12m純電動(dòng)旅游客車總布置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說(shuō)明書)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 12m純電動(dòng)旅游客車總布置設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 車 輛 工 程 班 級(jí)： 2021級(jí) 車輛01班 學(xué) 號(hào)： 202102750124 學(xué)生姓名： 吳祺靖 指導(dǎo)老師： 謝偉東/周鴻波 提交日期： 2021年6月10日 浙 江 工 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書專 業(yè) 車輛工程 班 級(jí) 車輛1001 學(xué)生姓名 吳祺靖一設(shè)計(jì)論文題目：12m純電動(dòng)旅游客車總布置設(shè)計(jì)二設(shè)計(jì)原始參數(shù)：1客車總長(zhǎng):12m; 2續(xù)駛里程：120km;3最高車速：90km/h; (4)附件：電空調(diào)28000kcal/h、輔助轉(zhuǎn)向助力三設(shè)計(jì)論文要求：1完成總布置設(shè)計(jì) 2完成假設(shè)

2、干局部布置設(shè)計(jì) 四畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容： 1設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書根據(jù)大綱要求設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份 2設(shè)計(jì)論文圖紙 1總布置圖1張以上 2局部布置圖3張以上 3其它1文獻(xiàn)綜述1篇，4000字以上 2外文文獻(xiàn)翻譯12篇，外文印刷字符不低于2萬(wàn)個(gè) 3開(kāi)題報(bào)告1篇，4000字以上五畢業(yè)設(shè)計(jì)論文工作期限： 任務(wù)書發(fā)給日期 2021 年 11 月 22 日 設(shè)計(jì)論文工作自 2021 年 11 月 22 日 至 2021 年 6 月 11 日設(shè)計(jì)論文指導(dǎo)教師 謝偉東 周鴻波 學(xué)科方向負(fù)責(zé)人 寧曉斌 12m純電動(dòng)旅游客車總布置設(shè)計(jì) 姓名：吳祺靖 指導(dǎo)老師：謝偉東/周鴻波浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院摘 要 人類的科技在工業(yè)化時(shí)

3、代以來(lái)得到了巨大的開(kāi)展，自汽車創(chuàng)造以來(lái)，汽車就受到了人們的熱烈歡送。但是隨之而來(lái)的是空氣污染和資源短缺的問(wèn)題，因此新能源客車應(yīng)運(yùn)而生，而純電動(dòng)客車作為其中主要的組成局部，已經(jīng)被各國(guó)和各大汽車公司投以巨資研發(fā)。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是12m純電動(dòng)旅游客車的動(dòng)力選型和總體布置。動(dòng)力選型包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)與動(dòng)力電池的選型，以及傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確實(shí)定，總布置包括動(dòng)力系統(tǒng)的布置，駕駛區(qū)和乘客區(qū)的布置以及其它系統(tǒng)布置。對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行合理的計(jì)算，并且借助CAXA和CAD等軟件繪制出總布置圖及相關(guān)的局部安裝圖。關(guān)鍵詞：純電動(dòng)旅游客車，新能源，動(dòng)力選型，總布置General Arrangement Design of 12

4、 m Pure Electric Tourist BusStudent:Wu qijing Advisor: Xie weidong/Zhou hongboCollege of EngineeringZhejiang University of TechnologyAbstractHuman technology has been developed hugely since the industrial age.Since the invention of vehicle, it was warmly welcomed by people.Buses as one of it also ha

5、s brought a lot of convenience to human life .But the air pollution and shortage of resources appeared,thus the new energy bus came into being.And the pure electric bus have been researched by many countries and the major car companies with a lot of money as the major part of new energy bus . The ma

6、in design is power selection and general arrangement of 12 m Pure Electric Tourist Bus.Power selection includes drive motor selection and battery selection, as well as determining of the transmission parameters,general arrangement includes arrangement of power system,driving area and passenger area,

7、and other system.In addition,I calculate the main parameter legitimately and use CAXA and CAD to draw general arrangement and related installation diagram.Keywords:Pure electric tourist bus,New energy,Power selection,General arrangement目 錄中文摘要.英文摘要.緒論.11.1 選題的背景與意義.11.2 電動(dòng)汽車的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀.21.3 電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù).4

