【正文】 電氣、控制系統(tǒng)都要作出相應(yīng)地改變，使整車參數(shù)合理匹配，這意味著以汽車工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的世界發(fā)達(dá)國家的工業(yè)體系將面臨著重大的調(diào)整。[2] 研究背景 電動客車概況電動汽車是指全部或部分由電能驅(qū)動電機(jī)作為動力系統(tǒng)的機(jī)動車輛，包括純電動汽車EV(Electric Vehicle)、混合動力電動汽車HEV(Hybrid vehicle)和燃料電池汽車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)等類型。電動汽車的應(yīng)用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機(jī)汽車。電動汽車無內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動機(jī)的噪聲也較內(nèi)燃機(jī)小。目前，人們基本上已經(jīng)有一個共識，就是純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等新能源汽車是解決這些問題最有效的途徑。美國和中國加起來占到全球電力行業(yè)減排量的大概一半。即使對未來燃料費(fèi)用的節(jié)省資金進(jìn)行了貼現(xiàn)，結(jié)果亦然。450情景中要求的到2020年(僅10年之隔)的與能源相關(guān)的二氧化碳排放削減量是驚人的，其2020年的排放量是307億噸，比參考情景中的排放量少38億噸。這是繼《京都議定書》后又一具有劃時代意義的全球氣候協(xié)議書，毫無疑問，對地球今后的氣候變化走向產(chǎn)生決定性的影響。在當(dāng)今世界面臨能源與環(huán)境的雙重危機(jī)之時，要求汽車工業(yè)提高汽車的能源使用效率，減少污染物質(zhì)的排出量。交通運(yùn)輸對環(huán)境的影響同益突出，汽車的能源消費(fèi)占世界能源總消費(fèi)的近四分之一，隨著發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)水平的提高，汽車的保有數(shù)量在急劇增加，由此而引起的能源與環(huán)境問題就顯得更加嚴(yán)重。據(jù)報道，目前世界污染最嚴(yán)重的10個城市有7個在中國，根據(jù)國家環(huán)保中心預(yù)測，2010年汽車尾氣排放將占大氣污染的64％。北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）動力耦合變速方案設(shè)計畢業(yè)論文目錄第1章 引 言 1 研究目的及意義 1 研究背景 3 電動客車概況 3 國外現(xiàn)狀 4 國內(nèi)現(xiàn)狀 6 驅(qū)動系統(tǒng)雙電機(jī)結(jié)構(gòu) 8 一般電動客車動力布置 8 主輔電機(jī)集成驅(qū)動系統(tǒng) 9 本文研究的主要內(nèi)容 10第2章 動力耦合變速方案 11 豐田THS集成驅(qū)動系統(tǒng)介紹 11 方案初選 13（1）方案一。而到了現(xiàn)在，我國二氧化碳排放總量已位居世界第二，2025年前后我國的二氧化碳排放總量可能超過美國。因石油危機(jī)的影響，發(fā)達(dá)國家領(lǐng)先進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，將產(chǎn)業(yè)部門的能源消費(fèi)停留在GNP的一般水平。[1]哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會于2009年12月7日到18日在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_。雖然在這次大會上世界各國沒有形成法律文本約束下的協(xié)議，但世界各主要國家都表達(dá)了自己的積極態(tài)度。在非經(jīng)合組織國家，目前正在考慮的國家政策和運(yùn)輸及工業(yè)部門的方案能產(chǎn)生16億噸的減排量。電力行業(yè)的脫碳技術(shù)也在減少排放方面起了很大作用。和參考情景相比，發(fā)電行業(yè)(和工業(yè))中二氧化碳捕集和封存(CCS)占了2030年總減排量的10%。而其中電動汽車更占據(jù)著一些無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：首先，無污染，噪聲小。