【正文】 備電動汽車后，普遍存在續(xù)駛里程短、加速動力差且壽命短等問題。中國燃料電池公共汽車商用化示范項目為時5年，根據(jù)北京和上海的地域和資源特點各分別提出燃料電池公共汽車系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)，采用全球招標(biāo)方式購置12輛燃料電池公共汽車，并建立相應(yīng)加氫設(shè)施，在北京和上海(各6輛)示范運(yùn)行，預(yù)計運(yùn)行160萬km。2005年5月11日，歐盟委員會正式宣布，自2003年起在歐洲10個城市展開的“歐洲清潔城市運(yùn)輸項目計劃”圓滿結(jié)束，并同時宣布，將在全歐盟范圍內(nèi)進(jìn)一步推廣普及氫燃料電池公交車。Production}(汽車制造與生產(chǎn))期刊報道，預(yù)計世界汽車市場上2010年混合動力車輛將達(dá)100萬輛，2015年混合動力車輛將在世界汽車市場份額中占15％，2020年占25％。日野公司早在1994年就推出了混合動力的HIMR大客車、載貨車和專用車，到2001年已銷售250輛。國家863計劃中已經(jīng)明確中國電動汽車發(fā)展要遵循燃料電池汽車第一位，混合動力汽車第二位，兼顧純電動汽車的基本原則。因為電動汽車與傳統(tǒng)的汽油汽車相比，它不單純是發(fā)動機(jī)的簡單替換，其設(shè)計、加工、材料以及電氣、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。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。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。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。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。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％。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。[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_。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。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%。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。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。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、增強(qiáng)國家實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)實意義。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。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。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。[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。上述“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運(yùn)行就是該項目的一部分。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。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。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。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。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。動力分配裝置采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。而且機(jī)構(gòu)布置不緊湊，體積大，不易于在車上布置。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。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。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。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。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。因此應(yīng)采用最高轉(zhuǎn)速不大于6000r/min的普通電機(jī)。需要k=。按經(jīng)驗公式選取模數(shù)取模數(shù)mm計算主要幾何參數(shù)初選β=10176。按經(jīng)驗公式選取模數(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。最小軸徑估算。 太陽輪輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮到軸的實際應(yīng)用，擬采用齒輪軸形式，結(jié)構(gòu)效果圖如圖44所示。各軸段長度通過整體結(jié)構(gòu)確定。當(dāng)制動帶磨損到ξ值后，制動帶兩端相互接觸，此時，因制動帶抱緊力無法．再調(diào)緊，而使制動帶制動失效，也即此制動帶壽命終止，此時的ξ值就稱為制動帶的極限磨損量，它是外抱帶式制動器設(shè)計中的一個很重要的概念。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用一副鉗式裝置實現(xiàn)（如圖49所示）。5．2 軸強(qiáng)度校核 輸出軸校核輸出軸受力圖如圖51所示：圖51FaFtFr根據(jù)齒輪的受力計算公式，齒輪受力大小為計算支反力在垂直平面受力圖如圖52所示圖52FrFr1Fr2ABC在水平平面受力圖如圖53所示圖53ACBFtFt1Ft2繪制水平彎矩圖（圖54），垂直彎矩圖（圖55）圖54圖55則合成彎矩為已知所受轉(zhuǎn)矩則可根據(jù)校核公式：其中，由于軸單向轉(zhuǎn)動，去a=；W值為因此，根據(jù)彎扭合成法，該軸結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。因此，根據(jù)彎扭合成法，該軸的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。因為兩個輸入軸都為行星齒輪傳動，而且齒輪均為直齒圓柱齒輪，所以沒有軸向力。閱讀了一些有關(guān)混合動力耦合裝置等前沿知識的文獻(xiàn)，而且了解了一些關(guān)于電機(jī)控制等新領(lǐng)域的知識，開闊了知識面，擴(kuò)大了視野。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，淵博的知識，以及在百忙之中不忘對我們的關(guān)心和指導(dǎo)，都給我留下了深刻的印象。感謝武小花博士，從本科畢業(yè)設(shè)計的開始，武博士就一直耐心地幫我解決最細(xì)節(jié)的問題，在設(shè)計期間給予我許多有益的建議，真誠的幫助和熱忱的鼓勵，讓我感激不盡?？偟膩碚f，本課題比較理想的達(dá)到了預(yù)期的目的，但由于作者水平有限 ，一些細(xì)節(jié)問題考慮的還不夠周全。但軸上所受的力均為大小相等，方向相反的平衡力，所以支反力應(yīng)該較小，所以應(yīng)該可以確定，非特殊情況，深溝球軸承不會失效。所以沒有軸向力，其受力示意圖如圖57所示。所以沒有軸向力，其受力示意圖如圖56所示。圖49圖4104．4 箱體的設(shè)計 箱體尺寸參數(shù)[10]已知輸出齒輪中心距為a=250mm箱體壁厚 凸緣厚度 地角螺釘直徑 標(biāo)準(zhǔn)件。表41查表，ξ=5mm。圖46制動方式有很多種，由于齒圈的半徑較大，不宜采用同步器撥叉式的制動裝置。太陽輪齒頂圓直徑為108mm，故選定軸身直徑為60mm。故最小軸徑為經(jīng)圓整，取最小軸徑dmin=30mm。又因為行星齒輪、齒圈和太陽輪均為直齒圓柱齒輪，軸向力很小，換句話說其實只要是行星齒輪與行星架配合的軸承為過盈配合，一般情況下也不會有軸向移動。減速比k=zqzt=。所以當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)速為0時，由行星架輸出的轉(zhuǎn)矩較大。但β值的過多增加會導(dǎo)致電動機(jī)工作電流的增大，增大了逆變器的功率損耗和尺寸。這是因為電機(jī)的峰值功率主要是由百公里加速時間所限制的。根據(jù)汽車?yán)碚撝R可知： ()式中，汽車驅(qū)動力；車輪滾動半徑；電機(jī)轉(zhuǎn)矩，傳動效率。電機(jī)功率越大，整車的加速和爬坡性能越好，但電機(jī)功率增大將導(dǎo)致電機(jī)的體積和質(zhì)量迅速增加，而且會使電機(jī)不能經(jīng)常工作在額定功率附近，使電機(jī)的效率和功率因數(shù)下降，因此電機(jī)功率的合理選擇也十分重要。目前該技術(shù)在混合汽車上的應(yīng)用越來越多, 例如豐田與Honda 混合汽車采用此類電動機(jī), 瞬間輸出功率達(dá)到數(shù)十千瓦與最高轉(zhuǎn)速需求在5000 rpm 以上。圖26在低速時,齒圈鎖死，電機(jī)A經(jīng)較大速比減速增扭后驅(qū)動車輛；當(dāng)車速較高即在20km/h左右時，齒圈解鎖，電機(jī)A和電機(jī)B通過行星齒輪轉(zhuǎn)速耦合后驅(qū)動車輛。如圖24。齒圈的轉(zhuǎn)軸直接與電動機(jī)連接,把驅(qū)動力傳給車輪,太陽輪直接與發(fā)電機(jī)連接[4]。為保證在受到大負(fù)荷時,汽車的驅(qū)動力不受影響,如打開空調(diào)時,進(jìn)行精確的驅(qū)動力調(diào)整控制,以達(dá)到平穩(wěn)連續(xù)行駛性能。在2003 年4 月的紐約國際車展上,豐田推出了采用THS