8、 1.3.1 整車技術(shù).4 1.3.2 電池技術(shù).4 1.3.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù).4 1.3.4 整車控制技術(shù).5 1.3.5 電動(dòng)車充電技術(shù).51.4 純電動(dòng)汽車的特點(diǎn).51.5 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容和思路.5驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)匹配和選型.62.1 整車根本參數(shù)確實(shí)定.62.2 整車目標(biāo)性能確實(shí)定.82.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)計(jì)算與匹配.9 2.3.1 電動(dòng)機(jī)額定功率與最大功率的匹配.9 2.3.2 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速的選擇.11 2.3.3 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算.112.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇.12 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確實(shí)定.17 3.1 傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇.173.2 傳動(dòng)

9、系最大傳動(dòng)比的選擇.173.3 確定各檔傳動(dòng)比.18第四章 動(dòng)力電池選型與參數(shù)匹配.194.1 純電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池的要求.194.2 動(dòng)力電池的開(kāi)展歷史.194.3 動(dòng)力電池類型的選擇.204.4 本設(shè)計(jì)選取的電池的根本參數(shù).234.5 電池組電壓的選擇.254.6 電池組能量確實(shí)定.25第五章 總體布置設(shè)計(jì).265.1 外形設(shè)計(jì).275.2 整車主要技術(shù)參數(shù).275.3 動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成.285.4 動(dòng)力電池組布置.295.5 其他總成布置.30 5.5.1 駕駛區(qū)和乘客區(qū)的布置.30 5.5.2 空調(diào)系統(tǒng)和逃生窗的布置.31 5.5.3 主控器和變頻器等布置.31全文總結(jié)與展望.34 6.1

10、 論文總結(jié).346.2 工作展望.34參考文獻(xiàn).35致謝.36緒論1.1 選題的背景與意義隨著世界人口和經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。不僅僅是由于石化能源無(wú)法再生，而且資源的消耗量也日益增長(zhǎng)。國(guó)際上的專家預(yù)測(cè)：按照現(xiàn)在的開(kāi)展進(jìn)度來(lái)算，人類只能再使用石油220年，天然氣也只能夠人類開(kāi)采60年，而煤更是只有40年的儲(chǔ)量。世界能源短缺的問(wèn)題常常使得世界各國(guó)間出現(xiàn)矛盾，甚至爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)，過(guò)多的排放溫室氣體導(dǎo)致了大量氣候性的災(zāi)難，人類的生活質(zhì)量也受到環(huán)境污染很大的影響，這些問(wèn)題都引起了各國(guó)高度重視，促使他們抓緊時(shí)間研究環(huán)保節(jié)能的新能源產(chǎn)品。20世紀(jì)后期，科學(xué)技術(shù)得到了快速開(kāi)展，電動(dòng)客車已經(jīng)成為了公

11、共交通出行工具中最熱門的選擇。不管是從汽車尾氣排放的問(wèn)題造成的PM2.5大氣懸浮顆粒嚴(yán)重超標(biāo)，還是從過(guò)量的二氧化碳排放造成的溫室效應(yīng)方面，都使人們樹(shù)立了更加深刻的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。因此，對(duì)電動(dòng)客車的大力研究和開(kāi)展都已經(jīng)成為了世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。美國(guó)、日本和歐盟等汽車強(qiáng)國(guó)都將研究開(kāi)展新能源汽車上升到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度，電動(dòng)客車產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程也被大大加快。因?yàn)殡妱?dòng)客車具有載客量大、空間大、適合城市公共交通等特點(diǎn)深受社會(huì)、企業(yè)和政府的重視和關(guān)注。相關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明，全國(guó)從2021年起50家客車企業(yè)中就有21家涉及新能源客車領(lǐng)域，而且從2021年開(kāi)始新能源客車的銷售量由2044輛增長(zhǎng)到6614輛，已經(jīng)具備一定的市場(chǎng)

12、。眾所周知內(nèi)燃機(jī)汽車會(huì)產(chǎn)生廢氣，而電動(dòng)客車那么不會(huì)，這樣對(duì)空氣環(huán)境就不會(huì)造成太大的污染，是相當(dāng)綠色環(huán)保的產(chǎn)品。對(duì)電動(dòng)客車的相關(guān)研究說(shuō)明，它的能源效率非常高，毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)超過(guò)了汽油機(jī)汽車。電動(dòng)汽車在停止時(shí)是不消耗電量的，而在制動(dòng)過(guò)程中，傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的功用就可以由電動(dòng)機(jī)代替，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。另一方面，電動(dòng)客車的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、核能、水力、太陽(yáng)能、潮汐、風(fēng)力等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開(kāi)用電頂峰，有利于電網(wǎng)均衡負(fù)荷，減少費(fèi)用。電動(dòng)客車較內(nèi)燃機(jī)客車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少，維修保養(yǎng)工作量

