10m纯电动旅游客车总布置设计毕业论文(编辑修改稿)

10m纯电动旅游客车总布置设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

0900 次，按每年充放电 200 次计算，一个蓄电池的寿命最多为 4年，与燃油汽车 的寿命相比太短。 另外，不同类型的电池在性能方面都有各自的优势和不足，例如，铅酸电池成本低，原材料丰富且易于回收，但续驶里程短、加速动力差且寿命短。 镍镉电池加速动力足、寿命较长。 但其成本高、可回收性差。 钠硫电池的比能量较高，能够提供较长的续驶里程。 但它要求的工作环境较苛刻。 且其沽性物质具有强腐化性并易爆炸 [11]。 就整体来看，成熟电池的寿命都相对较短。 (3)蓄电池尺寸和质量的制约 : 现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。 如果电动汽车自身装备质量大，就会影响加速性能和最大 车速的提高。 例如，现有电动汽车电池的外体积一般要达到 550 L．当把这么大体积的电池用于家庭轿车上时，就必然要挤占轿车的行李厢空间。 (4)电动汽车价格昂贵 主要是电池技术复杂，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。 电动汽车蓄电池的价格约 100美元 /kW178。 h，甚至有的高达 350美元 /kW178。 h，成本太高，用户难以承受。 (5) 间接污染严重 浙江工业大学毕业论文 7 电动汽车本身虽无排放污染，但其间接污染也是不容忽视的。 如铅酸电池中的铅，从开采、冶炼到生产的排污，都会对环境造成污染。 再如所用 电能，相当大一部分来自火力发电，煤炭燃料也会造成大气污染。 电动车的未来发展方向 自上世纪爆发石油危机后，不少跨国汽车公司都开始研制电动汽车。 其中不乏福特，丰田等知名大型汽车厂。 可以预见到电动汽车的发展将会是本实际汽车工业的重点和主流。 电动汽车具有无排放污染、噪声低、易于操纵、维修及运行成本低等优点，在环保和节能上具有不可比拟的优势，它是解决人类巨大能源和环境压力的最有效途径。 上文已经提到电动车问世以来，主要有三种形式，即纯电动车、混合动力 汽车和燃料电池电动车。 下面就详细的来说说这几种形式的电动车。 纯电池电动车是完全由二次电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力的汽车。 纯电池技术发展已经相当成熟，国外汽车发达国家和我国都进行了小批量生产。 近日，北京公交线上推出的两辆以铅酸蓄电池和锂离子电池为动力的电动车已投入商业运行，表现出了较好的经济性和环保性。 纯电池电动车具有无污染，零排放等优点，但其缺点也十分突出，能量低，质量大，充电时间长，成本高，折旧快，还容易对环境造成二次污染，其应用范围有限。 混合动力汽车采用内燃机和 电动机两种动力，克服了纯电池电动车行驶里程短、充电时间长等致命弱点，虽然混合动力车不能实现零排放，但其兼俱环保与节能，同时又能实现规模生产，因此，具有非常好的发展前景。 近年来，世界各大汽车公司纷纷推出这种车型日本已经走在了世界前列 ， 如丰田汽车公司推出的PRIUS 汽车，本田推出的 INSIGHT 汽车均早已上市。 PRIUS 汽车尾气排放水平仅相当于日本现行法规的 1/10，耗油量和二氧化碳排放量相当于普通汽车的 1/2，最高时速达 140 公里。 我国的混合动力汽车研究也进入了实质性阶段。 1999 年，清华与厦门金龙展出了联合 研制的混合力客车，今年 4月，一汽展出了刚生产的混合动力红旗轿车。 专家指出，燃料电池汽车是未来汽车的发展方向。 日本媒体认为燃料电池技术，将成为 21 世纪汽车工业的核心技术，谁掌握了这种技术开发主导权，谁将成为汽车业的领袖。 燃料电池，这是一种能与燃油发动机相比的浙江工业大学毕业论文 8 电池，可以使用包括再生燃料在内的所有含氢元素的燃料。 燃料电池车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生电能启动电动机进而驱动汽车。 由于大量的纯氢难以贮存在汽车上，而且加氢站也没有那么多，因此，汽车制造商们正试图使 用汽油或甲醇，不过要在汽车上安装燃料重整装置，从这些物质里提出氢。 但是这将会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，总的来说，这类化学反应除了电能，就只产生水，因此，燃料电池车被称为“地道的环保车”。 