【正文】 d into hydrogen onboard the vehicle. This solution involves considerable energy losses and in addition, many technical problems as well as problems of reducing the volume.Hydrogen can be generated through other paths than via electricity, notably (in a renewable energy context) by conver。 Lipman and Delucchi, 2003。但由于所學(xué)知識有限，論文中不免有失誤之處，懇請老師批評指正。[4]麻友良，陳全世，混合電動汽車的發(fā)展，公路交通科技，2001（2），77～88[5]Morita K., Automotive Power Source in 21st Century, JSAE Review, 2003(24):3～7[6]Menahem Anderman, The challenge to fulfill electrical power requirements of advanced vehicles, J. of Power Source 127(2004):2～7[7]Maggetto, g., Van, M. J., Electric vehicles, hybrid electric vehicles and fuel cell electric vehicles : state of the art and perspectives， Ann. Chim. Sci. Mat. 2001, 26(4):9～26[8]吳志新，元玉梅，褚韶華，清潔汽車和潔凈車用能源的發(fā)展，國際石油經(jīng)濟(jì)，2000（5）：10～16[9]Kenneth J. 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謝經(jīng)過四個多月的不懈的努力，在老師和同學(xué)的幫助下，畢業(yè)論文也已經(jīng)到了走到了尾聲。驅(qū)動功率的分布情況可以通過實(shí)測車輛傳動軸處的轉(zhuǎn)速－轉(zhuǎn)矩值計(jì)算得到，也可通過測量車輛運(yùn)行的時間－速度曲線（數(shù)據(jù)），然后再通過動力性計(jì)算仿真得到。選用驅(qū)動電機(jī)B后，最高車速保持不變；，大大縮短，加速性能明顯提高；％％，有所提高；由功率平衡圖的對比能夠直觀得看出整車后備功率大大增加。（2）深入研究了驅(qū)動電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)和過載系數(shù)對整車加速性能的影響，隨著、的增大，整車加速時間均在縮短，但縮短的幅度均越來越小。（4）發(fā)動機(jī)的輸出功率一定要在規(guī)定的功率范圍內(nèi)，即大于其設(shè)定的最小值，小于規(guī)定的最大值，使其處于較經(jīng)濟(jì)的區(qū)域內(nèi)。具體就是把恒溫器式控制策略嵌入到功率跟隨控制策略中，其控制策略框圖如圖43所示。發(fā)動機(jī)在SOC較低或負(fù)載功率較大時均會啟動；當(dāng)負(fù)載功率較小且SOC高于預(yù)設(shè)的上限值時，發(fā)動機(jī)被關(guān)閉；在發(fā)動機(jī)關(guān)停之間設(shè)定了一定范圍的狀態(tài)保持區(qū)域，這樣可以避免頻繁關(guān)停。為了實(shí)現(xiàn)混合動力碼頭車的主要設(shè)計(jì)任務(wù)，必須采用合理的控制策略對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制。從圖中可以看出，要求發(fā)動機(jī)狀態(tài)是電池組SOC值的函數(shù)，用SOC來修正發(fā)動機(jī)的功率需求。到達(dá)最高限后發(fā)動機(jī)關(guān)閉。為了盡可能地吸收再生制定的能量，蓄電池的電量不能充的太足，當(dāng)SOC值達(dá)到一個最大值時，APU被關(guān)閉或者怠速狀態(tài)。當(dāng)汽車減速/制動時電動機(jī)作為發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，把驅(qū)動輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，并通過功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電，用于回收再生制動能量，再生回收的動能單獨(dú)或和發(fā)電機(jī)組輸出的功率一起給電池組充電。當(dāng)汽車啟動或空載行駛時，為了避開發(fā)動機(jī)的低效率工作區(qū)，此時主要由電池組供電，發(fā)動機(jī)停止工作，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)式混合動力碼頭車的零排放。動力電池組管理系統(tǒng)要承擔(dān)動力電池組的全面管理，一方面保證動力電池組的正常工作，顯示動力電池組的動態(tài)響應(yīng)并及時報(bào)警，使駕駛員隨時掌握動力電池組的情況；另一方面要對人身和車輛進(jìn)行安全保護(hù)，避免因電池引發(fā)的各種事故。串聯(lián)式混合動力碼頭牽引車的三相交流異步感應(yīng)電動機(jī)采用矢量控制，基速以下恒轉(zhuǎn)矩輸出，基速以上恒功率輸出。串聯(lián)式混合動力碼頭牽引車采用矢量控制變頻器，它的原理是將交流電機(jī)定子電流矢量，按矢量交換規(guī)律由三相變?yōu)閮上?，在控制中同時對定子電流的幅值和相位進(jìn)行控制，也就是對定子電流矢量的控制。因此對混合動力碼頭車智能化控制與智能汽車通用，但串聯(lián)式混合動力碼頭車的特點(diǎn)，就在于動力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)汽車動力系統(tǒng)有本質(zhì)的區(qū)別。