【正文】 其中， η 為總效率，永磁電動(dòng)機(jī)效率 95%97%，取 96%， G為整車滿載時(shí)所受重力 mg， m為 16500kg， g取 178。 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的開關(guān)磁阻電機(jī) (SRM)的定子和轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，只在定子凸極上安裝備相勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子上沒有任何繞組，因此結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單、成本較低、可靠性高、起動(dòng)性能好、調(diào)速性能好，控制裝置也比較簡(jiǎn)單，主要缺點(diǎn)為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大、必須使用位置檢測(cè)器、按照定予的凸極數(shù)來確定逆變器和電機(jī)的引出線等。 永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要選用永磁無刷同步電機(jī)，該電機(jī)沒有激磁銅耗、效率較高 (最大效率可達(dá) 95％ )、功率因高、體積小、功率密度大 (可以遠(yuǎn)大于 1KW／ kg)，變頻調(diào)速是永磁無刷同步電機(jī)的基本調(diào)速方式。直流電動(dòng)機(jī)的容量范圍很廣，可以根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速來選用所需要的容量，市場(chǎng)上有各種不同結(jié)構(gòu)的直流電動(dòng)機(jī)以供選用，直流電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)和控制技術(shù)都比較成熟，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)價(jià)格較便宜。最高轉(zhuǎn)速越高，在同樣的額定輸出功率下，轉(zhuǎn)速越高，電動(dòng)機(jī)尺寸、重量越??； 動(dòng)態(tài)性能好 —— 電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能，使HEV具有良好的起動(dòng)性能和加速性能，以獲得所需要的起動(dòng)、加速、行駛、減速、制動(dòng)所需的功率和轉(zhuǎn)矩。通過對(duì)城市客車的使用工況、環(huán)境以及技術(shù)條件的分析，確定了采用并聯(lián)方式的設(shè)計(jì)路線，并聯(lián)系統(tǒng)控制方式靈活，兼有內(nèi)燃機(jī)車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，性能優(yōu)良但價(jià)格過高無法商業(yè)化、甚至被迫放棄 HEV開發(fā)的實(shí)例很多，我們不應(yīng)重蹈覆轍。 4．成本和使用維護(hù)費(fèi)用 動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì) HEV成本影響很大，這是因?yàn)椴煌愋偷膭?dòng)力系統(tǒng)對(duì)部件的種類、數(shù)量和性能要求差別很大。進(jìn)行時(shí)間的產(chǎn)品開發(fā)總會(huì)有一定的進(jìn)度要求，如果技術(shù)條件無法保證，就難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定開發(fā)目標(biāo)。如果對(duì)加速性能要求高，就有必要選擇配有峰值功率調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式。每條線的車輛都在固定站點(diǎn)?？?，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。另外并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的成本相對(duì)較低，因此通常一般選用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，當(dāng)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，才選用混聯(lián)式結(jié)構(gòu)。 與串聯(lián)式混 合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)相比，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)相對(duì)要復(fù)雜一些，自由度也要多一些，控制方式比較復(fù)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(zhǎng)的環(huán)保和節(jié)能要求。但為了更好地解決當(dāng)前大中城市普遍存在的空氣污染嚴(yán)重問題，同時(shí)作為對(duì)低排放、低油耗車輛的探索，必須深化 CHEV的開發(fā)工作。電力輔助控制策略比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但控制效果不夠精確。采用小功率電動(dòng)機(jī)和小容量蓄電池組的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車，能夠極大地降低混合動(dòng)力汽車的自重和制造成本，是十分有市場(chǎng)化前景的一種結(jié)構(gòu)型式。 混合動(dòng)力城市客車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 混合動(dòng)力城市客車動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)比 混合動(dòng)力客車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多變，如何從各個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中 選擇合適的結(jié)構(gòu)，我們就要對(duì)各種形式的混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析： 1．串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，同時(shí)控制策略也不復(fù)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 HEV積累開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 (2)車輛的最大輸出功率相當(dāng)于三個(gè)動(dòng)力裝置共同組成混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率之和。 混聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 Split Hybrid E1ectric Vehicle(PSHEV)是綜合 SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng) /發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 3大動(dòng)力總成組成，如圖 ， PSHEV兼有 SHEV和 PHEV的優(yōu)點(diǎn)，可以組合成更多種形式的混合驅(qū)動(dòng)模式，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。此外， PHEV比 SHEV少一個(gè)發(fā)電機(jī)，因此汽車的質(zhì)量也相對(duì)較輕。發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)各自的功率，可以是 PHEV的最大驅(qū)動(dòng)功率的 0． 5～ l倍，兩大動(dòng)力總成的功率可以疊加，因此可以采用較小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使整個(gè)動(dòng)力總成的尺寸較小，質(zhì)量較輕，造價(jià)也較低。 (2)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、電和放電都有能量損失，能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、電池的充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量利用率比較低。 SHEV的缺點(diǎn) : (1)SHEV由于僅依靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和扭矩必須能夠滿足汽車的動(dòng)力性能，克服汽車在行駛過程中的最大阻力，因此驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率要求較大，外形尺寸較大，質(zhì)量也較重。從總體結(jié)構(gòu)上看比較簡(jiǎn)單，易于控制，三大動(dòng)力總成之聞沒有機(jī)械聯(lián)系，在電動(dòng)汽車上布置起來有較大的自由度，可以獨(dú)立地布置。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。設(shè)計(jì)動(dòng)力混合裝置，以實(shí)現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)模式。其整車油耗比傳統(tǒng)汽車低 20％以上，排放限值滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。本田公司推出了“ insight”、“ CIVIC”等混合動(dòng)力汽車．福特公司緊隨其后，推出了“ ESCAPE”混合動(dòng)力汽車，戴克、通用、雪鐵龍、日產(chǎn)等公司也紛紛加快了混合動(dòng)力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。“ PRIUS”的正式量產(chǎn)上市標(biāo)志以混合動(dòng)力汽車為代表的新一輪汽車研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的開始。混合動(dòng)力系統(tǒng)則可以優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的工作區(qū)間，大大改善上述問題，因此，發(fā)展研究混合動(dòng)力城市客車具有很重大的現(xiàn)實(shí)意義。混合動(dòng)力汽車既具有內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性好、工作時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又有電動(dòng)機(jī)無污染和低噪聲的好處，達(dá)到了發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的最佳匹配。每年全球汽車排放有害氣體約 2億噸以上，約占大氣污染總量的 60％，是大氣污染的“頭號(hào)殺手。汽車的普及程度和技術(shù)水平甚至已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志。 Parallel。同時(shí)城市客車的運(yùn)行工況特殊，城市中信號(hào)燈多，站點(diǎn)之間距離短，運(yùn)行路線固 定，城市客車頻繁的起步，加速，制動(dòng)，怠速時(shí)間長(zhǎng)，平均運(yùn)行速度低。s Degree Design of HD6120 Hybrid City Bus Candidate： Specialty： Automobile application engineering Class： 0793122 Supervisor： Associate Prof. Harbin Institute of Technology Applied Technology College Ward 摘 要 城市客車是市民出行的首選，在各個(gè)城市中承擔(dān)著人口流動(dòng)的任務(wù)，應(yīng)用廣泛，數(shù)量眾多。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞： 混合動(dòng)力；并聯(lián)；城市客車；人機(jī)工程學(xué) ABSTRACT City bus is the first choice of the public, bearing the task of the movement of the population. City bus is widely used and the number is large. The using condition of city bus is special, there are many signal lights, short distance between sites ,fixed routes, frequently starting, accelerating, braking, long idle time, low average speed and so on. As the vehicle needs to meet the requirement of the highest speed and maximum climbing degree while designing, usually a highpower engine is equipped, making the city bus in power surplus state, resulting in a serious energy waste and environment pollution. Hybrid electric vehicle bines the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles advantages effectively reduce energy consumption and reduce emissions. It is meaningful to study on hybrid vehicles. Key words: Hybrid。