rl6460混合動(dòng)力微型客車總布置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

PAGEII摘要本設(shè)計(jì)是油-電式混合動(dòng)力微型客車的總體設(shè)計(jì)。主要是設(shè)計(jì)一款低油耗、低排放的節(jié)能環(huán)保微型客車。面對(duì)目前微型客車的市場(chǎng)狀況，展開混合動(dòng)力微型客車的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，對(duì)提升微型客車企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有著十分重要的意義；也是對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題做出了改善。本設(shè)計(jì)對(duì)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了研究，研究了整車工作的傳動(dòng)系統(tǒng)，底盤以及車身的總體配合關(guān)系，按其結(jié)構(gòu)和原理確定了油-電混合動(dòng)力微型客車的總體結(jié)構(gòu)和總體方案，并進(jìn)行混合動(dòng)力系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池組等部分的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型；完成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部件選擇和參數(shù)匹配；研究了制動(dòng)能量的回收和利用。文中從整體上闡述了混合動(dòng)力汽車的工作原理及其控制策略。在原車基礎(chǔ)上完成了混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。進(jìn)行動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的驗(yàn)算，并與原有微型客車進(jìn)行比較，驗(yàn)證混合動(dòng)力各參數(shù)選擇的合理性和混合動(dòng)力的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力；混合動(dòng)力客車；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；參數(shù)匹配；控制策略ABSTRACTThecontentisdesignedgeneraldesignofoil-electrichybridmicrobus．Mainlydesignofalowoilconsumption,lowemissionofenergyconservationandenvironmentalprotectionminiaturepassengercars.Facedwithaminibusonthemarketsituation,hybridminiaturebusestoascendthestrategicdesign,minibusthecompetitionabilityoftheenterprisehasaveryimportantsignificance;Alsototheincreasinglyseriousenvironmentalproblemmadeimprovement.Thisdesignforhybridcarspowersystemstructureandworkingprincipleofastudy,workthevehicledrivingsystemandtheoverallcoordinationbodychassisandaccordingtoitsstructureandtherelationshipbetweentheprinciple,determinetheoil-electrichybridminibusthegeneralstructureandtheoverallplanandmakehybridsystemofdrivesystems,auxiliarypowersystemandthepartsuchasdesignandcalculationofthebatteryandthechoice;Completedrivingsystemcomponentselectionandmatchingparameters;Researchthebrakingenergyandrecycling.Thispaperexpoundedfromwholehybridcarontheworkingprincipleandcontrolstrategy.Basedontheoriginalcarcompletedahybridcardynamicsystemdesign.Thedynamicperformanceandefficiencyarechecked,andcomparedwiththeoriginalminibus,validationhybrideachparameterselectionofrationalityandthehybrid'ssuperiority.Keywords:HEV；HybridElectricBus；DrivingSystem；ParameterMatching；ControlStrategy目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IABSTRACT II目錄 1第1章緒論 11.1課題研究的目的和意義 11.2混合動(dòng)力汽車概述 11.3混合動(dòng)力汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 21.3.1國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 21.4研究的基本內(nèi)容和擬解決的主要問題 41.4.1論文主要研究?jī)?nèi)容 41.4.2擬解決的主要問題 4第2章汽車總體設(shè)計(jì) 52.1課題設(shè)計(jì)的任務(wù) 52.2汽車形式的選擇 52.2.1軸數(shù)選擇 52.2.2驅(qū)動(dòng)形式 52.2.3布置形式 52.3汽車主要參數(shù)的選擇 62.3.1汽車主要尺寸的確定 62.3.2汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 72.4汽車的總體布置 82.4.1汽車整車布置的基準(zhǔn)線 82.4.2汽車各部件的布置 82.5本章小結(jié) 10第3章混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略 113.1控制目標(biāo) 113.2總體控制方案 113.3整車啟動(dòng)工況控制策略 113.4驅(qū)動(dòng)行駛工況控制策略 123.4.1低速小負(fù)荷行駛工況 123.4.2中速中負(fù)荷行駛工況 133.4.3加速和高速行駛工況 153.4.4減速制動(dòng)工況控制策略 163.5本章小結(jié) 16第4章混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 174.1混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 174.1.1常規(guī)串聯(lián)式HEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 174.1.2常規(guī)并聯(lián)式HEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 184.1.3常規(guī)混聯(lián)式HEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 194.2混和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 204.2.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定 204.2.2電能分配機(jī)構(gòu)的選擇 204.3各部件選擇 214.3.1電機(jī)參數(shù)的選擇 214.3.2電池的選擇 254.4本章小結(jié) 27第5章整車性能分析 285.1整車動(dòng)力性分析 285.4本章小結(jié) 33結(jié)論 34參考文獻(xiàn) 35致謝 37附錄 38A外文翻譯 38PAGE34第1章緒論1.1課題研究的目的和意義隨著全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油資源供應(yīng)的日趨緊張，節(jié)能與環(huán)保成為當(dāng)今全球汽車工業(yè)發(fā)展的兩大主題。世界各國(guó)積極尋求代用燃料或者減少燃油的消耗量，大力開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保汽車。在太陽(yáng)能、電能等替代能源真正進(jìn)入實(shí)用階段之前隨著我國(guó)汽車保有量的增加，石油短缺問題日益突出，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)石油總需求量的60%需要進(jìn)口。在我國(guó)推廣使用混合動(dòng)力汽車，可在一定程度上緩解石油供求的矛盾，節(jié)約大量外匯，這對(duì)于保持我國(guó)能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。同時(shí)可大幅度降低汽車尾氣排放，減少汽車對(duì)大氣環(huán)境的污染。同時(shí)也可帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車因其低油耗、低排放的優(yōu)勢(shì)越來越受到人們的關(guān)注。面對(duì)日趨嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境惡化，人們對(duì)汽車所帶來了能源消耗、環(huán)境污染等諸多負(fù)面影響也越來越重視了。顯然電動(dòng)汽車是替代當(dāng)前燃油汽車的最佳解決方法，雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動(dòng)汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)阻礙了電動(dòng)汽車的推廣與應(yīng)用。