2．操縱系統(tǒng)當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時，加速踏板行程量轉(zhuǎn)換為電能信號輸入中央控制器，經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算并通過多能源動力總成控制模塊，向碼頭車驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令。因此混合動力碼頭牽引車的關(guān)鍵是對動力電池組、發(fā)動機(jī)—發(fā)電機(jī)組、驅(qū)動電動機(jī)的控制或智能控制。（2）發(fā)動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)：發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。、車身附件和電子、電氣設(shè)備等應(yīng)盡可能配備現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備，要求混合動力汽車達(dá)到或接近內(nèi)燃機(jī)汽車所具有的水平。，混合動力碼頭車關(guān)鍵的控制技術(shù)，是對內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和對電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙重控制。＝ Kw（，可選為105 Kw。這樣可以減小發(fā)動機(jī)的功率，降低油耗。比較圖317與圖39，可以看出選用驅(qū)動電機(jī)B后增大了車輛的后備驅(qū)動功率（圖中峰值功率和滾動阻力功率與風(fēng)阻功率之和的差值），即用來加速和爬坡的功率大大增大。 選用驅(qū)動電機(jī)B后整車最大爬坡度曲線如圖315所示。表33 串聯(lián)混合動力驅(qū)動電動機(jī)B參數(shù)類型三相交流異步感應(yīng)電機(jī)控制特性矢量控制，基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上恒功率額定功率75kw峰值功率225kw額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)速rpm峰值轉(zhuǎn)矩最高轉(zhuǎn)速2600rpm電機(jī)過載系數(shù)3電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)3圖314 驅(qū)動電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩和峰值功率曲線驅(qū)動電機(jī)B的峰值轉(zhuǎn)矩和峰值功率曲線見圖314，其額定轉(zhuǎn)矩和額定功率曲線見圖33。由圖310和圖312的加速度變化中可以解釋這個現(xiàn)象，雖然圖310和圖312中加速度的增大幅度差不多，但圖310中隨著加速度的提高，其最大加速度起作用的速度范圍卻越來越?。欢鴪D312中隨著加速度的提高，其最大加速度起作用的速度范圍不變。圖312 不同值時的汽車行駛加速度圖313 不同值時的汽車加速時間由圖313可以看出，整車加速時間縮短明顯；，整車加速時間縮短較為明顯；當(dāng)繼續(xù)增加時，對整車加速時間的影響越來越小，而電機(jī)成本也不斷增加。由圖310的加速度曲線可以解釋這個變化趨勢，雖然整車的最大加速度（對應(yīng)電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩）在變大，但最大加速度持續(xù)起作用的車速范圍卻在減小，所以整車加速時間的縮短越來越不明顯。電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值，稱為電動機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)。根據(jù)碼頭牽引車的運(yùn)行工況其爬坡及加速的時間較短，因此只要驅(qū)動電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩及峰值功率滿足爬坡及加速時間要求即可。經(jīng)推算載荷為65000 Kg的車輛爬18%的坡時，僅其坡度分力就大于該車的最大牽引力。根據(jù)式（32）知，當(dāng)n= 1500 rpm時，車速= Km/h。一般應(yīng)根據(jù)車輛最大爬坡度要求來確定電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩，由于混合動力車設(shè)計(jì)指標(biāo)中無爬坡度要求，且碼頭場地內(nèi)道路平坦，幾乎沒有坡度。由于本混合動力車運(yùn)行路況幾乎沒有坡度，也未有爬坡度要求，因此暫取=，這樣該電機(jī)過載系數(shù)為。由于時間及成本限制，本車不采用變速器，采用低速電機(jī)驅(qū)動。 由式（32）可得車速與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如下：圖32 車速與驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速的對應(yīng)圖根據(jù)碼頭牽引車的運(yùn)行工況，其爬坡及加速的時間較短，因此只要驅(qū)動電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩及峰值功率滿足爬坡及加速時間要求即可。由于本混合動力車未有明確的加速時間要求，故本文只根據(jù)驅(qū)動電機(jī)選擇的一般原則和相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定驅(qū)動電機(jī)的峰值功率及其它參數(shù)。