【文章內(nèi)容簡介】 0%。 電池技術(shù) 電池是電動汽車動力系統(tǒng)的關(guān)鍵，電動機(jī)將電池電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪給車輛提供動力。 目前動力電池還稱不上完美，這也使得電動汽車的發(fā)展受到了很大的限制。主要問題是蓄電池比能量比功率都還不夠大，這樣帶來的問題就是續(xù)駛里程太短，充電時間太長，使用不方便，成本高，使用壽命 短。雖然有上述的種種不足，目前的電動汽車電池技術(shù)還是能達(dá)到實用化要求的。而且電池技術(shù)更新如此之快，相信不久的將來會愈加完善。 驅(qū)動電機(jī)及其控制技術(shù) 驅(qū)動電機(jī)是純電動汽車的重要系統(tǒng)。蓄電池提供的電源是直流電，直流電機(jī)很早就應(yīng)用于電動汽車上，但是存在許多不足。直流電機(jī)作為傳統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)使轉(zhuǎn)子體積和慣性有所增加，機(jī)械式換向器受到限制，效率比其他電機(jī)低，并且需要經(jīng)常保養(yǎng)。因此，傳統(tǒng)直流電機(jī)基本上已經(jīng)被交流感應(yīng)電動機(jī)、永磁電動機(jī)或開關(guān)磁阻電動機(jī)所取代。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 整車控制技術(shù) 動力總成是整個電動汽車的 重要部件，也是電動汽車區(qū)別于普通汽車的重要特點和發(fā)揮其節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢的關(guān)鍵，也就成為研究的重點。所以，多能源動力總成控制系統(tǒng)融合了現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等最新研究成果。 電動車充電技術(shù) 車載充電裝置是指安裝在電動汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對電池組進(jìn)行充電的裝置，包括車載充電機(jī)、車載發(fā)電機(jī)組和運行能回收充電裝置。 純電動汽車的特點 （ 1）無污染，噪聲低 （ 2）能源效率高，且多樣化 （ 3）結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便 （ 4）動力電源使用成本高 ，續(xù)駛里程短 本設(shè)計主要研究的內(nèi)容 和思路 由于目前對純電動旅游客車的研究比較少，直接設(shè)計純電動旅游客車的總體布置會有一定的困難。但是經(jīng)過我的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)純電動旅游客車可以理解為純電動公交客車和傳統(tǒng)旅游客車的結(jié)合。在外觀上純電動旅游客車跟傳統(tǒng)旅游客車更接近，而在動力系統(tǒng)、車內(nèi)布置上則與純電動公交車比較像。 本次關(guān)于純電動旅游客車的設(shè)計的主要內(nèi)容包含整車基本參數(shù)與目標(biāo)性能的確定，驅(qū)動電機(jī)參數(shù)的計算及選擇，動力電池參數(shù)的計算及選擇，傳動比的設(shè)計和整車的總布置。在整車總布置這一方面，主要 布置關(guān)鍵總成，如驅(qū)動電機(jī)、變速器、電池組的安裝、座椅的布置等總成。特此說明，本設(shè)計對部分總成未作布置，并且對機(jī)械工藝不做過多研究。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 驅(qū)動電機(jī)的參數(shù)匹配與選型 整備質(zhì)量：綜合以往純電動客車的整備質(zhì)量，再考慮到純電動旅游客車的電池組重 量，所以最終選取本次設(shè)計整車的整備質(zhì)量為 14000kg。 最大總質(zhì)量：本次設(shè)計的純電動旅游客車的乘客數(shù)是 40 個，所以最大總質(zhì)量設(shè)計為17000kg。 迎風(fēng)面積：在后面的設(shè)計中用 CAXA 繪制出整車的前視圖，不妨利用 CAD 軟件的面域功能 直接清楚的計算出其迎風(fēng)面積。圖 21就是迎風(fēng)面積圖。 圖 21 整車迎風(fēng)面積圖 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 最終得出迎風(fēng)面積為 8㎡。 滾動阻力系數(shù)：滾動阻力系數(shù)的選取是參考了《汽車?yán)碚摗返?9 頁的滾動 阻力系數(shù)的數(shù)值這個表格。純電動旅游客車一般行駛的路面是在良好的瀝青或混凝土路面，所以選取滾動阻力系數(shù)為 。 表 21 滾動阻力系數(shù) f 的數(shù)值 路面類型 滾動阻力系數(shù) 路面類型 滾動阻力系數(shù) 良好的混凝土路面或瀝青 ～ 泥濘土路 ～ 一般的混凝土路面或瀝青 ～ 干砂 ～ 碎石路面 ～ 濕砂 ～ 良好的卵石路面 ～ 結(jié)冰路面 ～ 坑洼的卵 石路面 ～ 壓緊雪道 ～ 壓緊土路 干燥的 ～ 雨后的 ～ 風(fēng)阻系數(shù)：參考《汽車?yán)碚摗返?14 頁各車型的風(fēng)阻系數(shù)，現(xiàn)截取部分制作表格 22。最終選定風(fēng)阻系數(shù)為 表 22 汽車的風(fēng)阻系數(shù) 車型 風(fēng)阻系數(shù) 典型轎車 ～ 貨車 ～ 客車 ～ 輪胎半徑： 根據(jù) GBT29772021載重輪胎，選取 315/75R 。 傳動效率：選取 。 主減 速器傳動比：參考目前客車用主減速器傳動比與指導(dǎo)教師的意見，設(shè)計為 。 整車基本參數(shù)繪成表格 23。