由于蓄電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們要求的數(shù)值，專家估計(jì)10年內(nèi)電動(dòng)汽車還無法取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(除非燃料電池技術(shù)有重大突破)。因無法在短時(shí)間內(nèi)解決電動(dòng)汽車所面臨的實(shí)用化與商品化的現(xiàn)實(shí)問題，一種兼具傳統(tǒng)燃油汽車和純電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩套動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，既繼承了純電動(dòng)車輛作為“綠色汽車”節(jié)約能源和超低排放的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了純電動(dòng)車輛續(xù)駛里程不足的缺點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力汽車的兩種動(dòng)力源在不同的行駛狀態(tài)(如起步、低中速、高速、勻速、加速、減速或者制動(dòng)等)下分別工作，或者一起工作。通過這種組合可以減少燃油消耗和尾氣排放，從而實(shí)現(xiàn)省油和環(huán)保的目的。由于能量利用率由原來的60％～70％提高到95％以上，汽車的熱效率可提高10％以上，廢氣排放可改善30％以上。然而混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)及控制問題與普通的燃油汽車相比卻要復(fù)雜的多，很多關(guān)鍵技術(shù)仍未得到解決。尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電池三者之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系的控制、協(xié)調(diào)與管理技術(shù)，即如何使混合動(dòng)力汽車在不同的運(yùn)行工況下，能夠最大限度的發(fā)揮三個(gè)能量源各自的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于整車而言十分重要、也十分難于突破。1.2混合動(dòng)力汽車概述混合動(dòng)力汽車（HybridElectricalVehicle,簡(jiǎn)稱HEV)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來源——熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車。通過在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。純電動(dòng)汽車（ElectricVehicle,EV）是取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車、滿足零排放的最終選擇，但是目前電池的能量密度、充電時(shí)間、價(jià)格、壽命等問題仍未得到理想的解決，從而限制了純電動(dòng)汽車的發(fā)展。近年來燃料電池汽車發(fā)展十分迅速，但在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。在這種環(huán)境下，融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車異軍突起，成為解決排污和能源問題最具有現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一。1.3混合動(dòng)力汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀1999年，清華大學(xué)與廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司合作研制成功國(guó)內(nèi)第一輛混合動(dòng)力輕型客車。2001年9月，科技部在“十五”“863”計(jì)劃中，特別設(shè)立了電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)。自公開招標(biāo)以來，各分類項(xiàng)目已由一汽集團(tuán)、東風(fēng)集團(tuán)、上汽集團(tuán)、中通客車、清華大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等汽車企業(yè)和科研院校承擔(dān)。2003年11月，東風(fēng)混合動(dòng)力公交車就已走出實(shí)驗(yàn)室，6輛樣車在武漢510路公交線路投放使用，與傳統(tǒng)燃油公交車展開“插花”運(yùn)營(yíng)。2005年12月3日，國(guó)內(nèi)首條混合動(dòng)力公交專線599綠色專線在武漢開通，投入了12輛油一電混合動(dòng)力公交車。2006年4月9日，中通客車第一輛混合動(dòng)力客車成功下線，受到國(guó)家主管部委領(lǐng)導(dǎo)、客車行業(yè)和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià)，并于2006年12月獲得2項(xiàng)國(guó)家“十一五"“863”計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車重大專項(xiàng)。除油一電混合動(dòng)力客車外，北京嘉捷博大、上海交大神舟開發(fā)的液壓混合動(dòng)力城市客車，以及正在德國(guó)試運(yùn)行的電一電混合動(dòng)力中型客GulliverU520ESP則屬于新型混合動(dòng)力客車。北京2008年奧運(yùn)會(huì)的口號(hào)是“綠色奧運(yùn)，科技奧運(yùn)，人文奧運(yùn)”。為此，北京市政府計(jì)劃從2007年10月起先期投入10輛12m低地板混合動(dòng)力城市客車開展示范運(yùn)行。該示范工程是為奧運(yùn)會(huì)之前批量投放混合動(dòng)力客車運(yùn)營(yíng)的前奏，吸引了宇通、中通、金龍、一汽、東風(fēng)、福田、京華等14家客車廠商參與競(jìng)爭(zhēng)。6月26日，示范項(xiàng)目招標(biāo)工作最后開標(biāo)，中通客車、鄭州宇通、廈門金龍、東風(fēng)電動(dòng)及京華客車同時(shí)中標(biāo)。目前我國(guó)各大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行混合動(dòng)力電動(dòng)汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動(dòng)力電動(dòng)客車為主，這種研發(fā)方向符合我國(guó)國(guó)情，有利于我國(guó)電動(dòng)汽車的研究發(fā)展。一汽研發(fā)的紅旗HQ3將于2006年投產(chǎn)；東風(fēng)集團(tuán)的混合動(dòng)力公交車已于2005年7月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗(yàn)并通過驗(yàn)收；長(zhǎng)安集團(tuán)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的羚羊混合電動(dòng)車已產(chǎn)出樣車，其裝備混合動(dòng)力技術(shù)的長(zhǎng)安CV9已經(jīng)下線；奇瑞集團(tuán)成立了國(guó)家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心，將在2006年下半年重點(diǎn)推出第一自主品牌真正意義上的混合動(dòng)力車，代號(hào)為“BSG”的混合動(dòng)力車；吉利集團(tuán)旗下的上海華普汽車已與同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院簽署合作協(xié)議，預(yù)計(jì)3年內(nèi)完成混合動(dòng)力轎車商業(yè)化生產(chǎn)；深圳五洲龍汽車有限公司也表示，中國(guó)規(guī)模最大、投放車輛最多的混合動(dòng)力示范運(yùn)營(yíng)線路即將在深圳市龍崗區(qū)開通。而廣州本田更是緊跟豐田的步伐，于2006年中下旬推出國(guó)產(chǎn)雅閣混合動(dòng)力車。上汽集團(tuán)與通用簽署協(xié)議，將聯(lián)手開發(fā)混合動(dòng)力轎車和公交客車。來自中興汽車的消息，中興汽車與美國(guó)在“汽車混合動(dòng)力技術(shù)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)及飛行汽車技術(shù)”等方面有著雄厚的技術(shù)實(shí)力的梅爾萊普頓集團(tuán)簽訂了合作意向書，正式介入“油汽混合動(dòng)力技術(shù)”領(lǐng)域。與此同時(shí)，新能源汽車作為未來汽車的主要發(fā)展方向，國(guó)家一向給予支持和鼓勵(lì)。如《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》、《“十一五”汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等政策和文件都鼓勵(lì)清潔汽車、代用燃料及汽車節(jié)油技術(shù)的發(fā)展。1.3.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，混合動(dòng)力汽車的研究與開發(fā)已在世界范圍內(nèi)由點(diǎn)向面地?cái)U(kuò)散，發(fā)展相當(dāng)迅速。發(fā)達(dá)國(guó)家的許多研究成果已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，并開始進(jìn)入市場(chǎng)，如豐田的混合動(dòng)力汽車已經(jīng)形成小規(guī)模批量生產(chǎn)。