车辆工程毕业设计58RL6460混合动力微型客车总布置设计.docx

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车辆工程毕业设计58RL6460混合动力微型客车总布置设计

摘要

本设计是油-电式混合动力微型客车的总体设计。

主要是设计一款低油耗、低排放的节能环保微型客车。

面对目前微型客车的市场状况，展开混合动力微型客车的战略设计，对提升微型客车企业的竞争力有着十分重要的意义；也是对日益严峻的环境问题做出了改善。

本设计对混合动力汽车动力系统的结构和工作原理进行了研究，研究了整车工作的传动系统，底盘以及车身的总体配合关系，按其结构和原理确定了油-电混合动力微型客车的总体结构和总体方案，并进行混合动力系统中的驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分的设计计算和选型；完成驱动系统的部件选择和参数匹配；研究了制动能量的回收和利用。

文中从整体上阐述了混合动力汽车的工作原理及其控制策略。

在原车基础上完成了混合动力汽车动力系统的设计。

进行动力性与经济性的验算，并与原有微型客车进行比较，验证混合动力各参数选择的合理性和混合动力的优越性。

关键词：

混合动力；混合动力客车；驱动系统；参数匹配；控制策略

ABSTRACT

Thecontentisdesignedgeneraldesignofoil-electrichybridmicrobus．Mainlydesignofalowoilconsumption,lowemissionofenergyconservationandenvironmentalprotectionminiaturepassengercars.Facedwithaminibusonthemarketsituation,hybridminiaturebusestoascendthestrategicdesign,minibusthecompetitionabilityoftheenterprisehasaveryimportantsignificance;Alsototheincreasinglyseriousenvironmentalproblemmadeimprovement.

Thisdesignforhybridcarspowersystemstructureandworkingprincipleofastudy,workthevehicledrivingsystemandtheoverallcoordinationbodychassisandaccordingtoitsstructureandtherelationshipbetweentheprinciple,determinetheoil-electrichybridminibusthegeneralstructureandtheoverallplanandmakehybridsystemofdrivesystems,auxiliarypowersystemandthepartsuchasdesignandcalculationofthebatteryandthechoice;Completedrivingsystemcomponentselectionandmatchingparameters;Researchthebrakingenergyandrecycling.Thispaperexpoundedfromwholehybridcarontheworkingprincipleandcontrolstrategy.Basedontheoriginalcarcompletedahybridcardynamicsystemdesign.Thedynamicperformanceandefficiencyarechecked,andcomparedwiththeoriginalminibus,validationhybrideachparameterselectionofrationalityandthehybrid'ssuperiority.

Keywords:

HEV；HybridElectricBus；DrivingSystem；ParameterMatching；ControlStrategy

第1章绪论

1.1课题研究的目的和意义

随着全球汽车工业的迅猛发展，石油资源供应的日趋紧张，节能与环保成为当今全球汽车工业发展的两大主题。

世界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量，大力开发新型节能环保汽车。

在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前随着我国汽车保有量的增加，石油短缺问题日益突出，预计到2020年，我国石油总需求量的60%需要进口。

在我国推广使用混合动力汽车，可在一定程度上缓解石油供求的矛盾，节约大量外汇，这对于保持我国能源安全具有重要的战略意义。

同时可大幅度降低汽车尾气排放，减少汽车对大气环境的污染。

同时也可带动其他相关产业的发展。

混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。

面对日趋严重的资源短缺与环境恶化，人们对汽车所带来了能源消耗、环境污染等诸多负面影响也越来越重视了。

显然电动汽车是替代当前燃油汽车的最佳解决方法，虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的电池技术阻碍了电动汽车的推广与应用。

由于蓄电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们要求的数值，专家估计10年内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车（除非燃料电池技术有重大突破）。

因无法在短时间内解决电动汽车所面临的实用化与商品化的现实问题，一种兼具传统燃油汽车和纯电动汽车优点的混合动力汽车应运而生，混合动力电动汽车采用发动机和电机两套动力驱动系统，既继承了纯电动车辆作为“绿色汽车”节约能源和超低排放的优点，又弥补了纯电动车辆续驶里程不足的缺点。

混合动力汽车的两种动力源在不同的行驶状态（如起步、低中速、高速、匀速、加速、减速或者制动等）下分别工作，或者一起工作。

通过这种组合可以减少燃油消耗和尾气排放，从而实现省油和环保的目的。

由于能量利用率由原来的60％～70％提高到95％以上，汽车的热效率可提高10％以上，废气排放可改善30％以上。

然而混合动力电动汽车的结构及控制问题与普通的燃油汽车相比却要复杂的多，很多关键技术仍未得到解决。

尤其是发动机、电动机、电池三者之间的能量转换关系的控制、协调与管理技术，即如何使混合动力汽车在不同的运行工况下，能够最大限度的发挥三个能量源各自的优势，对于整车而言十分重要、也十分难于突破。

1.2混合动力汽车概述

混合动力汽车（HybridElectricalVehicle,简称HEV）是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。

