電量不足時，可以通過發(fā)電機組發(fā)出的電能給電池充電，這樣就可以進一 步提高燃油經(jīng)濟性。 (1)動電機的功率和扭矩必須能夠滿足汽車的動力性能，克服汽車在行駛過程中的最大阻力，因此驅(qū)動電動機的功率要求較大，外形尺寸較大，質(zhì)量也較重。因此整個系統(tǒng)的規(guī)模龐大，增加了車輛成本及機構(gòu)布置難度。一般在轎車上很少采用串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要應用于大型客車上。此外驅(qū)動電機由于不是經(jīng)常在滿負荷狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，因此效率較低。 (2)發(fā)電機將機械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋㈦姾头烹姸加心芰繐p失，能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，電動機將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能、電池的 充發(fā)動機輸出的能量利用率比較低。 聯(lián)式混合動力城市客車 并聯(lián)式混合動力汽車 以利用發(fā)動機和電機共同驅(qū)動車輪，結(jié)構(gòu)比較復雜，如圖 動機與電動機分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨立地向汽車傳動系統(tǒng)提供扭矩。發(fā)動機通過變速箱驅(qū)動汽車，電力驅(qū)動系統(tǒng)通過蓄電池及電動機經(jīng)過耦合同時驅(qū)動汽車。在 驅(qū)動電動機驅(qū)動模式和發(fā)動機 種驅(qū)動模式。發(fā)動機和發(fā)電機各自的功率，可以是 5 大動力總成的功率可以疊加，因此可以采用較小功率的發(fā)動機和驅(qū)動電動機，使整個動力總成的尺寸較小，質(zhì)量較輕，造價也較低。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 (1)于發(fā)動機的機械能可贏接輸出到汽車驅(qū)動橋，沒有機械能一電能一機械能的轉(zhuǎn)換過程，與串聯(lián)式布置相比，能量綜合效率較高。 (2)在車輛需要最大輸出功率時 (即加速或爬坡時 )，驅(qū)動電機可向汽車提供額外的輔助動力，因此 發(fā)動機的功率也可以選擇得比較小，汽車的燃油經(jīng)濟性也相應地提高。 (3)由于驅(qū)動電機僅在車輛輸出大功率時提供輔助動力，因此驅(qū)動電機的尺寸和體積也要小得多。此外， 此汽車的質(zhì)量也相對較輕。 (1)由于基本驅(qū)動模式是發(fā)動機驅(qū)動，故需要配備與內(nèi)燃機汽車相同的傳動系統(tǒng)，在總布置上基本與內(nèi)燃機汽車相同，動力性能接近內(nèi)燃機汽車，發(fā)動機有害氣體的排放高于串聯(lián)式。 (2)發(fā)動機驅(qū)動模式需要裝置離合器、變速器、傳動軸和驅(qū)動器等傳動總成，另外還有驅(qū)動電動機、動力電池組，以及動力組 合器等裝置，因此使動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，布置和控制也更加困難。 (3)發(fā)動機與車輛驅(qū)動輪間有直接的機械連接，發(fā)動機運行工況不可避免地受到汽車具體行駛工況的影響，要維持發(fā)動機在最佳工作區(qū)工作，則控制系統(tǒng)和控制策略較復雜。 聯(lián)式混合動力城市客車 混聯(lián)式混合動力汽車 1綜合 發(fā)動機、電動 /發(fā)電機和驅(qū)動電動機 3大動力總成組成，蓄電池 逆變器 電動機 驅(qū)動軸 發(fā)動機 耦合器 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 如圖 以組合成更多種形式的 混合驅(qū)動模式，能夠使發(fā)動機，發(fā)電機和電動機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證在更復雜的工況下使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。進而，車輛的整備質(zhì)量可以降低，而且性能更加完善，經(jīng)濟性更好，在動力性能方面接近和達到內(nèi)燃機汽車的水平，有害氣體的攤放更少，達到 “超低污染 的標準要求。因此，混聯(lián)式混合動力汽車最具影響力。 