【正文】 第一條用于制造混合動力的生產(chǎn)線等。通用、戴克、寶馬三家公司在混合動力技術(shù)發(fā)展方面結(jié)成了技術(shù)聯(lián)盟，攜手發(fā)展雙?；旌蟿恿夹g(shù)，并在 2020年的北美車展上引入了一款結(jié)合了 V8柴油發(fā)動機和最新一代混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的 S級轎車。為保持領(lǐng)先地位，豐田公司加大了對混合動力車的投入， 2020年，豐田投資 1000萬美元在美國肯塔基州工廠改造設(shè)備和訓(xùn)練員工。 國內(nèi)外研究動態(tài) 2 融合了純電動汽車和燃油汽車優(yōu)點的混合動力汽車，由于較好地滿足了汽車低排放、低油耗、高性價比的綜合要求，較好地解決了汽車節(jié)能與環(huán)保問題，因而逐漸成為世界各大汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的熱點，其市場前景也越來越被看好。由于混合動力系統(tǒng)本身也具有充電功能，因此不需要建設(shè)配套的充電基礎(chǔ)設(shè)施，對蓄電池的要求，與純電動汽車相比也大大降低。為此，各國制定了一系列十分嚴(yán)格的排放法規(guī)，要求汽車生產(chǎn)廠家設(shè)法減少汽車排放，開發(fā)無污染和超低污染汽車。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的產(chǎn)銷量和保有量逐年增加，同時也帶來了能源消耗、環(huán)境污染等許多負(fù)面影響。 City Bus。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(yán)重的能源浪費和環(huán)境污染。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 HD6120 混合動力城市客車總體設(shè)計 系部名稱 ： 專業(yè)班級 ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 副教授 The Graduation Thesis for Bachelor39。 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。 Ergonomic 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ?????????????????????????????Ⅱ 第 1 章 緒論 ???????????????????????????? 1 選題的背景和意義??? ??????????????????? 1 國內(nèi)外研究動態(tài)? ??????????????????????? 2 研究內(nèi)容與方法??????????????????????? 3 第 2 章 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)選型 ??????????? ?? 4 混合動力客車的分類 ????????????????????? 4 串聯(lián)式混合動力城市客車 ???????????????? 4 并聯(lián)式混合動力城市客車 ??????????????? 5 混聯(lián)式混合動力城市客車 ???????????????? 6 混合動力城市客車驅(qū)動系統(tǒng)的選擇???????????????? 7 混合動力城市客車動力系統(tǒng)對比?????????????? 7 混合動力 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選型依據(jù)???????????????? 9 本章小結(jié)?????????????????????????? 10 第 3 章 混合動力城市客車動力系統(tǒng)設(shè)計 ?????????????? 11 動力系統(tǒng)參數(shù)計算?????????????????????? 11 驅(qū)動電機的選擇???????????????????? 11 動力電池的選擇???????????????????? 13 ???????????????????????? 15 本章小結(jié)?????????????????????????? 16第 4章 混合動力城市客車動力混合器的設(shè)計 ???????????? 17 動力混合器的作用 ?????????????????????? 17 動力混合器的設(shè)計?????????????????????? 17 齒輪幾何參數(shù)的計算 ????????????????? 18 齒輪的校核 ???????????????????? 20 本章小結(jié)???????????? ?????????????? 21 第 5 章 基于人機工程學(xué)的駕駛區(qū)布置 ??????????????? 22 人機工程學(xué)???????????????????????? 22 ??????????????????? 22 ???????????????????????? 23 ????????????????????? 23 ????????????????????? 23 ???????????????????????? ?? 25 第 6 章 整車經(jīng)濟性計算 ?????????????????????? 26 ???????????????????? 26 ?????????????????????? 27 ?????????????????????????? 29 結(jié)論 ?????????????????????????????? 30 參考文獻 ???????????????????????????? 31 致謝 ???????????????????????????????? 33 附錄 ?????????????????????????????? 34 1 第 1 章 緒 論 選題的背景和意義 汽車自誕生以來，其發(fā)展速度不斷加快，與人們生活的聯(lián)系越來越緊密。傳統(tǒng)汽車對石油資源的需求越來越大，對生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大。面對世界能源匱乏，油價高居不下，環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)實，節(jié)油環(huán)保便成為社會關(guān)注的焦點，新能源車的開發(fā)和應(yīng)用也就成了世界范圍內(nèi)的新課題和大趨勢?；旌蟿恿ζ囋诩夹g(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等方面具有突出的綜合優(yōu)勢。目前，豐田公司是混合動力汽車領(lǐng)域的佼佼者， 1997年 12月，日本豐田汽車公司首先在日本市場上推出了 世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車“普銳斯 (PRIUS)”，該轎車于 2020年 7月開始出口北美，同年 9月開始出口歐洲。 2020年，豐田汽車公司在美國市場上推出了 4款從現(xiàn)有車型改造成的混合動力汽車，這些混合動力汽車的外形、操控以及車內(nèi) 的設(shè)備和普通車完全一樣。 