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 23 整車基本參數(shù) 參數(shù) 名稱 數(shù)值 0m 整備質(zhì)量 14000㎏ m 最大總質(zhì)量 17000㎏ A 迎風(fēng)面積 8㎡ f 滾動阻力系數(shù) dC 風(fēng)阻系數(shù) r 輪胎半徑 η 傳動效率 0i 主減速器傳動比 整車目標(biāo)性能參數(shù)見表 24。 表 24 目標(biāo)性能指標(biāo) 名稱 數(shù)值 最高車速 100km/h 常規(guī)車速 75km/h 050km/h加速時間 ≤ 25s 最大爬坡度 25% 續(xù)駛里程 200km 補充說明：常規(guī)車速取的是 75km/h，之所以取這么高是考慮到純電動旅游客車經(jīng)常會在高速道路上行駛，不像一般的城市公交車的行駛道路是在城市內(nèi)的。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 驅(qū)動電機(jī)參數(shù)計算與匹配 驅(qū)動電機(jī)為純電動汽車提供了所有的功率 ， 所以 電動機(jī)功率的選擇必須滿足加速時間 、 汽車的最高車速、最大爬坡度的要求。 對純電動旅游客車而言，需要大功率的情況主要體現(xiàn)在急加速、爬坡和高速行駛，在中低速勻速行駛階段需克服的阻力功率很小，因此在設(shè)計時要充分利用電動機(jī)的過載輸出特性提高車輛的加速性能與爬坡能力，同時也要保證在長時間連續(xù)工況下的阻力功率在電機(jī)額定功率范圍以內(nèi)。因此，純電動旅游客車驅(qū)動電機(jī)的動力參數(shù)選型的要求有如下四 點 ： （ 1） 電機(jī)的最大功率必須滿足車輛加速性能、爬坡能力和最高車速的要求。 （ 2） 電機(jī)的額定功率應(yīng)該覆蓋車輛長時間連續(xù)運行工況需要的功率范圍，且有一定的余量。 （ 3） 電機(jī)的最大扭矩取決于車輛最大爬坡度的要求。 （ 4） 車輛常用工況電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須盡量靠近電機(jī)運行的高效率區(qū)，并且電機(jī)盡量處于或接近滿負(fù)載。 在驅(qū)動電機(jī)選型時，本文還未設(shè)計變速器（變速器傳動比設(shè)計在第三章提到），所以計算時按驅(qū)動電機(jī)直接與主減速器連接來考慮。 電動機(jī)額定功率與最大功率的匹配 （ 1） 由最高車速來計算所需的功率 1P =（ m179。 g179。 f+ 2maxVACd ?? ） 179。 maxV /(3600179。 η ) (21) 式中 1P — 最高車速所需功率 ,kw； m— 最大總質(zhì)量 ,kg； f— 滾動阻力系數(shù)； dC — 風(fēng)阻系數(shù)； A— 迎風(fēng)面積 ,㎡； maxV — 最高車速 ,km/h； η — 傳動效率 計算得 1P =164kw 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 (2)爬坡情況下來計算所需功率 2P =（ m179。 g179。 f179。 cosα +m179。 g179。 sinα + 2VACd ?? ）179。 V/(3600179。 η ) (22) 式中 2P — 最高車速所需功率 ,kw； m— 最大總質(zhì)量 ,kg； f— 滾動阻力系數(shù)； dC — 風(fēng)阻系數(shù)； A— 迎風(fēng)面積 ,㎡； V— 爬坡速度 ,20km/h； η — 傳動效率； α — 在 20km/h速度下的爬坡度 計算得 2P =265kw (3)滿足加速性能情況下，車輛所需的功率 此次設(shè)計的客車的加速性能的要求是指客車從 0到 50km/h的加速時間小于 25秒。 3P =（ δ 179。 m179。 t2au +m179。 g179。 f179。 179。 t+ 3??? ad uAC 179。 t） /(3600179。 η 179。 t) (23) 式中 3P — 滿足加速性能情況下所需功率 ,kw； m— 最大總質(zhì)量 ,kg； dC — 風(fēng)阻系數(shù)； A— 迎風(fēng)面積 , 2m ； η — 傳動效率； f— 滾動阻力系數(shù)； au — 加速末速度，為 50km/h； t— 加速時間，為 25s； δ — 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其經(jīng)驗計算公式： 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 δ =+179。 2gi 179。 20i = 計算得 3P =86kw 綜合上述計算，可知電動機(jī)的額定功率由最高車速決定，即電動機(jī)額定功率 NP =1P =164kw 電動機(jī)的峰值功率由最大爬坡度決定，即電動機(jī)峰值功率 21 PPN ? =265kw 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速的選擇 驅(qū)動電機(jī) 的額定轉(zhuǎn)速由常規(guī)車速確定， 即 rviin ege ???? 0 （ 24） 式中 en — 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速， r/min； gi — 變速器傳動比； 0i — 主減速器速比： ev — 常規(guī)車速， km/h； r— 輪胎半徑， m 此時是初步設(shè)計，即未用變速器， gi =1 計算得 en =2212r/min 電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速一般取額定轉(zhuǎn)速 的 24倍，本設(shè)計初步取 ，所以 maxn =7077r/min 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩 的計算 （ 1） 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩由額定功率／額定轉(zhuǎn)速確定． 