曾研发出“氢动一号”（液氢燃料电池概念车）的美国通用汽车公司，最近推出了汽油燃料重整技术燃料电池，新研制的 CENIII 型车载燃料重整器比起前期产品体积、重量大大减少，预计其能量利用，污染物排放几乎为率可达 40%，而且可以充分利用现有的加油站等设施，它为燃料电池车批量生产奠定了基础。 我国第一辆具有自主知识产权的燃料电动公共 汽车也已在东风汽车工程研究院问世，它的研制成功，缩短了中国汽车工业在这一领域与国外同行的差距。 据有关专家分析，我国的汽车工业几乎没有结构调整的沉重包袱，完全可以充分利用后发优势，以电动车为新契机 ， 集中力量解决以电池为中心的关键技术问题，在 21 世纪凭借国内仍较低的劳动力成本，在国际汽车市场上以电动汽车与工业发达国家展开竞争 [ 16]。 在上世纪我国已经错失了汽车工业的黄金发展期。 在即将到来的新能源汽车，不管是电动还是其他能动的汽车上这一块，我们都应该加倍努力的去把握住。 我国电动汽车产业发展在具备了以上 良好基础的同时，还具有一些有利条件和比较优势。 主要表现在以下几个方面： 资源优势。 我国在锂离子电池、永磁电机等电动汽车关键零部件的核心材料方面具有资源优势。 根据已探明储量，我国锂资源储量 380 多万吨，居世界第二位，主要分布在四川、江西、新疆、河南、青海、西藏等地区。 我国拥有丰富的稀土资源，稀土储量占世界总储量的近 58％，居世界第一位。 我国稀土产量自 1988 年以来均居世界首位，多年来产品产量和供应量达到世界总量的 80％以上，是世界稀土第一出口大国。 产业优势。 近年来我国电动自行车、电动摩托车等轻型电动车及相 关零配件产业迅猛发展，生产企业已超过 3000 家，整车保有量已超过 5000 万辆，生产能力接近千万辆，成为世界最大的轻型电动车生产国和第一大市场。 在电动自行车浙江工业大学毕业论文 9 快速普及的带动下，动力电池和驱动电机等关键零部件生产体系迅速建立，在大规模产业化生产技术、成本控制等方面形成一定优势，同时为建立电动汽车关键零部件体系奠定了坚实的产业基础。 市场优势。 我国正处于快速城市化、工业化初期，地区间经济发展不平衡的局面在未来较长一段时期内很难改变。 因此，不同地区、不同阶层人们收入水平的差异，势必造成消费者对汽车产品的价格、功能等要 求不同，我国具有巨大的多元化市场，使我国汽车消费呈现出明显的差异化和多元化特点。 这种形势下，只要紧密围绕市场需求，有针对性地进行产品开发和市场推广，如优先发展微混合、轻混合的混合动力汽车和低成本的小型纯电动汽车，将有利于加快电动汽车在我国的先期市场导入。 基础设施后发优势。 发达国家城市建设基本已经结束，在城市内新建或改建电动汽车充电网络的难度远远大于我们。 我国大中城市建设还处于发展期，而在广大农村地区城镇化、城市化刚刚起步，电动汽车充电站等基础设施建设在我国具有较大的发展空间。 如果能够适时加强基础设施建设规 划，将极大地推动我国电动汽车配套基础设施的建设 [6]。 总的来说，我国电动汽车发展具备了产业发展的基础和有利条件。 在大好形势下，我们一定要把握机遇、再接再厉，开创电动汽车产业发展的新局面，在国际汽车产业转型过程中形成竞争优势，实现我国汽车产业由大变强和自主发展。 论文主要研究内容 电动汽车与内燃机车在外表上没有什么区别，车轮与地面之间相互接触与相互作用以及它们之间的力学过程也不存在本质的区别。 两种车的转向装置、悬挂装置及制动系统也基本相同。 它们之间的主要差别是采用了不同的动力源。 内燃机汽车是燃 油混合气体在内燃机中燃烧作功，从而推动汽车前进。 电动汽车由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。 电动汽车韵操纵稳定性、平顺性及通过性与内燃机汽车完全相同。 电动汽车除本身具有再生制动性能外，与内燃机的制动性能也是相同的。 电动汽车不存在燃油经济性，其能量的供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性能和续驶里浙江工业大学毕业论文 10 程，影响辔动汽车褥驶韵成本效益。 电动汽车要求电驱动系统具有恒功率输出和高功率密度，在起步和爬坡时具有低速高转矩输出特性及巡航时的高速低转矩特性，具有快速的转矩响应特性，在 转矩 /转速特性的较宽范围内具有高的效率，同时再生制动时的能量回收效率高。 电动汽车要求储能动力源具有高的比能量和能量密度，高的比功率和功率密度，快充和深放电的能力，寿命长，自放电率小，充电效率高，安全性好且成本低廉，免维修，对环境无危害，可回收性好。 