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（答辩稿）RL6100混合动力城市客车总布置设计（CAD图纸+DOC论文）

混合动力城市客车总布置设计摘要良好的开端。在重型混合动力电动汽车的能耗和排放测试方面，少数国家有大型的整车排放转鼓，而这种昂贵的测试条件对我国目前还不现实。在国外也缺乏成熟经验和规范的情况下，东风电动车公司等单位对各种可替代的方法进行了研究。其中，为在道路上进行能耗试验，将中国汽车技术研究中心承担的另项目“我国典型城市行驶工况”的研究成果“城市公交循环”作为测试循环之采用，使得在标准中，有了针对我国城市道路条件的试验方法，这是在制定汽车标准中的大进步，得益于丌展了更深入的基础研究。采用国际标准和国外先进标准并不是直接采用国外企业的标准。虽然越有技术实力的企业对各国乃至图际标准的影响力越大，也在定程度上反映技术发展的趋势，但要成为大家公认的技术标雄，必须要经过广泛协调，综合反映各方面的意见。在我们收集和借鉴的混合动力电动汽车标准中，包括国际标准联合国欧洲经济委员会法规欧洲标准美国汽车工程师学会日本电动车协会美国电动车运输应用协会等国际性地区性和各国行业性组织的标准或规范，特别是对我国标准的参考作用更突出些。.混合动力汽车关键技术混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本高效率的功率电子设备和燃料经济性高排放低的发动机，需要解决的关键性技术问题包括以下几个方面混合动力单元技术能量存储技术电力驱动系统和混合动力汽车仿真技术和多能源总成控制策略。混合动力单元技术混合动力汽车的动力可以同时来自热力发动机和电动机。在混合动力汽车上，热力发动机又被称为混合动力单元，与传统汽车发动机相比，其作用发生了变化。在并联混合动力汽车上，混合动力单元通过传动轴驱动车轮，同时电动机也承担部分驱动的功能，因而使得混合动力单元能够采用尺寸更小效率更高的热力发动机在串联混合动力汽车上，混合动力单元驱动发电机产生电能，由于汽车的行驶与发动机没有直接的联系，因此混合动力单元也能够采用小型高效的发动机，且其运行工况可以固定于较小的高功率区。当前，混合动力单元研究的主要对象是热力发动机和燃料电池。在燃料的使用方面出现了很大的变化，除了汽油之外，还有天然气液化气和酒精等代用燃料。要提高混合动力单元的燃料经济性，对混合动力单元必然提出更多的要求，例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭，并降低起动时的排放等。混合动力汽车的主要目标就是降低排放，所以，控制混合动力单元的排放将是今后研究的重点。能量储存技术目前运用于混合动力汽车上的能量储存装置主要还是高能蓄电池，虽然超级电容器飞轮电池等新型能量储存装置也在研究开发范畴，但是近期最有希望进入实用化的还是高能蓄电池。现在，镍氢电池和锂离子电池已可达到混合动力汽车的使用要求。镍氢电池已广泛地应用于电动汽车。镍氢电池技术的关键是，其能够储存氢的合金应该是种能够稳定地经受无数次循环，反复使用的材料。镍氢电池容量大，可以循环使用，主要缺陷是成本高，效率低，同时还需要控制氢的损失。锂离子电池电压高，能量密度大，有更高的功率，且充电时间短。目前锂离子电池还处于实验室阶段，正在进行其基本性能和寿命的试验。从发展看，能量储存装置的研究包括以下几个方面研究电池内部的连接检测监控以及便于将整个电池子系统安装在汽车上的支撑机构。电池设计和制造方面的改进。要降低制造成本，改善电池的性能和提高寿命，要达到的目标是使用寿命达到年，至少循环使用万次。电池的热能管理及剩余电量管理。由于电池的工作温度范围不可能覆盖汽车的工作温度范围，为了保证电池系统的统，减少各电池单元之间的不平衡，需要个有效的热能控制系统。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排放，因此需要有效的测试方法和控制装置。电力驱动系统在混合动力汽车上，电动机的作用是将由发电机或储能装置提供的电能转换为用于驱动车轮的机械能。与传统汽车不同的是，电动机在低速时可以提供满载转矩，而发动机则必须要等到“暴跳如雷”时才能够输出满载扭矩。这样就使混合动力汽车具有出色的起步加速性能。此外，用于混合动力汽车的电动机还低噪声高效率，同时具有对电压波动不敏感等性能。用于混合动力汽车的电动机类型有交流感应电动机永磁电动机和开关磁阻电动机。目前具有代表性的是交流感应电动机，但这种电动机与生俱来就很难解决其功率和效率之间的矛盾。因此，需要研究出能够用于混合动力汽车的，具有更高效率和功率密度的永磁电动机开关磁阻电动机等先进电动机，以替代目前使用的交流感应电动机。同时对电动机的控制方法和冷却系统的研究也应继续深入。混合动力汽车仿真技术在研究和开发混合动力汽车的部件和选择最佳结构时，需要设计和制造者能够很快缩小研究范围，找到技术突破口。技术方案选择阶段，在系统选择上，可依靠高效的建模工具计算机，通过交替使用候选的子系统进行模拟仿真，从而找到最佳的方案。计算机模型为每个候选子系统提供了详细规格和设计参数，从而方便了设计者的工作，而且还有助于为设计和制造样车制定工程目标和计划。目前，国外用于混合动力汽车的仿真软件很多，如和等，各大汽车生产厂家也有自己的仿真软件。在众多的汽车仿真软件中，是专门为美国能源部混合动力电动汽车计划而开发的混合动力汽车仿真软件。可通过简单的物理模型和经过性能测试的各总成去建立实际的或想象中的汽车，其主要功能在于能够对还未制造的汽车进行性能预测，即能够提供制造辆汽车需要确定的性能参数，包括加速性和爬坡性能燃料经济性以及排放性能等。而国内目前还没有较系统和成熟的混合动力汽车仿真软件，因此，这也是我国汽车工业应该研究的个方面。多能源控制策略混合动力汽车与传统车辆相比最大的不同就是动力源的增加，这就导致了在混合动力汽车中能量流动方向的多样性。多能源控制策略就是解决汽车行驶时所需要的能量和功率何时和如何由车上各种不同的动力总成来提供能量管理问题，也就是如何根据使用要求有效的利用不同类型的动力源，以达到节能环保的目的。控制策略是混合动力汽车的灵魂所在，因为其直接影响着能量在车辆内部的流动，从而影响车辆的动力性经济性以及排放指标。.本章小结本章进行了对混合动力系统串联并联混联方式的介绍，对每种布置方式的特点进行了分析。通过对城市客车的使用工况环境以及技术条件的分析，确定了采用混联方式的设计路线，兼有内燃机车和电动汽车的优点。第章混合动力城市客车动力系统设计.城市公交车工况特点城市工况分析世界范围内的车辆行驶工况见下图.，.，被分成三组美国行驶工况欧洲行驶工况和日本行驶工况并且以美国为代表的瞬态工况和以为代表的模态工况广为采用。世界各国采用的行驶工况主要来自汽车工业发达国家，同时这些国家仍持续地对车辆行驶工况进行修正和补充。图.美国图.瞬态工况和混合动力城市客车动力性指标的确定不同类型的车辆有不同的性能要求，对于混合动力城市客车而言，其经济性和排放应优于传统客车，其他方面应与传统客车样。由于受成本的和性能的制约，混合动力电动汽车在设计时必须按照目标行驶工况进