【正文】 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。后懸長，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。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，抵消因滿足安全標準、排氣凈化標準和噪聲標準所帶來的整備質(zhì)量的增加，節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計工作必須遵守的一項重要原則。 軸荷分配對輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。如發(fā)動機前置驅(qū)動乘用車和平頭式商用貨車前軸負荷較大。 汽車各 部件的布置 汽車 發(fā)動機的布置 發(fā)動機的上下位置對離地間隙和駕駛員視野有影響，通常將發(fā)動機布置在前軸上方，考慮到懸架緩沖塊脫落以后，前軸的最大向上跳動量能達到 70～ 100mm，這就要求發(fā)動機有足夠高的位置，以防止前軸碰壞發(fā)動機油底殼，這樣發(fā)動機的高度位置可以得到確定。為滿足萬 9 向節(jié)傳動軸兩端夾角相等、滿載靜止時不大于 4176。在繪出傳動軸最高輪廓線后，根據(jù)凸包與中間傳動軸之間的最小間隙一般在 10~15mm來確定地板凸包位置。此時，因萬向節(jié)連接的軸不在一個平面內(nèi)，所以在正面撞車時又對防止盤后移動及駕駛員有利。 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。 通過對以上的分析，綜合考慮各層次的因素，選取汽車整體設(shè)計的相關(guān)參數(shù)，詳見表 所示： 表 整車參數(shù)定義 外形尺寸 (mm) 4610? 1693? 1855 滿載質(zhì)量 (kg) 1950 裝備質(zhì)量 (kg) 1300 軸距 (mm) 2700 10 輪距 (前 /后 )(mm) 1456/1446 發(fā)動機型號 CACSQR480 傳動效率 驅(qū)動橋速比 最小轉(zhuǎn)彎直徑 (m) 最 大爬坡度 (%) 30 車輪滾動半徑 (m)182/70R14 由表 提出本課題動力系統(tǒng)設(shè)計目標為： （ 1） 最高車速大于等 于 141km/h； （ 2） 最大爬坡度大于等于 30%； （ 3） 0～ 50km/h 加速時間小行于等 20s。其目標是使混合動力轎車有效地滿足不同驅(qū)動功率的要求，實現(xiàn)功率在電機、發(fā)動機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)運行在高性能區(qū)；確保駕駛平穩(wěn)性；確保動力電池工作在合理的區(qū)域 。另外，三種復(fù)雜控制方法對目標的改善效果在很大程度上依賴于發(fā)動機的動態(tài)模型精度和運行數(shù)據(jù)的實時快速檢測的精度，精度的偏差導(dǎo)致目標效果明顯惡化。 混合動力系統(tǒng)在各個工況下的功能，從而體現(xiàn)混合動力系統(tǒng)在提高燃油經(jīng)濟性和 排放性能方面的優(yōu)勢。 整車啟動工況控制策略 初始啟動階段，發(fā)動機的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)矩成正比趨勢，在轉(zhuǎn)速較低時，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩較小；而電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩成反比，在低轉(zhuǎn)速下具有良好的轉(zhuǎn)矩特性。兩種 SOC 狀態(tài)下整車能量流動如圖 和圖 所示。 圖 soc 小于平均值時能量流示意圖 圖 soc 不小于平均值時能量流示意圖 當 av eSO CSO C _? 時，中速中負荷 行駛工況判定的臨界條件 是： )( m a x?? ?? eela u n c he nnn or )( m a xa r gm in ?? ??? eechd r iv ee TTTT () 式中 driveT——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩， Nm； echTarg——用于給電池充電的轉(zhuǎn)矩， Nm； min?eT——設(shè)定的發(fā)動機最小工作轉(zhuǎn)矩， Nm； max?eT——發(fā)動機最 大工作轉(zhuǎn)矩， Nm； en——發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速， rpm； 15 launchen?—設(shè)定的發(fā)動機最低工作轉(zhuǎn)速， rpm； max?en—發(fā)動機最高工作轉(zhuǎn)速， rpm； 當 av eSO CSO C _? 