許多發(fā)展中國(guó)家也已開始籌集資金，組織科研力量進(jìn)行可行性論證和關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)?；旌蟿?dòng)力汽車相對(duì)于電動(dòng)汽車和代用燃料汽車的優(yōu)勢(shì)使其具有良好的商業(yè)前景。據(jù)專家研究，混合動(dòng)力汽車的生命周期至少有30年，若考慮使用清潔燃料，其前景則更為廣闊。在當(dāng)前電動(dòng)汽車的成本和電池等技術(shù)難以取得重大突破的時(shí)期，開發(fā)混合動(dòng)力汽車有利于解決環(huán)境、能源等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所需解決的緊迫問題。中國(guó)汽車界和科技界曾對(duì)電動(dòng)車的開發(fā)情有獨(dú)鐘，主要出于如下考慮：傳統(tǒng)汽車中國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了幾十年；而電動(dòng)車全世界還沒有大突破，我們現(xiàn)在開始研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家站在同一起跑線上，完全可能后來者居上。但是這種“抄近道兒”的傻聰明終于隨著美、日汽車業(yè)宣布放棄電動(dòng)車的研發(fā)而走進(jìn)死胡同。應(yīng)該說，中國(guó)汽車業(yè)的發(fā)展思路應(yīng)該轉(zhuǎn)移到務(wù)實(shí)而量力而行的方向了。氫動(dòng)力燃料電池車，是一項(xiàng)必須關(guān)注的前沿技術(shù)，但僅僅是“關(guān)注”即可。而混合動(dòng)力車的研發(fā)倒應(yīng)該是當(dāng)務(wù)之急。一是混合動(dòng)力車并非什么遠(yuǎn)在天邊的高科技，又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動(dòng)力車特別適合中國(guó)大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動(dòng)的國(guó)情，節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。其實(shí)，如果中國(guó)的油價(jià)繼續(xù)攀升或?qū)嵭腥加投?，道路擁堵又難以根本改善，市場(chǎng)的混合動(dòng)力車的需求就會(huì)非常迫切。合資生產(chǎn)或者進(jìn)口混合動(dòng)力車，估計(jì)很快就會(huì)被精明的生產(chǎn)商或經(jīng)銷商提到議事日程。混合動(dòng)力車將是中國(guó)車市的新商機(jī)?？偟膩碚f，混合動(dòng)力汽車的研究和研發(fā)仍處于起步階段，其關(guān)鍵技術(shù)(如電池系統(tǒng)、傳動(dòng)總成系統(tǒng))還有待改進(jìn)和創(chuàng)新，成本有待進(jìn)一步降低，性能也有待提高，這樣才能滿足替代傳統(tǒng)燃油汽車的技術(shù)與市場(chǎng)化需求。1.4研究的基本內(nèi)容和擬解決的主要問題1.4.1論文主要研究?jī)?nèi)容（1）客觀分析混合動(dòng)力微型客車采用各種驅(qū)動(dòng)型式時(shí)的優(yōu)劣，確定動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)方案；（2）系統(tǒng)研究混聯(lián)式混合動(dòng)力總成及其應(yīng)用；（3）根據(jù)混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)部件選型及其匹配；（4）制定適合微型客車的混合動(dòng)力汽車控制策略。1.4.2擬解決的主要問題（1）進(jìn)行動(dòng)力分配裝置的研究。（2）選取具備高比能量和高比功率，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電池。（3）混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對(duì)較高。第2章汽車總體設(shè)計(jì)2.1課題設(shè)計(jì)的任務(wù)本課題是進(jìn)行一種油電混合動(dòng)力微型客車的總體設(shè)計(jì)，主要是面向小批量生產(chǎn)，選取RL6460為研究對(duì)象,本課題的選擇充分考慮了研究課題對(duì)學(xué)習(xí)和工作的指導(dǎo)作用，對(duì)本課題的研究爭(zhēng)取能夠了解汽車設(shè)計(jì)方法，通過對(duì)本課題的研究，完成理論課程的實(shí)踐總結(jié)，獲得一定的工程設(shè)計(jì)工作方法。2.2汽車形式的選擇2.2.1軸數(shù)選擇汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的構(gòu)造等。包括乘用車以及汽車總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。制造成本低廉的兩軸方案。本次設(shè)計(jì)選擇兩軸式。2.2.2驅(qū)動(dòng)形式汽車驅(qū)動(dòng)形式主要有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中前一位數(shù)字表示汽車車輪總數(shù)，后一位數(shù)字表示驅(qū)動(dòng)輪數(shù)。汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過性的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難。乘用車和總質(zhì)量小一些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的4×2形式。本課題研究的設(shè)想是將原車的4×2改裝成4×4的驅(qū)動(dòng)形式，增驅(qū)動(dòng)輪數(shù)可以提高汽車的通過能力越強(qiáng)，后輪改為驅(qū)動(dòng)輪，其還有制動(dòng)能量回收的功效，可以達(dá)到節(jié)能能耗的目的。2.2.3布置形式根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的位置不同，其布置形式有三種：發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)中置后橋驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)后置后橋驅(qū)動(dòng)。通過調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)采取發(fā)動(dòng)機(jī)前置，軸荷分配合理，因而有利于提高輪胎的使用壽命，其動(dòng)力總成操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)駕駛員容易發(fā)現(xiàn)，這種底盤通用性強(qiáng)，有利于配件的供應(yīng)和維修工作，但其前側(cè)重量較大，容量發(fā)生危險(xiǎn)，穩(wěn)定性不高，將電池布置在車的后部，可以平衡車重，增加汽車的穩(wěn)定性，提高安全性。本車型所采用的布置形式為前置前驅(qū)。2.3汽車主要參數(shù)的選擇2.3.1汽車主要尺寸的確定1、汽車外廓尺寸汽車的長(zhǎng)、寬、高被稱為外廓尺寸。在公路和市內(nèi)行駛的汽車最大外廓尺寸受有關(guān)法規(guī)限制不能隨意確定，影響確定汽車外廓尺寸的因素除法規(guī)和汽車的用途以外，還有載客量或裝載質(zhì)量及涵洞和橋梁等道路尺寸條件。汽車長(zhǎng)度尺寸小些不僅可以減少行駛期間需要占用的道路長(zhǎng)度，同時(shí)還可以增加車流密度，在停車時(shí)占用的停車場(chǎng)面積也小。除些之外，汽車的整備質(zhì)量相應(yīng)減少，這對(duì)提高比功率、比轉(zhuǎn)矩和燃油經(jīng)濟(jì)性有利。根據(jù)GB1589－1989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體式客車總長(zhǎng)不應(yīng)超過12m；不包括后視鏡，汽車寬不超過2.5m，空載、項(xiàng)窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超過最大寬度處250mm，頂窗、換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高300mm。乘用車總長(zhǎng)La是軸距是前懸LF和后懸LR之和，其值在0.52～0.66之間，發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值為0.62～0.66之間，發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值約為0.52～0.56。2、汽車軸距L軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過半徑等有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。軸距過短會(huì)使車廂長(zhǎng)度不足或后懸過長(zhǎng)；汽車上坡、制動(dòng)或加速時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，使汽車制動(dòng)性或操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向振動(dòng)增大、對(duì)平順性不利；萬向節(jié)傳動(dòng)軸過長(zhǎng)軸的夾角增大。原則上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車、載質(zhì)量或載客量多的貨車或客車，軸距取得長(zhǎng)。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，軸距宜取短些。為滿足市場(chǎng)需要，工廠在標(biāo)準(zhǔn)軸距貨車的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出短軸距和長(zhǎng)軸距的變型車。對(duì)于不同變型車的軸距變化，推薦在0.4～0.6的范圍內(nèi)來確定為宜。