通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。

纯电动汽车（ElectricVehicle,EV）是取代传统内燃机汽车、满足零排放的最终选择，但是目前电池的能量密度、充电时间、价格、寿命等问题仍未得到理想的解决，从而限制了纯电动汽车的发展。

近年来燃料电池汽车发展十分迅速，但在成本、氢能源的制备等方面仍存在一些急需解决的问题。

在这种环境下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力汽车异军突起，成为解决排污和能源问题最具有现实意义的途径之一。

1.3混合动力汽车的现状及发展趋势

1.3.1国内混合动力汽车的发展现状

1999年，清华大学与厦门金龙联合汽车工业有限公司合作研制成功国内第一辆混合动力轻型客车。

2001年9月，科技部在“十五”“863”计划中，特别设立了电动汽车重大专项。

自公开招标以来，各分类项目已由一汽集团、东风集团、上汽集团、中通客车、清华大学和同济大学等汽车企业和科研院校承担。

2003年11月，东风混合动力公交车就已走出实验室，6辆样车在武汉510路公交线路投放使用，与传统燃油公交车展开“插花”运营。

2005年12月3日，国内首条混合动力公交专线----599绿色专线在武汉开通，投入了12辆油一电混合动力公交车。

2006年4月9日，中通客车第一辆混合动力客车成功下线，受到国家主管部委领导、客车行业和社会各界的广泛关注和高度评价，并于2006年12月获得2项国家“十一五"“863”计划节能与新能源汽车重大专项。

除油一电混合动力客车外，北京嘉捷博大、上海交大神舟开发的液压混合动力城市客车，以及正在德国试运行的电一电混合动力中型客GulliverU520ESP则属于新型混合动力客车。

北京2008年奥运会的口号是“绿色奥运，科技奥运，人文奥运”。

为此，北京市政府计划从2007年10月起先期投入10辆12m低地板混合动力城市客车开展示范运行。

该示范工程是为奥运会之前批量投放混合动力客车运营的前奏，吸引了宇通、中通、金龙、一汽、东风、福田、京华等14家客车厂商参与竞争。

6月26日，示范项目招标工作最后开标，中通客车、郑州宇通、厦门金龙、东风电动及京华客车同时中标。

目前我国各大汽车集团都在进行混合动力电动汽车研发，多数以混合动力电动客车为主，这种研发方向符合我国国情，有利于我国电动汽车的研究发展。

一汽研发的红旗HQ3将于2006年投产；东风集团的混合动力公交车已于2005年7月完成最终产品定型样车试验并通过验收；长安集团具有完全自主知识产权的羚羊混合电动车已产出样车，其装备混合动力技术的长安CV9已经下线；奇瑞集团成立了国家节能环保汽车工程技术研究中心，将在2006年下半年重点推出第一自主品牌真正意义上的混合动力车，代号为“BSG”的混合动力车；吉利集团旗下的上海华普汽车已与同济大学汽车学院签署合作协议，预计3年内完成混合动力轿车商业化生产；深圳五洲龙汽车有限公司也表示，中国规模最大、投放车辆最多的混合动力示范运营线路即将在深圳市龙岗区开通。

而广州本田更是紧跟丰田的步伐，于2006年中下旬推出国产雅阁混合动力车。

上汽集团与通用签署协议，将联手开发混合动力轿车和公交客车。

来自中兴汽车的消息，中兴汽车与美国在“汽车混合动力技术、转子发动机技术及飞行汽车技术”等方面有着雄厚的技术实力的梅尔莱普顿集团签订了合作意向书，正式介入“油汽混合动力技术”领域。

与此同时，新能源汽车作为未来汽车的主要发展方向，国家一向给予支持和鼓励。

如《汽车产业发展政策》、《“十一五”汽车产业发展规划》等政策和文件都鼓励清洁汽车、代用燃料及汽车节油技术的发展。

1.3.2混合动力汽车的发展趋势

当前，混合动力汽车的研究与开发已在世界范围内由点向面地扩散，发展相当迅速。

发达国家的许多研究成果已经走出实验室，并开始进入市场，如丰田的混合动力汽车已经形成小规模批量生产。

许多发展中国家也已开始筹集资金，组织科研力量进行可行性论证和关键技术的攻关。

混合动力汽车相对于电动汽车和代用燃料汽车的优势使其具有良好的商业前景。

据专家研究，混合动力汽车的生命周期至少有30年，若考虑使用清洁燃料，其前景则更为广阔。

在当前电动汽车的成本和电池等技术难以取得重大突破的时期，开发混合动力汽车有利于解决环境、能源等可持续发展战略所需解决的紧迫问题。

中国汽车界和科技界曾对电动车的开发情有独钟，主要出于如下考虑：

传统汽车中国比发达国家晚了几十年；而电动车全世界还没有大突破，我们现在开始研究，与发达国家站在同一起跑线上，完全可能后来者居上。

但是这种“抄近道儿”的傻聪明终于随着美、日汽车业宣布放弃电动车的研发而走进死胡同。

应该说，中国汽车业的发展思路应该转移到务实而量力而行的方向了。

氢动力燃料电池车，是一