時，中速中負荷行駛工況判定的臨界條件 是： )( m a x?? ?? eela u n c he nnn or )( m a xa r gm in ?? ??? eechd r iv ee TTTT () 式中 driveT——駕駛員要求的用于整車驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩 ， Nm； min?eT ——設(shè)定的發(fā)動機最小工作轉(zhuǎn)矩 ， Nm； max?eT ——發(fā)動機最大工作轉(zhuǎn)矩 ， Nm； en ——發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速 ， rpm； launchen?——設(shè)定的發(fā)動機最低工作轉(zhuǎn)速， rpm； max?en——發(fā)動機最高工作轉(zhuǎn)速， rpm； 根據(jù)發(fā)動機特性可知，在中高負荷和轉(zhuǎn)速工況下，發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性和排放都比較好，該策略理論上可保證整個驅(qū)動系統(tǒng)以最佳效率運行。 當電池 m ax_SO CSO C ? 并且駕駛員制動轉(zhuǎn)矩需求較小時，此時電機再生制動系統(tǒng)單獨工作 。優(yōu)化的控制策略是實現(xiàn)混合動力汽車低能耗低排放目的關(guān)鍵所在。 常規(guī)串聯(lián)式 HEV 驅(qū)動系統(tǒng) 常規(guī)串聯(lián)式 HEV 的驅(qū)動系統(tǒng)由發(fā)動機、電池組、發(fā)電機、電動機、控制裝置和汽車傳動系等組成。電池通過控制器串接在發(fā)電機和電動機之間，其功能相當于發(fā)電機與電動機之間的 ―儲能器 ‖，起功率平衡作用，即：當發(fā)電機發(fā)電功 率大于電動機所需的功率時（如汽車減速行駛、低速行駛或短時停車等工況）， 18 控制器控制發(fā)電機向電池組充電；而當發(fā)電機發(fā)出的功率低于電動機所需的功率時（如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況），電池組則向電動機提供額外的電能。串聯(lián)式 HEV 特別適用于在市內(nèi)走走停停的低速運行工況，起步和低速時可關(guān)閉發(fā)動機，只利用電池進行功率輸出，使汽車達到零排放的要求。 發(fā)動機、電動 /發(fā)電機或驅(qū)動電機采用 ―并聯(lián) ‖的方式組成 PHEV 驅(qū)動系統(tǒng)，并聯(lián)式裝置的發(fā)動機和電動機以機械能疊加的方式驅(qū)動汽車。因此有利于改善低速時 HC、 CO 排放和燃油經(jīng)濟性。 并聯(lián)式與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，其能量的利用率，燃油經(jīng)濟性相對較高；需要變速裝置和動力復(fù)合裝置，傳動機構(gòu)比串聯(lián)式復(fù)雜。目前的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)一般以行星齒輪作為動力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架。發(fā)動機發(fā)出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式的動力復(fù)合形式更復(fù)雜，因此對動力復(fù)合裝置的要求更高。 混聯(lián)式混合動力汽車 (PSHEV)是綜合 SHEV 和 PHEV 結(jié)構(gòu)特點組成的，如表 ，由發(fā)動機、電動／發(fā)電機和驅(qū)動電動機 3 大 動力總成組成 PSHEV 兼有 SHEV 和 PHEV的優(yōu)點，可以組合成更多種形式的混合驅(qū)動模式，能夠使發(fā)動機，發(fā)電機和電動機等 21 部件進行更多的優(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) 。不同的結(jié)構(gòu)適用于不同的控制策略：如圖 a）所示的結(jié)構(gòu)只適于恒溫器式控制策略，發(fā)電機只負責(zé)為電池充電；如圖 b）所示的結(jié)構(gòu)適于功率跟隨型控制策略，電池只在純電動模式和制動回饋時起作用，平時均由發(fā)電機輸出電流供電動機使用；如圖 c）所示的結(jié)構(gòu)中發(fā)電機輸出可以同時流向電池或電動機，此時電池能夠起到能量緩沖器的作用，彌補發(fā)電機與電動機之間的功率差異，使控制策略的實現(xiàn)更加靈活，在獲得更高系統(tǒng)效率的同時也能維持發(fā)動機始終工作在經(jīng)濟且排放較低的區(qū)域，綜合多種因素及微型客車的行駛工況，本設(shè)計采用恒溫器控制策略。具體的電機參數(shù)應(yīng)根據(jù)整車性能要求計算確定。； iv ——最大爬坡度的車速（ km/h），取 iv =25km/h； f ——滾動阻力系數(shù)，取 f =； DC ——空氣阻力系數(shù) ， 取 ?DC ； A ——迎風(fēng)面積（ 2m ） ,A= m2； m —— 汽車滿載質(zhì)量，取為 1950kg； kWAvCfv iDi g s i nc o smg3600P2m a xm a xTm2???? ）（ ??? 