商用車的軸距參考為汽車總質(zhì)量，當(dāng)汽車總質(zhì)量時(shí)，軸距為1700～2900之間，輪距在1150～1350之間選取。3、前懸和后懸前懸尺寸對(duì)汽車通過性、硬撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長(zhǎng)度、上車和下車的方便性以及汽車造型等均有影響。增加前懸尺寸，減小了汽車的接近角，使通過性降低，并使駕駛員視野變壞。因在前懸這段尺寸內(nèi)要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器等部件，故前懸不能縮短。對(duì)載客量少的平頭車，考慮到正面碰撞有足夠多的結(jié)構(gòu)件吸收碰撞能量，保護(hù)前排乘員的安全，這又要求前懸有一定的尺寸。后懸尺寸對(duì)汽車通過性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨箱長(zhǎng)度或行李箱長(zhǎng)度、汽車造型等有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求。后懸長(zhǎng)，則汽車離去角減小，使通過性降低；而后懸過短的乘用車行李箱尺寸不夠大。客車后懸長(zhǎng)度不得超過軸距的65％，絕對(duì)值不大于3500mm。2.3.2汽車質(zhì)量參數(shù)的確定1、汽車整車整備質(zhì)量整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備，加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是：通過減輕整備質(zhì)量增載質(zhì)量或載客量，抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的整備質(zhì)量的增加，節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，如塑料、鋁合金等等。目前得到比較廣泛的應(yīng)用。今后，塑料在汽車上會(huì)進(jìn)一步得到應(yīng)用。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計(jì)工作必須遵守的一項(xiàng)重要原則。2、汽車的裝載質(zhì)量（簡(jiǎn)稱載質(zhì)量）商用貨車的載質(zhì)量me的確定，首先應(yīng)與企業(yè)商品規(guī)劃符合，其次要考慮汽車的用途和使用條件。原則上，對(duì)貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車，宜采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。3、汽車的軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各車輛的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利于減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過性；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過小。因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對(duì)其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車的性能要求、使用條件等，合理地選取軸荷分配。汽車的驅(qū)動(dòng)形式與發(fā)動(dòng)機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式和使用條件等均對(duì)軸荷分配有顯著影響。如發(fā)動(dòng)機(jī)前置驅(qū)動(dòng)乘用車和平頭式商用貨車前軸負(fù)荷較大。2.4汽車的總體布置2.4.1汽車整車布置的基準(zhǔn)線在初步確定汽車的載客量（載質(zhì)量）、驅(qū)動(dòng)形式、車身形式、發(fā)動(dòng)機(jī)形式等以后，要深入具體的工作，包括繪制總布置藍(lán)圖產(chǎn)，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車尺寸和參數(shù)的要求，以尋求合理的總布置方案。繪圖前要確定畫圖的基準(zhǔn)線（面）。根據(jù)車架上平面線、前輪中心線、汽車中心線、地面線、前輪垂直線可以確定總布置草圖的基準(zhǔn)線。2.4.2汽車各部件的布置1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的布置發(fā)動(dòng)機(jī)的上下位置對(duì)離地間隙和駕駛員視野有影響，通常將發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸上方，考慮到懸架緩沖塊脫落以后，前軸的最大向上跳動(dòng)量能達(dá)到70～100mm，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠高的位置，以防止前軸碰壞發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的高度位置可以得到確定。發(fā)動(dòng)機(jī)的前后位置會(huì)影響汽車的軸荷分配、本車型所采用的是在前置后驅(qū)的基礎(chǔ)上，改裝成全輪驅(qū)動(dòng)，前縱梁之間的距離必須考慮吊裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的所有總成以及從下面將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到汽車上的可能性；還應(yīng)保證在修理和技術(shù)維護(hù)情況下，從上面安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性。2、汽車傳動(dòng)系的布置由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器裝成一體，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定以后，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動(dòng)力總成位置也隨之而定。驅(qū)動(dòng)橋的位置取決于驅(qū)動(dòng)輪的位置，同時(shí)為使左、右半軸通用，差速器殼體中心線應(yīng)與汽車中心線生命。為滿足萬向節(jié)傳動(dòng)軸兩端夾角相等、滿載靜止時(shí)不大于4°且最大不大于7°的要求，常將后橋主減速器的軸線向上翹起。而在乘用車布置中，在側(cè)視圖上常將傳動(dòng)軸布置成U形方案，這樣做可以降低傳動(dòng)軸軸線的離地高度。在繪出傳動(dòng)軸最高輪廓線后，根據(jù)凸包與中間傳動(dòng)軸之間的最小間隙一般在10~15mm來確定地板凸包位置。3、汽車轉(zhuǎn)向裝置的布置轉(zhuǎn)向盤位于駕駛員座椅前方，為保證駕駛員能舒適地進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，應(yīng)該注意轉(zhuǎn)向盤平面與水平面之前的夾角，并以取得轉(zhuǎn)向盤前部盲區(qū)距離最不為佳，同時(shí)轉(zhuǎn)向盤又不應(yīng)影響駕駛員觀察儀表，還要照顧到轉(zhuǎn)向盤周圍有足夠的空間。前懸架采用鋼板彈簧時(shí)，為了避免懸架運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，應(yīng)該轉(zhuǎn)向器布置在前鋼板彈簧跳動(dòng)中心附近，即前鋼板彈簧前支架偏后不多的位置處。因轉(zhuǎn)向器固定在車架上，其軸線常與轉(zhuǎn)向盤中心線不在一條直線上，為此用萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸將它們連接起來。此時(shí)，因萬向節(jié)連接的軸不在一個(gè)平面內(nèi)，所以在正面撞車時(shí)又對(duì)防止盤后移動(dòng)及駕駛員有利。如果轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間通過一根剛性軸直接連接時(shí)，轉(zhuǎn)向盤相對(duì)駕駛員在縱向平面內(nèi)偏斜一個(gè)角度，這既導(dǎo)致操作不便，又會(huì)因轉(zhuǎn)向軸在俯視圖上向前斜插而影響踏板的布置和駕駛員腿部的操縱動(dòng)作。為些要求轉(zhuǎn)向軸在水平面內(nèi)與汽車中心線之間的夾角不得大于5°。轉(zhuǎn)向搖臂與縱拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱拉桿之間的夾角，在中間位置時(shí)應(yīng)盡可能布置成接近直角，以保證有較高的傳動(dòng)效率。4、汽車懸架的布置貨車的前、后懸架和一些乘用車的前、后懸架，多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。為了滿足轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)所需要的這空間，常將前鋼板彈簧布置在縱梁下面。。這樣布置有利于緩和來自路面的沖擊。同時(shí)，為了滿足主銷后傾的要求，貨車的前鋼板彈簧應(yīng)布置成高后低狀，后剛板彈簧布置在車架與車輪之間，應(yīng)該注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。通過對(duì)以上的分析，綜合考慮各層次的因素，選取汽車整體設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，詳見表2.1所示：表2.1整車參數(shù)定義外形尺寸(mm)461016931855滿載質(zhì)量(kg)1950裝備質(zhì)量(kg)1300軸距(mm)2700輪距(前/后)(mm)1456/1446發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)CAC-SQR480傳動(dòng)效率0.912驅(qū)動(dòng)橋速比5.125最小轉(zhuǎn)彎直徑(m)10.9最大爬坡度(%)30車輪滾動(dòng)半徑(m)182/70R140.28由表2.1提出本課題動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)為：最高車速大于等于141km/h；最大爬坡度大于等于30%；0～50km/h加速時(shí)間小行于等20s。