13、小，當(dāng)采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無(wú)需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)客車易操縱。鑒于以上電動(dòng)客車的種種優(yōu)點(diǎn)，對(duì)12m純電動(dòng)旅游客車的總體布置的研究將有十分重要的意義。電動(dòng)旅游客車將是一種既環(huán)保又方便的交通方式，給人們帶來(lái)舒適的旅游享受時(shí)，又保護(hù)了環(huán)境。1.2 電動(dòng)汽車的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀在國(guó)外，諸如美國(guó)日本等汽車強(qiáng)國(guó)盡管有傳統(tǒng)車技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，仍然對(duì)電動(dòng)汽車的研究十分重視。環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題日益突出，國(guó)外著名汽車公司都相當(dāng)重視研究開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車，如美國(guó)日本等興旺國(guó)家更是花費(fèi)大量人力財(cái)力對(duì)其進(jìn)行研究，并且制定了一些相關(guān)的法規(guī)和政策來(lái)推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展。比方說(shuō)美國(guó)的電動(dòng)汽車研發(fā)方案就提出了著名的PNGV方案和F

14、reedom CAR方案。JHFC示范工程、專項(xiàng)研究方案和低公害汽車開(kāi)發(fā)普及行動(dòng)方案那么是日本提出的。歐盟那么推出了FP5、FP6、歐盟電動(dòng)汽車城市運(yùn)輸系統(tǒng)方案等。自“八五以來(lái)，我國(guó)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域取得了一定的成果，包括電動(dòng)汽車電動(dòng)公交客車和電動(dòng)轎車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，相關(guān)的能量存儲(chǔ)裝置，還有局部零部件與子系統(tǒng)的研制。此外，我國(guó)在制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策方面也取得了許多成果，在各地區(qū)的試運(yùn)行也非常成功。中國(guó)工程院某院士曾經(jīng)表示：“中國(guó)想做汽車業(yè)的領(lǐng)頭羊，在傳統(tǒng)車方面已經(jīng)是不可能了，但是各國(guó)在純電動(dòng)汽車方面根本都處于同一起跑線，中國(guó)的時(shí)機(jī)還是很多的。與此同時(shí)，我國(guó)城市交通堵塞問(wèn)題嚴(yán)重，環(huán)境問(wèn)題也日益突出，這

15、些問(wèn)題都說(shuō)明了開(kāi)展純電動(dòng)汽車是大勢(shì)所趨、刻不容緩。目前，據(jù)了解我國(guó)已經(jīng)在純電動(dòng)客車領(lǐng)域出現(xiàn)了有名的企業(yè)，他們的局部核心技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了世界一流水平。據(jù)了解，在純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)汽車三類電動(dòng)汽車中，節(jié)油率最高的是純電動(dòng)汽車，它的污染最少，與國(guó)外技術(shù)水平的差距最小，因此更符合我國(guó)石油資源短缺并且傳統(tǒng)汽車技術(shù)開(kāi)展受限的國(guó)情。不想當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)的員工不是好員工，中國(guó)一直有一顆當(dāng)汽車行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的心，雖然目前與國(guó)外汽車強(qiáng)國(guó)的差距很大，通過(guò)對(duì)純電動(dòng)汽車的努力研究，中國(guó)還是很有時(shí)機(jī)在汽車領(lǐng)域崛起的。目前，中國(guó)的綜合國(guó)力在穩(wěn)步上升，為純電動(dòng)汽車領(lǐng)域的研究提供了更堅(jiān)強(qiáng)的后盾與資本。前一段提到中國(guó)力圖在新能