汽車已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的代步和運(yùn)輸工具，它已成為許多人的生活必需品和文化生活的一部分。更糟糕的是 ，汽車排放的尾氣中二氧化碳對(duì)氣候變暖有著很大的影響；汽車尾氣中氮氧化合物、一氧化碳、未燃碳?xì)浠衔锖皖w粒排放物等有害物質(zhì)，對(duì)人類的生態(tài)環(huán)境都產(chǎn)生了不利的影響。 在諸多解決方案中，目前 成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的只有混合動(dòng)力汽車。 而城市客車，是大部分市民出行的首選交通方式，承擔(dān)著巨大的人流量，由于城市客車大部分運(yùn)行在市區(qū)內(nèi)，具有經(jīng)常起步加速，制動(dòng)停車，站臺(tái)之間運(yùn)行距離短，平均速度低等特殊工況，內(nèi)燃機(jī)大部分時(shí)間工作在最 佳工作轉(zhuǎn)速范圍以外，造成了能源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染以及加速了車輛本身的磨損。普銳斯在達(dá)成高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能的前提下，實(shí)現(xiàn)了出色的動(dòng)力性和舒適性。豐田的目標(biāo)是最終將推出旗下幾乎所有車型的混合動(dòng)力版，并在 2020年把混合動(dòng)力汽車的產(chǎn)量提高到 100萬輛。目前，除一汽豐田的普銳斯正式量產(chǎn)上市外，國(guó)內(nèi)各汽車制造企業(yè)紛紛進(jìn)入混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，如一汽研發(fā)的紅旗 HQ3于 2020年投產(chǎn)；東風(fēng)集團(tuán)的混合動(dòng)力公交車已于 2020年 7月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗(yàn)并通過驗(yàn)收；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 2020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)；而廣州本田更是緊跟豐田的步伐，預(yù)計(jì) 2020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；長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力汽車經(jīng)過六年的艱苦攻關(guān)研發(fā)成功，目前已進(jìn)入量產(chǎn)階段。本論文主要研究?jī)?nèi)容主要為客觀評(píng)價(jià)混合動(dòng)力城市客車采用各種驅(qū)動(dòng)型式時(shí)的優(yōu)劣，然后確定動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)方案，系統(tǒng)研究并聯(lián)混合動(dòng)力總成及其應(yīng)用，比較混合動(dòng)力客車各種驅(qū)動(dòng)方式，提出并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式及對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)中電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng) 的部件選型。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(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。 機(jī) 械能 電能 圖 SHEV結(jié)構(gòu)示意圖 SHEV的優(yōu)點(diǎn) : (1)SHEV只有驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)更加趨近于 EV。當(dāng)動(dòng)力電池組電量不足時(shí)，可以通過發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能給電池充電，若為可外接充電式 (Plugin)電動(dòng)汽車，則電池能量不足時(shí)，可以通過外接充電的形式補(bǔ)充電能，這樣就可以進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性。此外驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于不是經(jīng)常在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此效率較低。在 PHEV上可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式， 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式 3種驅(qū)動(dòng)模式。 (3)由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)僅在車輛輸出大功率時(shí)提供輔助動(dòng)力，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的尺寸和體積也要小得多。 (3)發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛驅(qū)動(dòng)輪間有直接的機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)在最佳工作區(qū)工作，則控制系統(tǒng)和控制策略較復(fù)雜。 內(nèi)燃機(jī) 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)橋 離合器 7 機(jī)械能 電能 圖 PSHEV的結(jié)構(gòu)示意圖 PSHEV的優(yōu)點(diǎn) : (1)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)關(guān)閉，使汽車在任何時(shí)候都可實(shí)現(xiàn)低排放及超低油耗， 達(dá)到環(huán)保和節(jié)能效果。 PSHEV的缺點(diǎn) : 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略過于復(fù)雜，控制系統(tǒng)開發(fā)難度大，部件性能要求高，設(shè)計(jì)加工困難，而