2.5本章小結(jié)本章介紹研究課題所需要選用的汽車車型，汽車整體設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)和汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。闡述了汽車總體設(shè)計(jì)中主要總成部件的選取規(guī)范、，以及有關(guān)汽車節(jié)能技術(shù)的簡(jiǎn)要知識(shí)點(diǎn)，其中詳細(xì)描述了汽車的主要參數(shù)以及在總體布置時(shí)應(yīng)重點(diǎn)注意的事項(xiàng)，為后續(xù)進(jìn)行混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。第3章混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略3.1控制目標(biāo)混合動(dòng)力控制策略是實(shí)現(xiàn)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電池和其他相關(guān)部件協(xié)調(diào)共同高效工作的關(guān)鍵。其目標(biāo)是使混合動(dòng)力轎車有效地滿足不同驅(qū)動(dòng)功率的要求，實(shí)現(xiàn)功率在電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)間的合理高效地分配；在沒有超過電池極限的范圍下使整車系統(tǒng)運(yùn)行在高性能區(qū)；確保駕駛平穩(wěn)性；確保動(dòng)力電池工作在合理的區(qū)域。混合動(dòng)力轎車設(shè)計(jì)所期望達(dá)到的具體目標(biāo)有以下幾個(gè)：(1)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性(2)最小排放(3)最低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本(4)可接受的性能(加速、爬坡、噪聲、制動(dòng)、續(xù)駛里程等基于以上思路，具體的控制方法有很多，邏輯門限值控制、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)控制、邏輯模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制四種。由于邏輯門限值控制方法快速簡(jiǎn)單、實(shí)用性較強(qiáng)，因此國(guó)外的樣車和產(chǎn)品車型大部分都采用這種控制方法。其他三種復(fù)雜的控制方法需要采集和運(yùn)算的數(shù)據(jù)量非常大，特別是要實(shí)時(shí)采集大量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳油耗點(diǎn)和最佳排放點(diǎn)，并在運(yùn)行中實(shí)時(shí)跟蹤兩點(diǎn)數(shù)值的變化，使控制系統(tǒng)的軟件和硬件都過于復(fù)雜。另外，三種復(fù)雜控制方法對(duì)目標(biāo)的改善效果在很大程度上依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型精度和運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速檢測(cè)的精度，精度的偏差導(dǎo)致目標(biāo)效果明顯惡化。因此，采用邏輯門限值控制方法對(duì)RL6460總成控制系統(tǒng)是合適的。3.2總體控制方案混合動(dòng)力汽車總體控制方案基本上分為兩大類，即分布式和集成式。所謂分布式是指設(shè)置獨(dú)立的整車控制單元，同時(shí)整車控制單元和各總成控制單元之間相互獨(dú)立(至少在邏輯上)?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)在各個(gè)工況下的功能，從而體現(xiàn)混合動(dòng)力系統(tǒng)在提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能方面的優(yōu)勢(shì)。整個(gè)系統(tǒng)的控制策略主要由主控制器來完成。主控制器根據(jù)駕駛員的各種操作以及各個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判斷，確定各子系統(tǒng)的運(yùn)行模式并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的能量分配以及協(xié)調(diào)控制。最后主控制器將控制信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)的控制器，由各個(gè)子系統(tǒng)的控制器完成對(duì)相應(yīng)子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。3.3整車啟動(dòng)工況控制策略初始啟動(dòng)階段，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩成正比趨勢(shì)，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩較小；而電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩成反比，在低轉(zhuǎn)速下具有良好的轉(zhuǎn)矩特性。為了克服傳統(tǒng)轎車啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在較大負(fù)荷下由靜止達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程中燃油經(jīng)濟(jì)性和排放都較差的問題，一般情況下都有電機(jī)啟動(dòng)整車進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)工況。上述策略可簡(jiǎn)單描述為，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，由電機(jī)啟動(dòng)整車，否則由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)：（3.1）式中——某一設(shè)定動(dòng)力電池儲(chǔ)能下限值；該工況下整車能量流見圖3.1：圖3.1啟動(dòng)工況能量流示意圖3.4驅(qū)動(dòng)行駛工況控制策略啟動(dòng)后，即進(jìn)入驅(qū)動(dòng)行駛工況，針對(duì)低速小負(fù)荷行駛工況、中速中負(fù)荷行駛工況、加速爬坡和高速行駛工況、減速制動(dòng)工況又分別提出了不同的控制策略。3.4.1低速小負(fù)荷行駛工況在輕載或低速行駛工況，若電池SOC低于設(shè)定下限值，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作，并恒定工作在設(shè)定的某一轉(zhuǎn)矩，在驅(qū)動(dòng)汽車行駛的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)給電池組充電直到SOC達(dá)到平均值；若SOC不低于設(shè)定下限值，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，電機(jī)單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車行駛。兩種SOC狀態(tài)下整車能量流動(dòng)如圖3.2和圖3.3所示。當(dāng)時(shí)，的輕載行駛工況判定的條件是：(3.2)式中——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，Nm；——用于給電池充電的轉(zhuǎn)矩，Nm；——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩，Nm；圖3.2soc小于下限值時(shí)能量流示意圖當(dāng)時(shí)，輕載行駛工況判定的條件是：or(ne<ne-launch)(3.3)式中——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，Nm；——用于給電池充電的轉(zhuǎn)矩，Nm；——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩，Nm；ne——發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速，rpm；ne-launch——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速，rpm；圖3.3soc不小于下限值時(shí)能量流示意圖3.4.2中速中負(fù)荷行駛工況中速中負(fù)荷行駛工況(即巡航工況)是汽車行駛的主要工況，該工況汽車的行駛功率全部由發(fā)動(dòng)機(jī)提供。若電池SOC低于設(shè)定下限值，發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)汽車行駛的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)給電池組充電；若SOC不低于設(shè)定的平均值，電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車行駛。兩種SOC狀態(tài)下整車能量流動(dòng)如圖3.4和圖3.5所示。