即 eM =9550179。eNnP =708 N178。 m （ 25） (2) 電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩由最大爬坡度確定， 即 M=????0ii rFg t （ 26） 式中 r— 輪胎半徑， m； gi — 變速器傳動比； 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 0i — 主減速器速比： η — 傳動效率； tF — 在爬坡情況下客車受到的力 ?? s i i n 2 ?????????? gmVACfgmF dt 計算可得 M=4103 N178。 m 經(jīng)過上述各參數(shù)的計算，現(xiàn)初步得到如下表 25的參數(shù)數(shù)據(jù)。 表 25 初步設(shè)計電機(jī)基本參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 額定功率 164kw 峰值功率 265kw 額定轉(zhuǎn)速 2212r/min 最大轉(zhuǎn)速 7077r/min 額定扭矩 708N178。 m 最大扭矩 4103N178。 m 選擇 選擇純電動汽車驅(qū)動電機(jī)類型的關(guān)鍵是驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械特性。 當(dāng)前純電動汽車很大一部分是選用感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)的。感應(yīng)電動機(jī)的效率高，可以達(dá)到 90%，功率較大 ,功率因數(shù)變化大，鼠籠型的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有適合于高速運轉(zhuǎn)的特點。另外，感應(yīng)電動機(jī)便于維修，價格便宜，可靠性高。隨著功率變換器和功率電子器件的快速發(fā)展，逆變器和變頻器采用了矢量控制的方法并被應(yīng)用到感應(yīng)電動機(jī)的控制器上，這一切使感應(yīng)電動機(jī)具有更好的可控性與寬廣的調(diào)速范圍。目前已經(jīng)能在市場買到不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出的不用規(guī)格的效率高、技術(shù)性能可靠的感應(yīng)電動機(jī)及 其變頻器和逆變器，并且可以直接為純電動汽車所用。新式感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，具有調(diào)速范圍寬、控制簡單、動態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點。感應(yīng)電動機(jī)也存在許多的不足，比如控制系統(tǒng)的復(fù)雜性使得該系統(tǒng)的成本大大提高。 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 永磁電動機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛了。永磁電動機(jī)具有質(zhì)量功率可以超過 1kW/kg，效率更是最高可達(dá) 97%的特點。永磁電動機(jī)的轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，可以進(jìn)行高速運轉(zhuǎn)，可靠性好，質(zhì)量輕、體積小，便于維修。其采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，使永磁電動機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍。永磁電動機(jī)的控制系統(tǒng)要比感應(yīng)電動機(jī)的控制系統(tǒng)簡單，而且更便宜。永磁電動機(jī)的永磁材料強(qiáng)度較差，以致于大功率的永磁電動機(jī)所需的永磁材料需要特別加固，因此，永磁電動機(jī)的功率一般都較小。永磁材料在高溫作用下發(fā)生材料衰退現(xiàn)象是很常見的，電動機(jī)需要采用水冷卻方式來控制溫度在 150攝氏度以下。當(dāng)前永磁材料價格比較高，因此永磁電動機(jī)及其控制系統(tǒng)的成本也較高。 開關(guān)磁阻電動機(jī)是一種新型的電動機(jī)，它在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子上，沒有滑環(huán)、繞組等轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和永磁磁鐵等裝置。它的結(jié)構(gòu)比其他任何一種電動機(jī)都簡單，其效率可以達(dá)到 85%93%,轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 15000r/min。它的轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速特性好，在較寬的轉(zhuǎn)速范圍 內(nèi)，轉(zhuǎn)矩、速度可靈活地控制，并且有高的啟動轉(zhuǎn)矩和低的啟動功率的機(jī)械特性； 無勵磁繞組和永久磁鐵的轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，可靠性好，重量輕，維修方便，成本低。 開關(guān)磁阻電動機(jī)的