噪聲對人的聽覺、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的；其次，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。特別是在城市運(yùn)行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風(fēng)力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。隨著全球能源短缺和環(huán)境污染問題的日益加劇，世界各國都充分認(rèn)識到節(jié)能和環(huán)保對人類生存的重要意義。選擇發(fā)展電動汽車不僅僅是保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的問題，更會對改變中國汽車工業(yè)的落伍狀況、尋求國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)、增強(qiáng)國家實(shí)力等方面起到極大的推動作用，具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。2001年科技部斥巨資近10億元啟動了863計劃電動汽車專項(xiàng)。為此，筆者對國內(nèi)外電動客車的研究開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展情況做一個綜合性介紹。2003年，美國俄勒岡州的波特蘭市，Tri—Met公司開始將標(biāo)準(zhǔn)長度的串聯(lián)式混合動力客車投人運(yùn)營。日產(chǎn)柴油機(jī)公司采用天然氣壓縮的柴油機(jī)與電機(jī)組合的混合動力系統(tǒng)，主要用于中型貨車城市運(yùn)行。大約有50輛混合動力客車正在歐洲各國投入試驗(yàn)(包括德國、意大利、瑞士和丹麥)。粗略估計，如果2020年全球汽車產(chǎn)量為1億輛的話，那么，混合動力車將達(dá)2500萬輛。這批氫燃料電池公交車分別在不同的典型環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)地使用。[3] 國內(nèi)現(xiàn)狀電動客車因其空間大、載客量大、適合城市公共交通而深受中國政府、企業(yè)和社會的普遍關(guān)注。1996年中國研制成功了純電動大客車“遠(yuǎn)望號”；2001年大連化物所、電工所和東風(fēng)公司合作，清華大學(xué)與北京飛馳綠能電源技術(shù)公司合作，分別研制成功了燃料電池輕型客車；2002年第一輛燃料電池大客車在清華大學(xué)進(jìn)行了整車試驗(yàn)；同時第一輛混合動力大客車在東風(fēng)電動車公司研制成功；2003年11月，4輛東風(fēng)混合動力大客車在武漢投入試運(yùn)營；2004年6月，由北京理工大學(xué)等單位研制的純電動客車通過相關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)；2006年3月，蘇州金龍推出了時速達(dá)75 km／h的燃料電池公交車；2006年6月，3輛造價180萬美元的“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運(yùn)行，中國是全球運(yùn)行這種客車的唯一發(fā)展中國家；2005年11月，深圳首批投放7輛由五洲龍汽車有限公司研制的混合動力客車進(jìn)行公交試營運(yùn)；2006年2月，由萬向集團(tuán)研制的純電動客車在西湖環(huán)線公交線路平穩(wěn)運(yùn)行了15萬km。上述“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運(yùn)行就是該項(xiàng)目的一部分。而絕大多數(shù)商用電動汽車在城市行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程一般只有5080 km。鎳鎘電池雖然成本高、可回收性差，但其加速動力足、壽命較長。（3）電池尺寸、重量大。另外，由于采用了一系列新材料、新技術(shù)，致使電動汽車的造價居高不下。而所用電能，相當(dāng)大一部分來自火力發(fā)電，煤炭燃料也會造成大氣污染。而且也存在車輛正常運(yùn)行時電機(jī)功率大量富余、電機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)的體積和重量大等問題。 如圖12所示。制動時, 由電子控制的再生制動系統(tǒng)和摩擦制動系統(tǒng)同時作用,制動性能將明顯提高。首先根據(jù)原始參數(shù)，通過計算并匹配合適的電機(jī)。