圖 (1)發(fā)動機的工作不受汽車行駛狀況影響，總是在最高效率狀態(tài)下工作或自動關(guān)閉，使汽車在任何時候都可實現(xiàn)低排放及超低油耗，達到環(huán)保和節(jié)能效果。 (2)車輛的最大輸出功率相當于三個動力裝置共同組成混合動力驅(qū)動汽車時發(fā)動機和電動機的最大輸出功率之和。因此發(fā)動機排量可減少，電動機功率可降低，其體積減少，而且加速性能很好。 (3)配有專用電動 /發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)，所以對電池的依賴較少。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略過于復雜，控制系統(tǒng)開發(fā)難度大，部件性能要求高，設(shè)計加工困難，而且成本很高。 合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)的選擇 合動力城市客車動力系統(tǒng)對比 混合動力客車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式復雜多變，如何從各個動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中選擇合適的結(jié)構(gòu)，我們就要對各種形式的混合動力汽車動力總成結(jié)構(gòu)進行對比分析： 蓄電池 逆變器 電動機 驅(qū)動軸 發(fā)動機 發(fā)電機 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 1、串聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)最簡單，同時控制策略也不復雜，開發(fā)難度較小，可開發(fā)用于降低城市污染的公交車，并為其他類型的 串聯(lián)混合動力的兩種常用控制方式中，由于功率跟隨式控制策略在動力性和燃油經(jīng)濟性方面有較好的綜合性能，所以該控制方式較為常用。采用功率跟隨與恒溫器綜合控制方式 引更有利于避免電池大電流放電和發(fā)動機的頻繁啟動，降低油耗提高排放性能。 2、并聯(lián)式混合動力電動汽車可以使油耗和排放都得到顯著的降低，其控制策略優(yōu)化后優(yōu)點更加明顯。采用小功率電動機和小容量蓄電池組的并聯(lián)式混合動力汽車，能夠極大地降低混合動力汽車的自重和制造成本，是十分有市場化前景的一種結(jié)構(gòu)型式。特別是這種結(jié)構(gòu)型式與 獲得較高的燃油經(jīng)濟性、較低的排放、平穩(wěn)的駕駛性能的一種比較理想的系統(tǒng)型式。對于這種系統(tǒng)，如何對蓄電池組的 力輔助控制策略是 并聯(lián)式混合動力電動汽車較為普遍采用的一種控制策略。電力輔助控制策略比較簡單，易于實現(xiàn)，但控制效果不夠精確。 3、混聯(lián)式混合動力汽車易于實現(xiàn)最優(yōu)的燃油經(jīng)濟性和排放性，但結(jié)構(gòu)復雜，相對成本高。為了更好地解決當前大中城市普遍存在的空氣污染嚴重問題，同時作為對低排放、低油耗車輛的探索，必須深化對其的開發(fā)工作。在混聯(lián)式混合動力汽車控制策略中，全局最優(yōu)模式是最佳的。發(fā)動機恒定工作點模式、發(fā)動機最優(yōu)曲線模式這兩種控制策略是比較實用的控制方法。 與串聯(lián)和并聯(lián)式混合動力汽車的動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式結(jié)構(gòu)相對要復雜一些，自由度也要 多一些，控制方式比較復雜，但是在節(jié)能方面比較突出，符合目前的技術(shù)潮流與日益增長的環(huán)保和節(jié)能要求。另外動力總成的重量和成本相對較低，雖然開發(fā)成本比較高，控制器和控制策略復雜，但是對于我國的汽車先進制造技術(shù)積累與持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。 4、三種混合動力的比較 不同驅(qū)動形式的混合動力各自有自己的特點，下面介紹三種比較的結(jié)果：串聯(lián)式發(fā)動機能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的工作范圍。但各動力部件的功率要求大，并且對電池要求很高，容量大，增加了電池和汽車的制造成本及重量。電機是唯一的動力源，能量轉(zhuǎn)換效率低。所以比較適 合大型公交車上。 并聯(lián)式動力總成由發(fā)動機和電機兩部分組成，發(fā)動機通過機械裝置直接與驅(qū)動軸相聯(lián)，輸出能量的利用率較高。