【正文】 先進制造技術積累與持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。目前并聯(lián)式混合動力車控制策略還不十 分成熟。在串聯(lián)混合動力的兩種常用控制方式中，由于功率跟隨式控制策略在動力性和燃油經(jīng)濟性方面有較好的綜合性能，所以該控制方式較為常用。進而，車輛的整備質(zhì)量可以降低，而且性能更加完善，經(jīng)濟性更好，在動力性能方面接近和達到內(nèi)燃機汽車的水平，有害氣體的攤放更少，達到“超低污染 的標準要求。 機械能 電能 圖 PHEV的結(jié)構示意圖 PHEV的優(yōu)點 : (1)PHEV的基本 驅(qū)動模式是發(fā)動機驅(qū)動模式，由于發(fā)動機的機械能可贏接輸出蓄電池 控制器 電動機 驅(qū)動橋 車輪 離合器 內(nèi)燃機 6 到汽車驅(qū)動橋，沒有機械能一電能一機械能的轉(zhuǎn)換過程，與串聯(lián)式布置相比，能量綜合效率較高。因此整個系統(tǒng)的規(guī)模龐大，增加了車輛成本及機構布置難度。但是它的缺點是整個動力系統(tǒng)功率儲備大，需要功率足夠大的電動機。據(jù)長安集團有關負責人介紹，長安杰勛 HEV轎車創(chuàng)造了多項中國第一：第一款自主研發(fā)量產(chǎn)的混合動力轎車；第一個將中度混合技術方案實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的車型；第一款在整車、動力總成和混合動力系統(tǒng)三個方面全新自主的一體化設計 3 量產(chǎn)車型；國家 863計劃重大汽車專項中第一款實現(xiàn)量產(chǎn)下線的自主品牌轎車；第一款在整車和系統(tǒng)技 術上擁有完整自主知識產(chǎn)權的車型，共擁有各類專利 300余項，其中發(fā)明專利 27項；建成了國內(nèi)自主研發(fā)的第一條用于制造混合動力的生產(chǎn)線等。為保持領先地位，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備和訓練員工。由于混合動力系統(tǒng)本身也具有充電功能，因此不需要建設配套的充電基礎設施，對蓄電池的要求，與純電動汽車相比也大大降低。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)境污染等許多負面影響。由于汽車設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)，造成了嚴重的能源浪費和環(huán)境污染。 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。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。混合動力汽車在技術、經(jīng)濟和環(huán)境等方面具有突出的綜合優(yōu)勢。 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) 的設備和普通車完全一樣。 研究內(nèi)容與方法 混合動力汽車有兩套動力系統(tǒng)，因此具有高度的復雜性，而正是這種復雜性為混合動力系統(tǒng)的設計提供了更大的空間。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。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 用于大型客車上。 (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)濟性也相應地提高。因此，混 聯(lián)式混合動力汽車最具影響力。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。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)。與混聯(lián)式結(jié)構相比，并聯(lián)式結(jié)構簡單得多，自由度少，因此控制起來相對容易一些。 (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，車輛負荷低，造成了能源的極大浪費。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。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)構也不像混聯(lián)混合動力汽車那樣結(jié)構復雜。 目前所采用的電動機有直流電動機、交流感應式電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機等。但其主要不足是永磁材料昂貴，制造工藝復雜，性能受溫度影響較大 (易退磁 )，大功率輸出困難。 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。 1. 鎳 氫 (NiMH)電池 鎳 氫電池是一種堿性電池，鎳 氫電池的標稱電壓為 ，比能量可達到 7080 W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”。 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?？梢赃M行快速充電，充電 15min可以恢復 50%的容量， 1h可以恢復 100%的容量，但 一般情況下完全充電需要 6h。 超級電容器具有高的能量密度和極好的充電和放電能力。 h，質(zhì)量 ， 30組串聯(lián)，總電壓 360V。 17 第 4 章 混 合動力城市客車動力混合器的設計 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。