16、源汽車的開(kāi)展上占得先機(jī)，來(lái)消除與汽車強(qiáng)國(guó)在傳統(tǒng)車上的差距。因此我國(guó)不斷發(fā)布相關(guān)法律和法規(guī)，促進(jìn)國(guó)內(nèi)新技術(shù)能源的開(kāi)發(fā)，盡快使新能源汽車得到開(kāi)展，這些都無(wú)疑促使公共交通成為新能源車應(yīng)用的先鋒，國(guó)內(nèi)客車都紛紛進(jìn)入新能源汽車領(lǐng)域。我國(guó)現(xiàn)已具備較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，表1-1是我國(guó)近年研制的局部純電動(dòng)汽車的參數(shù)。表1-1 我國(guó)近年研制的局部純電動(dòng)汽車的技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品名稱長(zhǎng)(mm)寬(mm)高(mm)整備質(zhì)量/kg最高車速/km/h最大爬坡度%續(xù)駛里程km電池種類電動(dòng)機(jī)種類主要研制單位威樂(lè)418516601510130012020230鋰離子電池交流異步電機(jī)天津清源電動(dòng)車輛有限責(zé)任公司威姿364016

17、601520120010030170鋰離子電池交流異步電機(jī)比亞迪F3e453317051490153015030300鋰離子電池永磁同步電機(jī)比亞迪汽車Winston EV-8800468717001450120014035300鋰離子電池直流電動(dòng)機(jī)深圳溫斯頓電池制造奇瑞M1EV360115871527106012025110鋰離子電池永磁同步電機(jī)奇瑞汽車股份BK6120EV1158024903205129308120210鋰離子電池交流異步電機(jī)北京理工大學(xué)BFC6110EV1066025003565120009520300鋰離子電池交流異步電機(jī)另外從這張表中獲得了2輛純電動(dòng)客車的信息，對(duì)后面的

18、設(shè)計(jì)起到了參考的作用。安凱、申沃和南車時(shí)代是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的純電動(dòng)客車比擬有代表性的企業(yè)。南車時(shí)代以機(jī)車電機(jī)起家,開(kāi)始逐步進(jìn)入電動(dòng)車的領(lǐng)域，其產(chǎn)品以10-12米為主,曾在長(zhǎng)沙進(jìn)行批量示范運(yùn)行。安凱和申沃那么不具備自己的核心技術(shù),申沃采用的是北京理工和杭州萬(wàn)向的系統(tǒng)；安凱那么采用北京理工和上海雷博的系統(tǒng);而三龍一通作為國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的巨頭也都開(kāi)始純電動(dòng)汽車的研發(fā),新能源研發(fā)部門的成立對(duì)宇通來(lái)說(shuō)是一個(gè)嶄新的開(kāi)始。1.3 電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)能和減排是目前世界各國(guó)政府所倡導(dǎo)的，也是汽車企業(yè)一直以來(lái)的開(kāi)展方向，開(kāi)展電動(dòng)汽車我們就不得不了解下電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)。電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)有整車技術(shù)、電池技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及

19、其控制技術(shù)、整車控制技術(shù)和電動(dòng)車充電技術(shù)。1.3.1 整車技術(shù)電動(dòng)汽車是復(fù)雜的產(chǎn)品，包含許多技術(shù)與工藝。除驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池外，車身也包含了許多高新技術(shù)。其采用輕質(zhì)材料如鋁、鎂優(yōu)質(zhì)鋼材及復(fù)合材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可使汽車自身質(zhì)量減輕30%-50%；高氣壓子午線輪胎采用高彈滯材料制成，可使汽車的滾動(dòng)阻力減少50%，特別是汽車底部流線型可使汽車的空氣阻力減少50%。1.3.2 電池技術(shù)電池是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵，電動(dòng)機(jī)將電池電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪給車輛提供動(dòng)力。目前動(dòng)力電池還稱不上完美，這也使得電動(dòng)汽車的開(kāi)展受到了很大的限制。主要問(wèn)題是蓄電池比能量比功率都還不夠大，這樣帶來(lái)的問(wèn)題

20、就是續(xù)駛里程太短，充電時(shí)間太長(zhǎng)，使用不方便，本錢高，使用壽命短。雖然有上述的種種缺乏，目前的電動(dòng)汽車電池技術(shù)還是能到達(dá)實(shí)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(lái)會(huì)愈加完善。1.3.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是純電動(dòng)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(dòng)汽車上，但是存在許多缺乏。直流電機(jī)作為傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)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)根本上已經(jīng)被交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)或開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)所取代。1.3.4 整車控制技術(shù)動(dòng)力總成是整個(gè)電動(dòng)汽車的重要部件，也是電動(dòng)汽車區(qū)別于普通汽車的