但發(fā)動機的變化受到車子工況變化的影響大，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 所以排放性較差，使用的范圍較小，使用小型汽車，更適合在高速公路上行駛。 混聯(lián)式發(fā)動機功率選擇較小。排放性能較好。對電池依賴比較小，基本上不需外來充電系統(tǒng)。三動力源傳遞效率高，使用車型范圍廣。且發(fā)動機工作不受車輛行使工況的影響。不要求像傳統(tǒng)發(fā)動機那樣具有良好的響應特性及寬廣的轉(zhuǎn)速運行范圍。另外，它不要求即具有最大轉(zhuǎn)速又要最大轉(zhuǎn)矩的特性，而這特性是傳統(tǒng)發(fā)動機 調(diào)整匹配時比較難解決的?？梢猿浞掷么?lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，確保發(fā)動機和電動機基本上工作在經(jīng)濟區(qū)，大大的提高了車輛的經(jīng)濟性。但其結(jié)構(gòu)和控制復雜。雖然三種混合動力電動汽車各自都有自己的特點，總的來說混聯(lián)式是最優(yōu)的，但是其結(jié)構(gòu)和控制的復雜。所以在國內(nèi)的研究發(fā)展的速度還是很慢的。其動力系統(tǒng)比較見表 表 力系統(tǒng)比較 燃油經(jīng)濟性改進 驅(qū)動能力 怠速停車 能量回收 高效率運轉(zhuǎn)控制 總效率 加速性 持續(xù)功率輸出 串聯(lián)式 口 口 口 并聯(lián)式 口 口 口 口 混聯(lián)式 口 口 很好口較好 稍差 1、使用環(huán)境 城市客車運行的工況有以下顯著特點： (1)城市客車由于交通擁擠，站距短，因而起步、停車頻繁，大多數(shù)時間以加速 減速 滑行 怠速等過渡工況工作，且平均加速度小。 (2)城市道路有其自身特點隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐步完善，城市道路條件逐步完善，道路質(zhì)量比較好，車輛行駛較平穩(wěn)；由于大城市廣泛采用了立體交通，立交橋路面坡度一般為 4%在沒有公交專線的情況下城市車輛行駛速度較低。 (3)路線固定，往復運行城市公交車不像其他車 輛運行路線千變?nèi)f化，而是每天都在指定線路運行并來回往復。每條線的車輛都在固定站點?？?，而且現(xiàn)在城市廣泛采用了立體交通，立體橋線路的車輛每天在固定地段爬坡和下坡。運行時間固定。 (4)載荷多變且時間特征明顯隨著城市規(guī)模的逐步擴大，城市交通網(wǎng)也日趨復雜，城市公交線路眾多，每條線路的長度也不相同，每條線路途徑地區(qū)的行駛速買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 度、道路特點、乘客數(shù)量各不一樣，上、下班高峰時段和中心城區(qū)乘客擁擠，非上、下班高峰期和郊區(qū)乘客相對稀少，車輛負荷低，造成了能源的極大浪費。 2、性能要求 不同類型的 選 型時必須注意由動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引發(fā)的性能差異。考慮到加速性和經(jīng)濟性的綜合要求，混聯(lián)式成為合適的選擇。 3、技術(shù)條件 所謂技術(shù)條件，除研究開發(fā)的條件和力量外，還包括工業(yè)基礎(chǔ)。強調(diào)工業(yè)基礎(chǔ)是因為一些常見的動力系統(tǒng)部件，我國的產(chǎn)品水平還不能滿足需要或尚無法生產(chǎn)。進行時間的產(chǎn)品開發(fā)總會有一定的進度要求，如果技術(shù)條件無法保證，就難以實現(xiàn)預定開發(fā)目標。開發(fā)性是指動力系統(tǒng)需要進一步完善的空間。產(chǎn)品性能是一個完善的過程，同樣開發(fā)工作也不可能一步到位，也需要進行不斷的完善。 4、成本和使用維護費用 動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對 大，這是因為不同類型的動力系統(tǒng)對部件的種類、數(shù)量和性能要求差別很大。而部件的種類、數(shù)量和性能指標是影響 型時還應考慮使用、維護費用，結(jié)構(gòu)越復雜，故障率越高，使用和維護費用也越高。 