城市纯电动中型客车的总体设计本科学位论文Word文档格式.docx

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对整车再生制动的结构和控制进行了设计研究；

讨论了电动汽车电动机及传动系统的结构和布置方案，设计了蓄电池组的布置位置和安放结构，同时对制动系统进行了初步改装设计。

关键词：

纯电动汽车改装设计；

电动机控制系统；

蓄电池管理系统；

再生制动

ABSTRACT

Beingmoreandmoreseriousalongwiththeenergyproblemsandtheenvironmentproblems,themotivemethodoftheexistingvehicleusedcan'

tsatisfythedemandofthesocialdevelopmentinthefuture.Forthis,thedevelopmentofEVgottenanextensiveconcern,varioustypesofEVisalsobeingintheresearchandthedevelopment.

Thepurposeofthisresearchistoaccumulatedelectricbustechniques.Thisresearchmainlycarriedonatotaldesigntotheelectricpassengercar,theworksareasfollow:

Ianalyzedthemeritandshortcomingofsomeelectricmotors,andchoosedthepermanencemagnetDCmotortobethemotivesource;

analyzedthemotiveoftheelectricpassengercar,examinetheperformanceoftheelectricmotor;

introducedthefunctioncharacteristicsofsomestoragebatteries,andchoosedtheLead-acidstoragebatterytobetheenergysource;

studythecontrolstrategyoftheelectricmotor,putforwardtotalstructureofthestoragebatterymanagementsystemandeachpartsoffunctions,andcarriedonadesignandresearchtoeachpart;

designedthestructureandthecontroloftheregenerativebrakingsystem;

discussedelectricmotorandtransmissiontoequipofconstituteandthedecorationproject,designedthedecorationpositionofthestoragebatterysetandinstallstructure,inthemeantimefirststeptodesignarefitprojectofthethebrakesystem,tocarryon.

Keyword:

EVrefit；

motordrivesystem；

batterymanagementsystem；

regenerativebraking

第1章绪论

1.1选题的背景、目的及意义

1、普通汽车带来的问题

汽车自诞生起已有100多年历史，其发展速度不断加快，与人们生活的联系越来越紧密。

汽车也不再是一个简单的代步和运输工具，它已成为许多人的生活必需品和文化生活的一部分。

但同时也面临着来自环境保护、能源短缺、道路交通事故等方面越来越严峻的挑战，并带来了一系列负面效应。

汽车的环境公害包括汽车在生产过程中、使用中和报废后的环境大气污染、水质污染、废弃物、环境噪声、电波对人体的危害及对用电器的干扰等。

汽车的环境大气污染包括两层含义：

其一是汽车排放的CO2、硫化物SOx、氮氧化物NOx、氟氯烃等使温室效应加剧、臭氧层破坏和形成酸雨等大气环境问题；

其二是汽车排出的CO、NOx、SOx、未燃碳氢化合物HC、颗粒物PM和臭味气体等造成的局部空气污染，进而对人类和动植物产生的危害，与此有关的汽车造成的空气污染大多数人们可以直接感受到，如在机动车道和人行道没有分开的道路上，汽车行驶扬起数米高的尘土、排气的刺鼻臭味、柴油车排出的黑烟等严重地威胁着人们的身体健康。

特别是在大城市中，汽车行驶时排出的气体污染物、微粒污染物、蒸发排放物等已成为城市空气污染的主要来源。

由此可见，汽车排入大气的有害污染物除使城市空气中的有害污染物增加、产生光化学烟雾和硫酸烟雾外，还导致大气臭氧层破坏、地球温暖化和酸雨的形成等。

因此，就目前的情况来看，环境公害是汽车行业面临的最大挑战。

汽车面临的挑战之二是能源供应问题。

从人类对可持续发展的观点出发，人类应设法减少对有限的石油资源的消耗，并且应积极研究石油资源枯竭后汽车的能源来源。

另外随着汽车保有量的增长，石油的供应日趋紧张，汽车研发和制造行业必须加大对汽车新能源的研究和开发的力度。

目前世界范围内使用的主要能源有石油、煤、天然气、核能、水能、风能以及可再生能源等。

虽然每年都有新的油田、气田的发现，但这些资源都是有限的，总有一天会消耗殆尽。

随着世界人口的增加和生活水平的提高，人类对能源需求的增加速度很快，石油资源的枯竭速度正在加剧。

我国面临的形势也十分严峻，国内的石油储藏量和开采量相当有限，随着汽车保有量的增加，石油需求越来越多，目前已不能自给，不足部分主要通过进口来满足。

由于进口石油又与石油安全问题密切相关，所以又带来了石油安全问题。

据估计，即使在采用先进技术、继续节能、加速可再生能源开发利用以及依靠市场力量优化资源配置的条件下，2010年世界能源仍短缺8%，到2040年将短缺24%左右，其中石油短缺额可能多达数亿吨[5]。