第2章 動力耦合變速方案 豐田THS集成驅(qū)動系統(tǒng)介紹豐田公司于1997 年開始銷售混合動力的Prius ,它是世界第一款商業(yè)用途的大批量生產(chǎn)的混合動力汽車。THS Ⅱ系統(tǒng)的汽車驅(qū)動力是由直接的發(fā)動機(jī)驅(qū)動力和電動機(jī)的驅(qū)動力組合在一起的。由于沒有變速器,直接采用了發(fā)動機(jī)驅(qū)動力和電動機(jī)驅(qū)動力的組合,這樣使驅(qū)動力全方位地響應(yīng)駕駛員的要求,從低速到高速,從低功率的巡航行駛到滿負(fù)荷加速。發(fā)動機(jī)的動力由動力分配裝置分為兩部分,一個動力輸出軸與電動機(jī)和車輪連接,另一個輸出軸與發(fā)電機(jī)相連。動力分配裝置采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。圖22 方案初選（1）方案一使用單向超越離合器使主驅(qū)動電機(jī)在高速時輔助電機(jī)脫離。而且機(jī)構(gòu)布置不緊湊，體積大，不易于在車上布置。（3）方案三輔助電機(jī)與主驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過一個行星齒輪系統(tǒng)進(jìn)行動力耦合，如圖25。而且齒圈鎖死與解鎖的執(zhí)行與控制也是一個不易解決的難題。最關(guān)鍵的是此機(jī)構(gòu)布置緊湊，合理，適合安裝在車上 ，利用電機(jī)同步可以實(shí)現(xiàn)無沖擊模式切換，動力輸出平順。永磁式直流有刷電動機(jī)是將永磁放于不轉(zhuǎn)動的定子上而于轉(zhuǎn)子安置線圈, 因此須經(jīng)由碳刷與換向片將電流傳遞至轉(zhuǎn)子上, 可經(jīng)由機(jī)械接觸使電動機(jī)隨時處于最大轉(zhuǎn)矩, 但碳刷、換向片間的磨損與轉(zhuǎn)子線圈散熱不易等原因, 限制了電動機(jī)高速、大電流的應(yīng)用, 此類電動機(jī)在車輛應(yīng)用多集中于3000 rpm 與數(shù)百瓦的輸出功率以下的裝置。與發(fā)動機(jī)特性不同，電機(jī)的機(jī)械特性是低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率，低速時，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大，正好滿足汽車起步或爬坡工況車速較低時需要較大轉(zhuǎn)矩的要求；高速時，電機(jī)輸出恒功率，滿足汽車的最高車速行駛要求；與汽車的行駛特性非常相符。在選擇電機(jī)功率時，要綜合考慮電機(jī)的額定功率和最大功率。表31（m2）（km/h） （km/h）(176。由于電機(jī)的外特性與發(fā)動機(jī)的不同，串聯(lián)混合動力轎車的最高車速同時還受到電機(jī)最大功率的限制。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 197522005規(guī)定的混合動力模式下的最高車速有兩種情況：行駛1 km以上的最高車速和30分鐘最高車速，本文以30分鐘最高車速來評價整車的動力性。由圖32可知，車速為30km/h時爬坡度隨著傳動比的增大而直線上升。最終確定行星架減速比k=。因此應(yīng)采用最高轉(zhuǎn)速不大于6000r/min的普通電機(jī)。根據(jù)電機(jī)的特性特點(diǎn)，電機(jī)的基速越小，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩越大，就越能提高整車的加速性和爬坡性能，但基速的降低是以增大永磁體和降低最高轉(zhuǎn)速為代價的。需要k=。[6]。按經(jīng)驗(yàn)公式選取模數(shù)取模數(shù)mm計算主要幾何參數(shù)初選β=10176。又根據(jù)本方案中太陽輪、齒圈與行星輪的幾何關(guān)系，可知dq=dt+2dj,式中dq為齒圈分度圓直徑，dt為太陽輪分度圓直徑，dj為行星輪分度圓直徑。按經(jīng)驗(yàn)公式選取模數(shù)取模數(shù)mm計算主要幾何參數(shù)可得 zt=52 zj=65 由式（33）可得齒圈齒數(shù)zq=182計算齒寬取 行星輪和太陽輪齒寬b=50mm計算重合度==== 計算圓周速度綜上所述，輸出齒輪采用斜齒圓柱齒輪，行星輪系采用直齒圓柱齒輪。圖43為了防止四個行星輪整體軸向移動，在與齒圈固聯(lián)的齒圈盤內(nèi)部加了一個推力軸承，這樣不僅解決了太陽輪與星星輪的軸向定位問題，也不至于把齒圈寬度做的過寬，如圖4圖4圖46所示。最小軸徑估算。圖43確定各軸段直徑：由于輸出軸齒輪半徑較大，所以軸頭直徑為80mm，軸環(huán)起到軸向