圖31 汽車在水平路面上勻速行駛時的阻力功率由此可見，車輛滿載時若最高車速為＝30 Km/h，則所需功率為75Kw；若最高車速為＝25 Km/h，則所需功率為62Kw；若最高車速為＝20 Km/h，則所需功率為50Kw。 3 串聯(lián)式混合動力碼頭車動力裝置參數(shù)的選定整車參數(shù)如表31所示：表31 整車參數(shù)牽引車總長（mm）4595牽引車總寬（mm）2464牽引車總高（mm）2819軸距(mm)2794輪距(mm)前輪2020,后輪1820牽引車質(zhì)量(kg)6700拖車質(zhì)量(kg)約8000集裝箱最大質(zhì)量(kg)33000Kg/箱2箱＝66000整備質(zhì)量(kg)14700滿載質(zhì)量(kg)80700原車最大行駛速度（Km/h）3638原車最大爬坡度18%型號：GOODYEAR 16PR滾動半徑：509 mm算式：＝509 mm其中：F－ 計(jì)算常數(shù)， d－ 輪胎的自由直徑混合動力碼頭車受時間及成本的限制，改裝后的混合動力碼頭牽引車不配置變速箱。 Canter Eco Hybrid通過加裝電機(jī)使發(fā)動機(jī)尺寸相應(yīng)減小，同時可以實(shí)現(xiàn)啟動與怠速時電動驅(qū)動，而達(dá)到省油效果，與原型車相比，最高可使燃油消耗降低20%；在排放方面，Canter Eco Hybrid可顯著降低有害氣體及微粒物質(zhì)的排放，達(dá)到日本最新排放法規(guī)的要求。柴油機(jī)保持在高效率狀態(tài)下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，向鎳—?dú)鋭恿﹄姵亟M充電。沃爾沃公司估計(jì)，該車首批將于2009年交貨，預(yù)計(jì)歐洲和北美市場的潛在銷量為23萬輛/年。因此，針對現(xiàn)有的牽引車進(jìn)行混合動力設(shè)計(jì)，減少排放并提高燃油利用率，對于建立環(huán)保節(jié)約型港口，乃至建立環(huán)保節(jié)約型社會都具有重要意義?；旌蟿恿ζ嚰嬗袀鹘y(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)點(diǎn)，是兩者的完美結(jié)合，其實(shí)質(zhì)是通過部件工況的改善和效率的提高來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)性能的優(yōu)化，而結(jié)合的紐帶就是混合動力汽車的整車控制系統(tǒng)?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略是：在汽車高速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)最適合于汽車在城市間公路和高速公路上穩(wěn)定式的工況。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的不足是：發(fā)動機(jī)的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動汽車的機(jī)械能，由于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和電池充放電的效率較低，使得燃油能量的利用率比較低。電池實(shí)際上起平衡原動機(jī)輸出功率和電動機(jī)輸出功率的作用：當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動機(jī)所需的功率時（如汽車減速滑行、低速行駛和短時停車等工況），控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電；當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動機(jī)所需的功率時（如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況），電池則向電動機(jī)提供額外的電能。3．電池混合動力汽車還可以采用不同的蓄電池、燃料電池、儲能電池和超級電容器等作為“電池”，一般電池作為混合動力汽車的輔助能源，只有在混合動力汽車用電動機(jī)啟動發(fā)動機(jī)或電動機(jī)輔助驅(qū)動時才使用。2 混合動力汽車的結(jié)構(gòu)分析1．發(fā)動機(jī)混合動力汽車可以廣泛地采用四沖程內(nèi)燃機(jī)（包括汽油機(jī)和柴油機(jī)）、二沖程內(nèi)燃機(jī)（包括汽油機(jī)和柴油機(jī)）、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和斯特林發(fā)動機(jī)等?；旌蟿恿ζ嚰夹g(shù)關(guān)鍵在于動力總成技術(shù)、能量分配和管理以及整車控制。由于行駛路況的特殊性，現(xiàn)有碼頭牽引車在工作過程中存在如下問題：1) 運(yùn)行速度低 導(dǎo)致汽車發(fā)動機(jī)低效區(qū)，燃油經(jīng)濟(jì)性差，排放高；2) 頻繁起/停 增加了牽引車的排放；3) 長時間怠速 燃油利用率低。隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自2003年以來，集裝箱運(yùn)輸每年都以超過10%的幅度增長，截止2006年1月31日，全球集裝箱船隊(duì)總運(yùn)力已增長到913萬標(biāo)準(zhǔn)箱?；旌蟿恿ζ嚮旧喜桓淖儸F(xiàn)有的汽車常見結(jié)構(gòu)，不改變現(xiàn)有能源（石油燃料）的體系，不改變用戶對汽車的使用習(xí)慣，這也是他能夠迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要因素。混合動力汽車將內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)與蓄電池通過控制系統(tǒng)相組合，電動機(jī)可補(bǔ)充提供車輛起步、加速所需的轉(zhuǎn)矩，又可以吸收并存儲內(nèi)燃機(jī)富余的功率和車輛制動能量，從而可大幅度降低油耗，減少污染物