21、重要特點(diǎn)和發(fā)揮其節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，也就成為研究的重點(diǎn)。所以，多能源動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等最新研究成果。1.3.5 電動(dòng)車充電技術(shù)車載充電裝置是指安裝在電動(dòng)汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對(duì)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(yùn)行能回收充電裝置。1.4 純電動(dòng)汽車的特點(diǎn) 1無(wú)污染，噪聲低 2能源效率高，且多樣化 3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便 4動(dòng)力電源使用本錢高，續(xù)駛里程短1.5 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容和思路 由于目前對(duì)純電動(dòng)旅游客車的研究比擬少，直接設(shè)計(jì)純電動(dòng)旅游客車的總體布置會(huì)有一定的困難。但是經(jīng)過(guò)我的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)純電動(dòng)旅游客車

22、可以理解為純電動(dòng)公交客車和傳統(tǒng)旅游客車的結(jié)合。在外觀上純電動(dòng)旅游客車跟傳統(tǒng)旅游客車更接近，而在動(dòng)力系統(tǒng)、車內(nèi)布置上那么與純電動(dòng)公交車比擬像。 本次關(guān)于純電動(dòng)旅游客車的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包含整車根本參數(shù)與目標(biāo)性能確實(shí)定，驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算及選擇，動(dòng)力電池參數(shù)的計(jì)算及選擇，傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)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(dòng)電機(jī)、變速器、電池組的安裝、座椅的布置等總成。特此說(shuō)明，本設(shè)計(jì)對(duì)局部總成未作布置，并且對(duì)機(jī)械工藝不做過(guò)多研究。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)匹配與選型整備質(zhì)量：綜合以往純電動(dòng)客車的整備質(zhì)量，再考慮到純電動(dòng)旅游客車的電池組重 量，所以最終選取本次設(shè)計(jì)整車的整備質(zhì)量為14000

23、kg。最大總質(zhì)量：本次設(shè)計(jì)的純電動(dòng)旅游客車的乘客數(shù)是40個(gè)，所以最大總質(zhì)量設(shè)計(jì)為17000kg。迎風(fēng)面積：在后面的設(shè)計(jì)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(jì)算出其迎風(fēng)面積。圖2-1就是迎風(fēng)面積圖。 圖2-1 整車迎風(fēng)面積圖 最終得出迎風(fēng)面積為8。滾動(dòng)阻力系數(shù)：滾動(dòng)阻力系數(shù)的選取是參考了?汽車?yán)碚?第9頁(yè)的滾動(dòng)阻力系數(shù)的數(shù)值這個(gè)表格。純電動(dòng)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(dòng)阻力系數(shù)為0.016。表2-1 滾動(dòng)阻力系數(shù)f的數(shù)值路面類型滾動(dòng)阻力系數(shù)路面類型滾動(dòng)阻力系數(shù)良好的混凝土路面或?yàn)r青泥濘土路一般的混凝土路面或?yàn)r青干砂碎石路面濕砂良好

24、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枯燥的雨后的表2-2 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)GB-T2977-2021載重輪胎，選取315/75R 24.5型號(hào)的輪胎。傳動(dòng)效率：選取0.9。主減速器傳動(dòng)比：參考目前客車用主減速器傳動(dòng)比與指導(dǎo)教師的意見(jiàn)，設(shè)計(jì)為6.17。整車根本參數(shù)繪成表格2-3。表2-3 整車根本參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)值整備質(zhì)量14000m最大總質(zhì)量17000A迎風(fēng)面積8f滾動(dòng)阻力系數(shù)風(fēng)阻系數(shù)r輪胎半徑傳動(dòng)效率主減速器傳動(dòng)比 整車目標(biāo)性能參數(shù)見(jiàn)表2-4。表2-4 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/h0-50km/h加速時(shí)間25

25、s最大爬坡度25%續(xù)駛里程200km 補(bǔ)充說(shuō)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(dòng)旅游客車經(jīng)常會(huì)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。2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)計(jì)算與匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)為純電動(dòng)汽車提供了所有的功率，所以電動(dòng)機(jī)功率的選擇必須滿足加速時(shí)間、汽車的最高車速、最大爬坡度的要求。對(duì)純電動(dòng)旅游客車而言，需要大功率的情況主要表達(dá)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(jì)時(shí)要充分利用電動(dòng)機(jī)的過(guò)載輸出特性提高車輛的加速性能與爬坡能力，同時(shí)也要保證在長(zhǎng)時(shí)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(dòng)旅游客車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的