目前纯电动旅游客车一次充电能量有限，需要反复充放电，那么如何充分利用车载蓄电池有限的能量提高续驶里程，如何缩短充电时间，如何进行驱动系统参数匹配从而获得最佳的整车动力性能以及降低车辆的成本，很大程度上决定了纯电动旅游客车开发能否获得成功、能否实用化。 针对以上 提车的一些问题，本论文对一辆 10m 纯电动旅游客车进行了总布置设计，主要包括对储能源电池选型布置、动力系统选型匹配、客车主要技术参数和总布置的设计等工作。 论文将主要从以下几个方面开展工作： （ 1）阐述了电动汽车的开发背景及研究意义，综述了国内外电动汽车的发展现状与水平，分析了我国社会经济发展对电动汽车的需求，并提出了应对之策； （ 2）研究了纯电动旅游客车的行驶动力性能要求，根据纯电动客车动力传动系统参数的选择与匹配方法对本旅游客车进行动力选型匹配； （ 3）分析了化学电源及纯电动旅游客车车载储能动力源的特性与要 求，研究了目前较先进的磷酸铁锂电池及其充放电特性，并以此电池作为客车储能源，根据旅游客车的要求对电池组进行计算校核； （ 4）对前面的选型设计结果进行整合，根据旅游客车的用车要求，给出最终旅游客车的主要技术参数，并给出合适的整车动力系统和电池组的总布置，绘制整车控制与管理系统图。 浙江工业大学毕业论文 11 以下是本次设计题目的参数要求： 项目 目标及要求 车身长度 10m 座位数 32 续航里程 200km 爬坡度 25% 最高车速 100km/h 加速性能 满足一般要求 (150km/h 小于 25s) 浙江工业大学毕业论文 12 第二章 纯电动旅游客车的电机与减速器选型匹配 与传统的燃油汽车一样，电动汽车的动力及传动系统是整个汽车的重要组成部分，其中的电动机算是电动汽车的动力核心，它不仅能将电池的电能转化成使车辆行驶工作的动能，也能在车辆制动过程中将汽车的行驶动能转化为能储存的电能。 因此，旅游客车的电机与变速器的选型匹配至关重要，将直接影响到车辆的行驶动力性能。 电动汽车电机技术 直流电机 直流电机 (DCM)是最早发明的电动机，到现在已经有 100 多年的历史。 直流电机按照励磁方式的不同可以分为：他励、并 励、串励、短复励等。 直流电机的优点是：具有优良的电磁转矩控制特性，启动转矩、制动转矩大，易于快速启动、停车；调速比较方便，调速范围宽，易于平滑调速；由于磁场和电枢可以分别控制，因此控制起来比较容易，而且控制性能好；直流电机制造技术很成熟，驱动系统价格较便宜。 直流电机的缺点是效率较低、质量大、结构较复杂、体积大、价格高、可靠性差等。 同时，直流电机上有电刷和换向器，它们容易磨损，在高速运行时还会产生火花，严重时形成“环火 ” ，限制了直流电动机的转速提 高。 作为驱动电机，直流电动机最终将被交流电动机所取代 [9]。 交流 感应电机 交流感应也机又称异步电动机。 最初由于电力电子技术以及调速方法的限制，它在电动汽车驱动系统中的应用并不被看好。 随着现代电力电子技术的发展，大功率 电力 电子器件的出现，以及调速方法的改进，使得交流感应电机的调速性能逐渐赶上并超过了直流电动机。 目前交流感应电动机己经成为在工业应用中使浙江工业大学毕业论文 13 用最为广泛的拖动电机。 现在，虽然交流感应电机调速系统比较复杂，成本较高，但是由于电机本身具有体积较小、成本较低、调速范围宽、响应快等优点，目前国内大部分电动汽车还是采用了交流感应电机驱动系统。 相对于直流电动机 而言，交流感应电动机的调速系统比较复杂。 它的变流器又称逆变器。 由于蓄电池以直流电的形式输出能量，所以要用蓄电池输出的能量来驱动交流感应电机，就先必须将蓄电池输出的直流电进行变流处理，将其逆变为交流电。 逆变器的工作原理是通过电力电子器件的开关及合理的变流电路来将直流电逆变成交流电。 现代电力电子技术的发展，为交流感应电机调速性能的改善提供了硬件条件。 交流感应电机的调速方法主要包括改变转差率调速、调压调速、变频调速、变极对数调速等，其中以变频调速应用最为广泛。 现代研究较多的调速方法有PWM 调速、矢量控制 (VC)和直接转矩控制 (DTC)。 后两项技术自上世纪末问世以来，在短短的 20年时间里己经得到了很大的发展和改进。 现代控制算法在电动汽车驱动系统电机调速中也得到了应用。 现代电动汽车驱动系统电机调速的研究主要集中在结合现代控制算法和现代电力电子技术的新型调速策略的应用上，如：模糊逻辑在变极对数调速中的应用， PWM 逆变器在变极对数调速中的应用、变结构滑模控制，同时 DSP器件也逐渐在该系统中得到应用。 开关磁阻电机 在电动汽车驱动系统设计中，人。