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 = ?? r c c o s Amz nh （ ） 分度圓壓力角 ??? st anar ct an ??? nt （ ） 端面齒合角 ??? sar cc o s 39。 分度圓直徑 d mzd? 104mm 錐距 R 22212/ zzmR ?? 齒頂高 ah mhh aa ?? 4mm 齒根高 fh )( ?? ?? chh af 齒頂圓直徑 ad ?co s2 aa hdd ?? 齒根圓直徑 fd ?cos2 ff hdd ?? 齒頂角 a? Rhaa /tan ?? 176。 ）， β 為齒輪螺旋角（ 176。 圖 二維人體模板側(cè)視圖 23 基準線 —— 人體各部分肢體上標出的基準線是用來調(diào)節(jié)的，這些角度可以從人體模板相應的部位所設置的刻度盤上讀取。表。 汽車的燃油經(jīng)濟性通常用一定運行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油消耗量能使汽車行駛的里程來衡量。 燃油經(jīng)濟性的計算 汽車行駛時單位時間內(nèi)的燃油消耗量為 gPbQt ?? （ ） 式中， b 為燃油消耗率 [g/(kW 本章小結(jié) 在本章中，根據(jù)城市客車四工況循環(huán)圖，分別計算了傳統(tǒng)內(nèi)燃機城市客車的燃油消耗量和 RL6120 混合動力城市客車的燃油消耗量，計算結(jié)果表明混合動力城市客車因為加裝了電動動力系統(tǒng)，優(yōu)化了發(fā)動機的工作狀況，燃油消耗量降低了%，符合國家要求 。我從老師這里不僅學到了豐富的知識，更重要的是學到了一份鍥而不舍的鉆研精神、一份對事業(yè)對生活的態(tài)度，所有這些都將是我人生路上的寶貴財富。在此一并表示衷心的感謝。 h； 設計了機械式動力混合器，使得整車控制策略靈活，便 于控制，并實現(xiàn)制動時的能量回收； 基于人機工程學的駕駛區(qū)布置，讓駕駛員的操作更方便，降低疲勞強度，提高了行駛的安全性； 對混合動力城市客車的經(jīng)濟性進行了計算分析，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機車節(jié)省燃油%，節(jié)油效果明顯?；旌蟿恿嚴?，電動動力系統(tǒng)優(yōu)化了內(nèi)燃機的工作區(qū)域，使得內(nèi)燃機可以始終在最優(yōu)工況下運行， CA6DE220 的經(jīng)濟燃油消耗率為 200 g/(kW數(shù)值越大，汽車燃油經(jīng)濟性越差。表 。角向下傾斜的方向，鞋上標出的基準線表示人的腳底。 主動齒輪 ???????? ???211111 11co sco s24 1 bzj dbET ????? （ ） = 950～ 1000MPa 從動齒輪 ???????? ???212222 11co sco s24 1 bzj dbET ????? （ ） = 950～ 1000MPa 本章小結(jié) 本章是混合動力車輛的一個重要結(jié)構 —— 動力混合器的設計，通過設計一個類似于中間軸式變速器的動力混合器，通過兩對常 嚙合齒輪和兩個同步器，實現(xiàn)了動力傳遞路線的靈活切換，為進一步的控制提供了機械基礎。 根錐角 f? ff ??? ?? 176。 tt AA ?? （ ） 分配齒數(shù)，齒輪 1 的齒數(shù)為 28，齒輪 2 的齒數(shù)為 55，當量齒數(shù)比為 19 分度圓直徑 ?小d ?大d 查《機械設計課程設計手冊》得： 變位系數(shù)和為 ，小齒輪 ，大齒輪 齒頂高 ? ? nno mfh ?? ??? 1a小 = （ ） ? ? nno mfh ?? ??? 2a大 = （ ） 齒根高 ? ? nof mcfh 1????小 = （ ） ? ? nof mcfh 2????大 = （ ） 齒全高 ?小h 小ah + 小fh = （ ） ?大h 大ah + 大fh = （ ） 齒頂圓直徑 小小小 aa hdd 2?? = mm （ ） 大大大 aa hdd 2?? = （ ） 齒根圓直徑 小小小 hdd f 2?? = （ ） 大大大 ff hdd 2?? = （ ） 表 主動錐齒輪幾何尺寸 名稱 代號 計算公式 計算結(jié)果 分錐角 ? )/arctan( 211 zz?? 176。 動力混合器的設計 圖 動力混合器示意圖 車輛怠速運行時，同步器 A向左移動，內(nèi)燃機帶動電動機運行，此時電動機作內(nèi)燃機 2 B A 4 3 1 電動機 傳動軸 18 為發(fā)電機運行，為動力電池充電； 車輛起步時，同步器 A向右移動，電動機與輸出軸連接，輸出動力驅(qū)動車輛行駛； 當車輛行駛速度達到 10Km/h 時，同步器 A 復位，同步器 B 向左移動，內(nèi) 燃機輸出動力驅(qū)動車輛行駛； 當車輛大負荷行駛時，同步器 A 向右移動，同步器 B向左移動，電動機與內(nèi)燃機共同輸出動力，驅(qū)動車輛行駛，實現(xiàn)混合動力驅(qū)動； 車輛制動時，同步器 A向右移動，動力由車輪逆向傳遞，帶動電動機運行，實現(xiàn)制動能量的回收。根據(jù)最大爬坡度 16 計算功率需求： ???????? ????? 7614 03600 )25c os25( s in13aAuCufGp Dae ? （ ） kwp e 17676140 1025c o i %90 1 3 ????????? ?????????? ）（（ ） 由于電動機可以提供 35kw的額定功率，所以，發(fā)動機需提供的最大功率為17635=141kw。電荷演集電極和電解液成對排列，形成一個雙層電容器，擴大了電容器的容量?？梢栽?40℃ 80℃的環(huán)境溫度條 15 件下正常工作。鈷系鋰離子電池在充電狀態(tài)時會引起電池爆炸，需要用安全閥以防止電解液受高溫氣化后產(chǎn)生的壓力升高。 2．鋰離子 （ Liion） 電池 鋰是最輕的金屬元素，原子量僅為