國內(nèi)研究混合動 力轎車已經(jīng)有將近 10年的歷史。 研究內(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(fù)雜性，而正是這種復(fù)雜性為混合動力系統(tǒng)的設(shè)計提供了更大的空間。小負(fù)荷時由電池驅(qū)動電動機，帶動車輪，大負(fù)荷 時通發(fā)動機帶動發(fā)電機，發(fā)電機驅(qū)動電動機。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。 (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 ’行蓄電池 控制 器 電動機 整流 換流器 發(fā)電機 內(nèi)燃機 驅(qū)動橋 車輪 5 駛。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(yīng) 用于大型客車上。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。 (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(yīng)地提高。 (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(fù)雜，布置和控制也更加困難。因此，混 聯(lián)式混合動力汽車最具影響力。 (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。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。對于這種系統(tǒng)，如何對蓄電池組的 SOC進行合理而有效的能量管理是獲得整車最佳燃油經(jīng)濟性的關(guān)鍵。己開發(fā)的控制策略各有優(yōu)點，互補性很強，但都沒有達到最優(yōu)。但是建立在固定循環(huán)下的全局優(yōu)化控制策略受驅(qū)動循環(huán)影響大，實現(xiàn)起來有一定的困難。與混聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)簡單得多，自由度少，因此控制起來相對容易一些。 (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%6%，在沒有公交專線的情況下城市車輛行駛速度較低。 (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(fù)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(fù)荷低，造成了能源的極大浪費。 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)。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。選型時還應(yīng) 考慮使用、維護費用，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，故障率越高，使用和維護費用也越高。并聯(lián)方式控制靈活，兼有傳統(tǒng)內(nèi)燃機車和電動汽車的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)也不像混聯(lián)混合動力汽車那樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜?；旌蟿恿ζ噷﹄姍C驅(qū)動系統(tǒng)的基本要求為： 電機驅(qū)動系統(tǒng)具有寬廣的調(diào)速范圍，有著與汽車行駛一致的動力特性。 目前所采用的電動機有直流電動機、交流感應(yīng)式電動機、永磁同步電動機、開關(guān)磁阻電動機等。這兩種電機由于有電刷、換向器等接觸零件的限制，轉(zhuǎn)速不能太高，因而質(zhì)量大，尺寸大，效率較低，還需要對電刷經(jīng)常進行維護和修理。但其主要不足是永磁材料昂貴，制造工藝復(fù)雜，性能受溫度影響較大 (易退磁 )，大功率輸出困難。伴隨著技術(shù)的進步，其開始應(yīng)用在電動車上。 δ 為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，查表取 ，于是 ???????? ????????????? 103 6 0 0 101 6 5 0 6 1 4 0 6 0 0 6 5 0 0%90%96 1 3ep （ ） = 所選電機為大連恒田電機有限公司生產(chǎn)的 H160B35型混合動力車用永磁電動機。 h／ kg)而且還需要離功率密度 (W/ kg)。 1. 鎳 氫 (NiMH)電池 鎳 氫電池是一種堿性電池，鎳 氫電池的標(biāo)稱電壓為 ，比能量可達到 7080 W鎳 氫電池的過充電和過放電性能好，能夠帶電充電，并且可以快速充電，在 15min內(nèi)可以充 60%的容量，一小時內(nèi)可以完全充滿，應(yīng)急補充充電的時間短。鎳 氫電池中沒有 Pd和 Cd等重金屬元素，不會對環(huán)境造成污染，鎳氫電 池可以隨充隨放，不會出現(xiàn)鎳 膈電池在沒有放完電后隨即充電而產(chǎn)生的“記憶效應(yīng)”。鋰離子電池顯示出很多優(yōu)點，電壓高達 ，相當(dāng)于 3個鎳 鎘電池 串連起來的電壓。 鋰離子電池主要問題是快速充、放電的性能較差，需要進一步解決對其充放過程的控制和配備專用的充電器。 鋰的制取較困難，管理和使用較復(fù)雜，要求有嚴(yán)格的安全措施，需要配備電子保護電路、電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)等，使得其附屬裝置更加復(fù)雜，也增加了電池組的造價，價格高于同等容量的 NiCd電池或 NiMH電池?？梢赃M行快速充電，充電 15min可以恢復(fù) 50%的容量， 1h可以恢復(fù) 100%的容量，但 一般情況下完全充電需要 6h。 鎳 鎘電池具有記憶效應(yīng)，鎳 鎘電池采用的鎘（ Cd）是一種有害的重金屬，在電池報廢后必須進行有效的回收，這點在國外已能實現(xiàn)。 超級電容器具有高的能量密度和極好的充電和放電能力。但對超級電容器放電的控制，還需要進一步解決智能化控制技術(shù)。 h，質(zhì)量 ， 30組串聯(lián)，總電壓 360V。型式為立式、直列六缸、水冷、四沖程，廢氣渦輪增壓，空 空中冷，該發(fā)動機最大功率為 147kw/2020rpm,最大轉(zhuǎn)矩 720N 17 第 4 章 混 合動力城市客車動力混合器的設(shè)計 動力混合器的作用 動力混合器的作用是將發(fā)動機輸出的動力和電動機輸出的動力進行混合，在各種不同驅(qū)動模式下進行切換。 m，所選電動機最大轉(zhuǎn)矩為 210 N法向模數(shù) nm =4 hz =2A ?cos / nm = 取整，齒輪 1 和 2 齒數(shù)和為 83 修正中心距 A= hz nm /2 ?cos = 中心距 A 取 180mm 精確計算螺旋角 β = ?? 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