通過上述分析本文所采用的混聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖 機械能 電能 圖 文所選混聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖 內(nèi)燃機 離合器 1 變速器 發(fā)電機 離合器 2 電機控制器 蓄電池 電動機 驅(qū)動橋 車輪 車輪 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 這套動力系統(tǒng)的布置的工作原理為： 模式 1(離合器 1分離，離合器 2結(jié)合 )：當車輛處于開動和低速或中速 (比如公 交車站內(nèi)行駛，擁擠交通等 )的這種非經(jīng)濟區(qū)時，發(fā)動機處于關(guān)閉狀態(tài)，車輛僅由電動機驅(qū)動。 模式 2(離合器 l， 2均結(jié)合 )：車輛中等負荷時，發(fā)動機的功率被分成兩部分，一部分用于發(fā)電，從而補充蓄電池電量；另一部分直接驅(qū)動車輛。功率的分配以整車最佳效率為原則。 模式 3(離合器 l， 2均結(jié)合 )：當車輛有大功率需求 (比如加速、上長坡等 )時，發(fā)動機在保證經(jīng)濟性的情況下以最大功率向車輪輸出，同時電動機根據(jù)情況對整車需求功率進行補充調(diào)節(jié)。 模式 4(離合器 1分離，離合器 2結(jié)合 )：車輛中等負荷，道路變化復雜時，發(fā)動機處于一特定經(jīng)濟區(qū)對 車輛需求功率進行實時跟蹤，為避免蓄電池充放電損失，控制做到蓄電池能量的進出較小。 模式 5(離合器 1分離，離合器 2結(jié)合 )：車輛中等負荷，道路變化復雜時，當前蓄電池電量不足時，發(fā)動機處于一特定經(jīng)濟區(qū)工作，在滿足車輛需求功率和蓄電池有較佳充放電效率的前提下，對蓄電池進行電量補充。 模式 6(離合器 1分離，離合器 2結(jié)合 )：車輛制動時，電動機按照發(fā)電機模式工作，將車輛的動能回收并以電能的形式存儲到蓄電池中。該模式下，發(fā)動機不發(fā)電。 模式 7(離合器 1分離，離合器 2結(jié)合 )：車輛制動時，電動機按照發(fā)電機模式工作，將車輛的動能 回收并以電能的形式存儲到蓄電池中。該模式下，發(fā)動機同時驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電并將電能存儲于蓄電池。 模式 8(離合器 1， 2均結(jié)合 )：車輛制動時，離合器 1保持結(jié)合，電動機按照發(fā)電機模式工作，將車輛的動能回收并以電能的形式存儲到蓄電池中。 模式 9(離合器 1結(jié)合，離合器 2分離 )：由電動機快速啟動發(fā)電機至特定工況，發(fā)電機不工作。 模式 10(離合器 1， 2均分離 )：車輛駐車和停車狀態(tài)下，當蓄電池電量不足時，發(fā)動機在特定的經(jīng)濟工作區(qū)驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電向蓄電池組提供電量補充。 合動力電動汽車法規(guī)及標準 國已經(jīng)或即 將發(fā)布的電動汽車標準 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 我國在純電動汽車的研究開發(fā)時，就意識到研究相關(guān)技術(shù)標準的重要性，混合動力電動汽車的產(chǎn)業(yè)化更需要標準的規(guī)范和引導?；旌蟿恿﹄妱悠囀菄H上最先得到規(guī)?；虡I(yè)應用的電動汽車類產(chǎn)品，技術(shù)趨于成熟，相應的技術(shù)標準也在不斷完善。因此科技部在 “863”計劃中將 “混合動力電動汽車標準研究與制定 ”立為專項課題。此項研究在 2004年 12月通過科技部驗收，前后歷時兩年，陸續(xù)共完成 15項國家標準草案和 2項標準研究報告，其中 13項標準草案已經(jīng)國家發(fā)展和改革委員會同意向國家標準化管理委員會報批 (國家標準電動汽 車術(shù)語在 2005年初已經(jīng)正式批準發(fā)布 )，包括針對混合動力電動汽車的標準 6項，電動汽車共用的標準4項。在國外特別是日本、美國混合動力電動汽車開發(fā)和應用取得突出進展的情況下，科技部將發(fā)展混合動力技術(shù)明確為 “十五 ”期間電動汽車研究和產(chǎn)業(yè)化的重點。為加快我國混合動力電動汽車產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，縮小與先進國家的技術(shù)差距，增強我國汽車工業(yè)在新技術(shù)領(lǐng)域中的競爭力，混合動力電動汽車標準的前期研究工作自 2002年初啟動，針對標準制定的重點領(lǐng)域和技術(shù)路線在國內(nèi)相關(guān)