圖3.4soc小于平均值時(shí)能量流示意圖圖3.5soc不小于平均值時(shí)能量流示意圖當(dāng)時(shí)，中速中負(fù)荷行駛工況判定的臨界條件是：(3.4)式中——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，Nm；——用于給電池充電的轉(zhuǎn)矩，Nm；——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩，Nm；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大工作轉(zhuǎn)矩，Nm；——發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速，rpm；—設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速，rpm；—發(fā)動(dòng)機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速，rpm；當(dāng)時(shí)，中速中負(fù)荷行駛工況判定的臨界條件是：(3.5)式中——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，Nm；——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩，Nm；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大工作轉(zhuǎn)矩，Nm；——發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速，rpm；——設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速，rpm；——發(fā)動(dòng)機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速，rpm；所示：表4.6改裝后整車參數(shù)表總質(zhì)量1452kg軸距2.7m最大裝載質(zhì)量2102kg輪距（前/后）1.456/1.446m迎風(fēng)面積3.141m2車輪半徑0.51m高度1.855m寬度1.693m滾動(dòng)阻力0.0126風(fēng)阻系數(shù)0.3發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩132Nm最大功率65kw最高轉(zhuǎn)速5500rmp電動(dòng)機(jī)最大扭矩100Nm最大功率30kw最高電壓333v發(fā)電機(jī)最大扭矩60Nm功率5kw電池電壓72v鎳氫電池額定容量10Ah型號(hào)比亞迪HD-10Ahx20外形295x100x66mm4.4本章小結(jié)本章主要介紹了汽車混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功能分析。通過對(duì)不同驅(qū)動(dòng)形式的分析比較，選取Estima-Four驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PSHEV。分析了該動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理所需電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，電池之間的工作關(guān)系。本章的主要內(nèi)容是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池組等部分的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型。第5章整車性能分析5.1整車動(dòng)力性分析整車動(dòng)力性匹配計(jì)算至關(guān)重要，尤其是在同一整車平臺(tái)上搭載不同的動(dòng)力總成時(shí)。在實(shí)際整車生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)將不同的底盤與發(fā)動(dòng)機(jī)總成進(jìn)行匹配，這就需要進(jìn)行整車的動(dòng)力性匹配計(jì)算。在評(píng)定汽車的動(dòng)力性能過程中，我們主要依據(jù)三項(xiàng)指標(biāo)，即汽車的最高車速、加速時(shí)間和最大爬坡度[18]。最高車速的計(jì)算最高車速一般指在水平良好的混凝土或?yàn)r青路面上汽車節(jié)氣門全開時(shí)能達(dá)到的最高行使速度。從汽車驅(qū)動(dòng)力–行駛阻力平衡關(guān)系進(jìn)行分析：當(dāng)汽車的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等時(shí)，汽車處于平衡狀態(tài)，此時(shí)汽車達(dá)到最高車速。固定傳動(dòng)比變速器行駛方程式為：（5.1）式中——驅(qū)動(dòng)力N；——滾動(dòng)阻力N；——坡度阻力N；——空氣阻力N；——加速阻力N；計(jì)算最高車速時(shí)可忽略和，所以上式可簡(jiǎn)化為：（5.2）（5.3）式中——發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩——變速器傳動(dòng)比——主減速器傳動(dòng)比（取5.1）——傳動(dòng)系機(jī)械效率（約為0.9）r——輪胎滾動(dòng)半徑（該車輪胎型號(hào)為185/70R14，查表得r為0.28m）。驅(qū)動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（）的計(jì)算結(jié)果見表5.1(5.4)式中——行駛速度km/hn——發(fā)出上式扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速r/min的計(jì)算結(jié)果見表5.2、、與的計(jì)算結(jié)果見表5.3，取0.3km/h時(shí)，f取0.018；km/h時(shí)，f取0.019；km/h時(shí)，f取0.02當(dāng)汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力相等，汽車處于平衡狀態(tài)，可以得出該車的km/h。表5.1驅(qū)動(dòng)力及轉(zhuǎn)矩Ft-n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)（r/min）扭矩（N·M）Ft:ⅠFt:ⅡFt:ⅢFt:ⅣFt:Ⅴ1000160.66165.8334722271663.21333.91200154.959423240.42195.91604.21286.51400165.66329.33451.72239.31708.81370.41600177.768163717.42519.41840.31475.91800196.67541.44112.72787.320631632.92000217.28331.64543.83079.42249.418042200223.58573.34674.33168.72314.61856.32400217.28331.64543.83079.42249.4180426002118193.84413.72991.321851752.42800199.77660.34117.4283120681658.53000193.274114041.627392000.81604.63200187.97207.73930.72663.91945.91560.63400186.27142.53895.22639.81928.31546.53600180.36916.23771.72556.21867.21497.5表5.2N-UaNUa:ⅠUa:ⅡUa:ⅢUa:ⅣUa:Ⅴ10008.816.223.932.740.8120010.619.528.739.349140012.422.733.545.857.1160014.125.938.352.465.3180015.929.24358.973.4200017.732.447.865.481.5220019.435.652.67289.8240021.238.957.478.69826002342.162.285.1106.128002545.46791.7114.3300026.548.671.798.2122.4320028.351.976.6104.8130.634003055.181.3111.3138.836003258.486.1117.9147表5.3

Fw、Ff、Fw+Ff–UaUaFfFwFf+Fw0463.50463.520463.521.2484.740463.585548.560489.25191680.258051534085590566.55311097.5圖5.1汽車驅(qū)動(dòng)力–行駛阻力平衡圖汽車的加速時(shí)間計(jì)算汽車加速時(shí)間通常指汽車從Ⅰ檔起步，并以最大加速度。選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時(shí)機(jī)逐步加速到某擋并達(dá)到指定車速（可以用0～50km/h計(jì)算從取設(shè)定限制轉(zhuǎn)速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力為最高轉(zhuǎn)速時(shí)驅(qū)動(dòng)力和所需加速驅(qū)動(dòng)力的平均值（面積），計(jì)算0～50km/h的加速時(shí)間。（注：換1次擋所用時(shí)間為0.8s，同時(shí)速度下降0.5km/h估算該車在設(shè)定的限制轉(zhuǎn)速為3000r/min；在驅(qū)動(dòng)力–行駛阻力平衡圖上，通過作圖的方法找到變速器切入每檔時(shí)的驅(qū)動(dòng)力；計(jì)算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所需要的加速時(shí)間。；；；由表5.3可知：V=26.5km/h汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)δ值取0.5所以0～50km/h的加速時(shí)間為：T=10.1s汽車的最大爬坡度的計(jì)算汽車的最大爬坡度用滿載時(shí)汽車在良好路面上的最大爬坡度α表示，一般指Ⅰ擋的最大爬坡度。由得出：Ⅰ擋最大爬坡度:Ⅴ擋最大爬坡度:5.2整車燃油經(jīng)濟(jì)性分析汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性通常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。在我國(guó)及歐洲，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的單位為L(zhǎng)/100km,即行駛100km所消耗的燃油升數(shù)。