對電動機要求的峰值功率必須滿足性能指標下的最大功率 ,所以電動機的匹配峰 23 值功率為： ),max( 21m a x mm PPP ? （ ） 將樣車參數(shù)代入上述公式中可求得性能指標下的最大功率分別為： ?m1P kw47 ， ? 可知驅(qū)動電動機的峰值功率 kwPPP mm ),m a x ( 21m a x ?? 電動機的額定功率應(yīng)該滿足整車動力性指標中最高車速的要求即額定功率 kwPm 1 ??額 （ 3）根據(jù)加速性能要求，計算加速時間： 車輛從 hkm/0 加速到 km50 所需的時間，由： 測試加速性能，則： 2/ smtua ????? （ ） 式中 u——加速了時間 t 后的車速 50km。計算結(jié)果參看表 、表 表 各檔位滿足最高車速時對電機的性能要求 1 檔 2 檔 3 檔 4 檔 5 檔 電機轉(zhuǎn)速 3609(rpm) 3221(rpm) 2602(rpm) 1612(rpm) 1156(rpm) 車輛阻力 (N) (N) (N) (N) (N) 電機扭矩 (Nm) (Nm) (Nm) 42(Nm) 51(Nm) 電機功率 25(kw) 25(kw) 25(kw) 25(kw) 25(kw) 表 各檔位按平均車速 50km/h 運行時對電機的性能要求 1 檔 2 檔 3 檔 4 檔 5 檔 電機轉(zhuǎn)速 2491(rpm) 1983(rpm) 1658(rpm) 1193(rpm) 1062(rpm) 車輛阻力 (N) (N) (N) (N) (N) 電機扭矩 (Nm) (Nm) (Nm) (Nm) (Nm) 電機功率 (kw) (kw) (kw) (kw) (kw) 認真的查閱相關(guān)資料，最終確定泰安泰山動力電機公司電動發(fā)電兩用電機技術(shù)資料及安裝圖，得到有關(guān)電機的數(shù)據(jù)，得到相關(guān)參 數(shù)表 表 泰安泰山動力電機公司電動發(fā)電兩用電機技術(shù)參數(shù) 功率 電池 轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn) 峰值轉(zhuǎn) 峰值功 電流 峰值電 重量 24 （ kw） 電壓 (轉(zhuǎn) /分 ) 矩（ Nm） 矩（ Nm） 率（ kw） （ A） 流（ A） （ kg） 10 72 1500 130 25 154 260 62 12 144 3500 70 25 180 62 15 144 3500 90 25 220 48 18 144 3500 49 120 40 270 55 20 144 3500 55 140 50 280 58 22 144 3500 60 150 56 320 62 25 144 4000 60 130 60 380 58 27 144 4500 57 130 65 380 62 30 333 4500 57 130 65 180 58 35 333 6000 55 120 70 210 62 40 333 3500 62 130 80 240 62 根據(jù)計算分析，查詢相 關(guān)資料，選擇電機的額定功率不小于 ，其具體參數(shù)如表 。 該電動機的詳細技術(shù)參數(shù)圖，如圖 如下： 25 圖 電動機技術(shù)參數(shù)圖 電池的選擇 電池類型的選擇 對于混聯(lián)型的混合動力汽車，在運行期間需要對電池反復(fù)充放電，電池壽命和安全問題應(yīng)當重點考慮，一般選擇適于反復(fù)充放電的鉛酸電池。 電池數(shù)目選擇 純電動行駛平均車速設(shè)定為 50km／ h，良好平直路面，可計算出 ）（ 60 0P2oTom3 AvCfv D?? ? （ ） 式中 f ——滾動阻力系數(shù)，取 f =； DC ——空氣阻力系數(shù) ， 取 ?DC ； A ——迎風(fēng)面積（ 2m ） ,取 A=； 3mP ——電動機所需的功率（ kw）； 26 m —— 汽車質(zhì)量，取為 m =1950kg； bP ——電池輸出功率（ kw）； 將參數(shù)代入式 （ ） ，得 ?mP kw 總?3mb PP ? () o? ——電動機的效率，取 o? =： k? ——控制器的效率，取 k? =； 總? ——總工作效率， 總? = o? k? =； 3mP ——電動機所需的功率（ kw）； 將參數(shù)代入式 （ ） ，得 ?bP kw ?????????? 0t vSPPW bbo () 式中 bP ——純電動汽車以恒定速度 ov 所需的功率 ； oW ——電池攜帶的額定總能量 ； t ——純電動汽車持續(xù)運行時間，取 t =1； S —— 純電動汽車的續(xù)駛里程，取 S =50； 將參數(shù)代入電池攜帶的額定總能量為： kwhWo ? emo UQW ?? () 式中：mQ——電池的額定容量 (Ah)； eU——電池端 電壓； 考慮到電機外電壓，初步選擇電池端電壓為 vUo 360?