随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更为严重。

开发新的替代能源、提高热能转换的效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效方法。

对我国及一些发展中国家而言，汽车保有量远低于发达国家目前的水平。

因而汽车保有量将会在较长一段时间内持续高速增长。

可以预见，我国在未来对传统的车用燃料的需求将持续大幅度增长。

因此，开发不使用传统燃料的代用燃料和电动汽车、降低单位里程的燃料消耗量对缓解环境污染和保障能源供给具有重要的战略意义。

由于电动汽车具有突出的优势，特别是在环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。

电动汽车使用的能源是可以用于发电的一切能源。

因此使用电动汽车可以摆脱汽车对化石燃料的依赖，改善能源结构，使能源供给多样化，使能源的供给得到有效保障。

电动汽车在解决道路交通事故方面和传统汽车相比也具有一定优势。

因此，开发电动汽车是迎接汽车面临挑战的重要对策之一[2]。

2、电动汽车的优点

近几年来，随着能源危机和环境污染的全球性两大突出问题日益严重，特别是随着电动汽车自身难点的不断解决，使电动汽车具有更多突出的特点[1]。

（1）污染低

电动汽车由电力驱动，在行驶中不排放有害气体，即使电动汽车所消耗的电力由使用石油燃料的火力发电厂提供，火力发电厂的大气污染物主要是NOx，根据电动汽车所消耗电力折算出以火力发电来估计NOx的排放量，也不到同类型汽油车的10%。

（2）可使用多种能源

由于电动汽车使用二次电力能源，它不受石油资源的限制，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。

向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化，从而可节省日渐枯竭的石油资源。

而且电动车利用夜间大量富裕电力充电，有利于电网均衡负荷，减少了能源浪费，提高了电力系统整体效益。

（3）效率高

电动汽车的研究表明，此能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车没有怠速损失，在制动时能回收能量，80%以上的电池能量可由电动机转为汽车的动力，电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。

即使考虑原油的发电效率，配送电效率，充放电效率等，其最终效率也比内燃机高。

（4）噪声低

噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。

发动机性能是影响汽车噪声、振动的重要因素。

传统汽车和电动汽车相比，由动力部分引起的噪声和振动，特别是在加速时，电动机的噪声和振动要比发动机低得多。

（5）更有利于智能化

由于电动汽车已达到电气化，所以电动汽车系统中更利于采用先进的电子信息技术，提高汽车智能化程度。

电动汽车的电动机控制系统，可与各个电子控制系统包括无级变速、防抱死制动系统（ABS）、制动能量回收系统、安全气囊系统、自动空调系统等相协调，在电动汽车上实现计算机智能控制。

3、我国发展城市电动客车的优势

目前国外对电动汽车的研究还主要集中在轿车方面，虽然我们也要发展电动轿车，但是根据我国的国情和工业经济基础，优先发展电动城市客车并使之商业化、实用化则更为重要和可行。

首先，城市客车相比于轿车来使用路线固定，停靠站点固定，而且有集中的停放场所，便于充电设施的布置，可有效解决充电设施分布广，先期资金投入大的难题[20]。

其次，在我国，城市交通拥堵和汽车尾气排放问题日益严重，公共交通发展越来越受到人们的重视。

城市客车的需求量将出现较快增长，优先发展电动城市客车将使我国公交车发展处于世界领先位置，增强国际竞争力，同时也能大大缓解城市交通问题，提高城市环境的和谐性和人们出行的方便性。

再次，我国的客车发展已经达到国际先进水平，在此基础上发展电动城市客车要相对来说容易一些。

同时，客车车体宽大，布置电动机、蓄电池、燃料电池和相关的设备也比较容易，成本不会太高。

对轿车而言，空间有限，对电动机等部件的要求高，成本投入巨大，而且短期内不会有较大的改善。

最后，虽然电动城市客车单车的运行成本要比电动轿车的高，但是总的来看运行成本和社会效益比还是优于电动轿车，而且政府和企业也还是可以承受[1,2]。

1.2国内外电动汽车的现状及发展

1、我国电动汽车发展现状

我国电动汽车发展始于上世纪九十年代。

中科院电工所、上海811所、清华大学、上海同济大学、北京理工大学等单位，在“863”计划和“十五”国家科技专项等国家项目的支持下，取得了阶段性的研究成果，培养了一支能力较强的研发队伍，人才储备体系正在日趋完善。

目前，我国许多科研机构、高等院校都增设了与电动汽车研发有关的机构和人员，并把电动汽车