其數(shù)值越大，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性越差。等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)。指汽車在一定載荷（我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定轎車為半載，貨車為滿載）下，以最高擋在水平良好路面上等速行使100km的燃油消耗量。常測(cè)出每隔10km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線。稱為等速百公里燃油消耗量曲線，用它來評(píng)價(jià)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)功率：（5.2）式中——滾動(dòng)阻力系數(shù)，取=0.0126；——空氣阻力系數(shù)，?。籄——迎風(fēng)面積（）,取=3.141m2；——減速器上的傳動(dòng)效率,取=0.81；——混合動(dòng)力系統(tǒng)的功率（kw）；——汽車質(zhì)量，取=1950kg；——爬坡度；（5.3）式中—為等速行駛車速時(shí)的阻力功率；—為燃油消耗率；汽油的可取6.96～7.15,柴油可取7.94～8.13以20km/h為起始車速。計(jì)算當(dāng)車速為20km/h，30km/h，40km/h，50km/h，60km/h，70km/h，80km/h，代入公式（5.4）：（5.4）表5.4計(jì)算結(jié)果Km/h203040506070806.18.311.014.4根據(jù)萬有特性曲線用公式，計(jì)算不同車速對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)的燃油消耗量，并畫出等速百公里燃油消耗量曲線，如下圖5.2所示：圖5.2等速百公里燃油消耗量曲線5.4本章小結(jié)本章是進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的整車性能分析，選取公式計(jì)算，對(duì)混合動(dòng)力汽車的整車動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算校核合理，所以基本上能滿足要求，得到預(yù)期效果。結(jié)論文中介紹一種混合動(dòng)力微型客車的總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中進(jìn)行了調(diào)研分析、學(xué)習(xí)了混合動(dòng)力系統(tǒng)原理，進(jìn)行了RL6460型混合動(dòng)力微型客車的方案設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)匹配與整車控制策略和整車性能進(jìn)行了分析研究，文中完成的工作可以概括為以下幾個(gè)方面：（1）以一種市售的微型客車為基礎(chǔ)，進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，選定4×4的驅(qū)動(dòng)方式，其中保留原車FF驅(qū)動(dòng)方案，增加電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，形成四輪驅(qū)動(dòng)微客。（2）選取了比亞迪H-D10Ah鎳氫電池為混合動(dòng)力系統(tǒng)電池，其優(yōu)點(diǎn)在于高速放電能力強(qiáng)、功率密度大、耐過充過放、使用安全、相對(duì)便宜而且壽命較長(zhǎng)。（3）選取了泰安泰山30kw交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于負(fù)載特性優(yōu)異，低俗性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小，適應(yīng)電動(dòng)車頻繁啟動(dòng)的需要，節(jié)省電能；電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器采用風(fēng)冷或水冷，溫度低，免維護(hù)、可靠性高，電機(jī)壽命長(zhǎng)；一機(jī)兩用，節(jié)省空間節(jié)省投資，可靠性高。（4）進(jìn)行了混合動(dòng)力系統(tǒng)的研究，基于車型特點(diǎn)、行駛工況、各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)確定了較優(yōu)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。（5）對(duì)整車性能的分析可見混合動(dòng)力RL6460微型客車整車性能中動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等方面超過了原設(shè)計(jì)參考車型。論文所存在的不足以及進(jìn)一步的優(yōu)化：論文從應(yīng)用的角度，討論了混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)與選型，雖然做出了一些成果，但由于個(gè)人能力和時(shí)間有限，系統(tǒng)僅僅是在整車匹配的角度進(jìn)行了一個(gè)嘗試，離最后的實(shí)用化、產(chǎn)品化還有一段距離?？偨Y(jié)以上工作，可以在以下方面進(jìn)一步優(yōu)化本設(shè)計(jì)：（1）選用更先進(jìn)合理的驅(qū)動(dòng)方案和部件，提高整車的工作的可靠性，提高整車的性能。（2）汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性雖然得到了滿足，但是在工作的可靠性和操縱性能上仍然有需要改進(jìn)的地方。（3）隨著汽車技術(shù)的提高，在電池及電機(jī)的選取和匹配上，仍有很大的改進(jìn)空間。參考文獻(xiàn)[1]張進(jìn)祥等．我國(guó)混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].科技進(jìn)步與對(duì)策2001．4[2]郝利君等．混聯(lián)型混合動(dòng)力公交車性能仿真分析[J]．2008．No．10[3]程夕明．電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．汽車工程2000(22)．[4]孫逢春等《現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)》北京理工大學(xué)出版社[M].2002[5]陳剛，張傳偉．電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J/OL]．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2004,18(4)[6]王平，孫駿．混合動(dòng)力公交車的設(shè)計(jì)與仿真．商用汽車雜志[J]．2007[7]張承寧等。電驅(qū)動(dòng)車輛中發(fā)電機(jī)與電力電池組的匹配[J].電氣應(yīng)用．2005[8]M．Zemoulia,etc．ElectricMotorDriveSelectionIssuesforHEVPropulsionSystems：AComparativeStudy[J]．2005[9]成森等．混聯(lián)型混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真．車輛與動(dòng)力技術(shù)[J]．2003年第4期．[10]陳清泉，孫逢春譯．混合電動(dòng)車輛基礎(chǔ)[M]．北京理工大學(xué)出版社．2001[11]ZhanChengwang．ANovelPowerControlStrategyofSeriesHybridElectricVehicle[J]．2007[12]SheldonS．Williamson，SanjakaGWirasingha，andAllEmadi．ComparativeInvestigationofSeriesandParallelHybridElectricDriveTrainsforHeavy-DutyTranfitBusApplications[D]．2006[13]ZhaoShupeng。ControlStrategyandSimulationanalysisofHybridElectricVehicle．TheEighthInternationalConference011ElectronicMeasurementandInstruments[D]．2007[14]吳強(qiáng)華．混合動(dòng)力城市客車若干關(guān)鍵問題的研究[D]．吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文．2003[15]張進(jìn)祥等．我國(guó)混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]．科技進(jìn)步與對(duì)策2001．4[16]張翔,錢立軍.混合動(dòng)力汽車仿真軟件Advisor[J]．汽車研究與開發(fā)，2004,(03)．[17]龔君．混合動(dòng)力汽車控制策略的研究．武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文[D]．2007[18]郭建業(yè)．混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇計(jì)匹配研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文．2005[19]張幫等《混會(huì)動(dòng)力轎車的建模與仿真》計(jì)算機(jī)仿真[M]．2005[20]胡曄/宋慧電動(dòng)汽車人民交通出版社[M]．2006致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲。首先，我要感謝我的導(dǎo)師李涵武，本設(shè)計(jì)是在他的悉心指導(dǎo)下完成的，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏和學(xué)識(shí)有限，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從確定查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，開題答辯，中期檢查和答辯，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，論文寫作等過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我對(duì)李涵武老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。在整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，李老師多次詢問課題進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。李老師無論是在生活上還是學(xué)習(xí)上都給予了我極大的關(guān)心和照顧。他淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)工作一絲不茍的作風(fēng)和崇高的敬業(yè)精神將使我終身受益。在這半年里，我不光向李老師學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)，同時(shí)他也教會(huì)了我很多人生道理。在此向我的導(dǎo)師致以深深的謝意。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)了許多課本到學(xué)不到的知識(shí)，得到寶貴的經(jīng)驗(yàn)。盡管在撰寫過程中遇到很多困難，但在解決困難之后，讓我體會(huì)到了學(xué)術(shù)研究的樂趣，懂得了在面對(duì)困難時(shí)，堅(jiān)韌不拔的精神和樂觀積極的心態(tài)對(duì)于克服困難至關(guān)重要。相信這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都大有裨益。在論文的撰寫過程中還得到了其它老師的熱情幫助，幫我解決了不少難題。此外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成過程中，同學(xué)們給了我熱情幫助，給我的設(shè)計(jì)提出了很多好的建議,在此表示誠(chéng)摯的謝意。最后感謝黑龍江工程學(xué)院四年來對(duì)我的大力栽培。附錄A外文翻譯英文資料翻譯[原文]Wheeltypeelectriccarsdrivingsystem1.DevelopmentsituationandoverviewWheeltypeelectriccarisakindofdrivingtypeelectriccars,therearetwobasicforms,namelydirectdrivingtypeelectricwheelsandbeltwheeledgesreducerelectricwheels.Itwillbeinstalledonthewheelhubofmotorisomitted,traditionalclutch,thetransmission,themainreduceranddifferentialunitetc,simplifiesconfigurationandimprovethetransmissionefficiency,andtorealizetheelectriccontroltechnologythroughtheelectronicdifferentialcontrolwheels.Electricwheelwillbecomethefuturedevelopmentdirectionofelectriccars.TheelectriccarwheeltypeofthestudyinJapan.Japan'skeiouniversityofelectriccarresearchgrouphasdevelopedfivedifferentformsofvehicles.In1991,withTokyoelectricpowercompanyjointlydevelopedbyIZAelectriccarseat,Cd-batterypowermethod,withfourratedpowerfor6.8kW,25kWreachedthepeakpoweroftherotorpermanentmagnetsynchronousmotordrivingwheelspeedcanreachthehighest,176km/h.In1996,theJapanesenationalinstituteofenvironmentalgroupsjointlydevelopedelectricwheeldrivesystemofrearwheeldriveelectriccars,theECOelectricwheeldrivesystemchoosespermanentbrushlessdcmotor,powerratingfor6.8kW,for20kWpeakpower,andplanetarygearreducer,theelectricwheelsadoptmechanicalbrakingandmotorisacombinationofregenerativebraking.In2001,thegrouplaunchedbyusinglithiumbatteryforpowersupply,eighthighpoweracsynchronousmotordrivingwheelindependentKAZelectriccar.Theinstallationoftheeightwheels,andgreatlyincreasedthepower,therebythehighestspeed311km/h.TheelectricsystemKAZusedinhighspeed,highperformanceofmotorrotorinside,thepeakpowercanreach55kW,improvetheabilityofthelimitspeedKAZcars,makeits0~100km/haccelerationtimereach8s.Inordertomakethemotoroutputspeedwiththeactualrequirements,wheelrotationKAZelectricsystemmatchingplanetgear.UsingKAZfrontdiscbrakedrumbrakeusing,rear.In2003,ToyotamotorcompanylaunchedinTokyomotorshowthefuelcellconceptcarisalsousedtoendanargument-Nelectricwheeldrivetechnology.Generalmotorscorp.In2001,thenewtrialwirefourwheeldrivecarfuelcellconceptalsoUSESelectricwheeldriveAutonomy,electricwheeldrivesystemofflexiblecontrolandarrangement,thebetterabletorealizecontroltechnology.Domesticelectricwheeldrivemodestudyalsomadesomeprogress.Tongjiuniversity"chunhui"seriesoffuelcellvehiclesusingtheconceptoffourbrushlessdcmotordrivingwheelindependentelectricwheelsmodule.Bydin2004BeijingautoETconceptcaralsoadoptednewdriveelectriccar:fourwheeldrivemotorindependentpatternedge.Chineseacademyofsciences,Beijingthree-ringgeneralelectriccompanydevelopedelectriccarbrushlessdcmotorwithwheels,sayagainelectricwheels.Asinglewheelelectricpower,voltage7.5kW,doublerear264Vdirectdrive.TheChineseinstituteoffourwheelcorporation724electricautomobile,motorperformanceindexforthepowerrating:3kW,ratedspeed3000r/min,ratedvoltageis110V.2.StructureanalysisWheelelectricdrivesystemhavedirectdrivingtypeelectricwheelsandbeltwheeledgesreducerelectricwheelsaretwobasicforms.Itdependsontherotorspeedisusinghigh-speedrotormotororwithin.Directdriveacarwiththerotormotor,electricwheelsandacompletepartsassemblywheel,electronicdifferentialmode,motor,decorateinthewheelswithinwheelsdrivevehicledrivendirectly.Itsmainadvantageisthemotor,smallvolume,lightqualityandlowcost,hightransmissionefficiency,compactstructure,vehiclestructurelayoutanddesign,alsofacilitatetheretrofitdesign.Thiselectricwheeldirectlyintheinstallationofthewheelrimdrivingwheelrotation.Butwhentheelectriccarinlargetorque,needisinstalledinthedirectdrivemotormusttypeelectricwheelscanprovidelargeinlowtorque.Inordertomakethecarcanhavegoodperformance,motormustalsohasawiderangeoftorqueandspeedadjustment.Theworkoftheimpactandvibrationandthewheelrimswheels,requestmustbestrongandreliablesupporting,at