26、動(dòng)力參數(shù)選型的要求有如下四點(diǎn)：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。電機(jī)的額定功率應(yīng)該覆蓋車輛長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行工況需要的功率范圍，且有一定的余量。電機(jī)的最大扭矩取決于車輛最大爬坡度的要求。車輛常用工況電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須盡量靠近電機(jī)運(yùn)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(dòng)電機(jī)選型時(shí)，本文還未設(shè)計(jì)變速器變速器傳動(dòng)比設(shè)計(jì)在第三章提到，所以計(jì)算時(shí)按驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接與主減速器連接來(lái)考慮。由最高車速來(lái)計(jì)算所需的功率=mgf+/(3600) (2-1) 式中 最高車速所需功率,kw； m最大總質(zhì)量,kg； f滾動(dòng)阻力系數(shù)； 風(fēng)阻系數(shù)； A迎風(fēng)面積,； 最高車速,km/h； 傳動(dòng)效率

27、 計(jì)算得=164kw爬坡情況下來(lái)計(jì)算所需功率=mgfcos+mgsin+V/(3600) (2-2) 式中 最高車速所需功率,kw； m最大總質(zhì)量,kg； f滾動(dòng)阻力系數(shù)； 風(fēng)阻系數(shù)； A迎風(fēng)面積,； V爬坡速度,20km/h； 傳動(dòng)效率； 在20km/h速度下的爬坡度計(jì)算得=265kw滿足加速性能情況下，車輛所需的功率 此次設(shè)計(jì)的客車的加速性能的要求是指客車從0到50km/h的加速時(shí)間小于25秒。=m+mgft+t /(3600 t) (2-3) 式中 滿足加速性能情況下所需功率,kw； m最大總質(zhì)量,kg； 風(fēng)阻系數(shù)； A迎風(fēng)面積,； 傳動(dòng)效率； f滾動(dòng)阻力系數(shù)； 加速末速度，為50km/

28、h； t加速時(shí)間，為25s； 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：計(jì)算得=86kw綜合上述計(jì)算，可知電動(dòng)機(jī)的額定功率由最高車速?zèng)Q定，即電動(dòng)機(jī)額定功率=164kw 電動(dòng)機(jī)的峰值功率由最大爬坡度決定，即電動(dòng)機(jī)峰值功率=265kw2.3.2 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速的選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速由常規(guī)車速確定， 即 2-4式中 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min； 變速器傳動(dòng)比； 主減速器速比： 常規(guī)車速，km/h； r輪胎半徑，m此時(shí)是初步設(shè)計(jì)，即未用變速器，=1計(jì)算得=2212r/min電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速一般取額定轉(zhuǎn)速的2-4倍，本設(shè)計(jì)初步取3.2倍，所以=7077r/min2.3.3 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩

29、的計(jì)算1電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩由額定功率額定轉(zhuǎn)速確定 即=9550=708 Nm 2-5 (2) 電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩由最大爬坡度確定， 即M= 2-6式中 r輪胎半徑，m； 變速器傳動(dòng)比； 主減速器速比： 傳動(dòng)效率； 在爬坡情況下客車受到的力計(jì)算可得M=4103 Nm經(jīng)過(guò)上述各參數(shù)的計(jì)算，現(xiàn)初步得到如下表2-5的參數(shù)數(shù)據(jù)。表2-5 初步設(shè)計(jì)電機(jī)根本參數(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708Nm最大扭矩4103Nm選擇純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型的關(guān)鍵是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械特性。當(dāng)前純電動(dòng)汽車很大一局部是選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

30、的效率高，可以到達(dá)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(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。另外，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)便于維修，價(jià)格廉價(jià)，可靠性高。隨著功率變換器和功率電子器件的快速開(kāi)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(dòng)機(jī)的控制器上，這一切使感應(yīng)電動(dòng)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(chǎng)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(dòng)機(jī)及其變頻器和逆變器，并且可以直接為純電動(dòng)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(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也存在許多的缺乏，比方控制系統(tǒng)的復(fù)雜性使得該系統(tǒng)的本錢大大提高。永磁電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越

31、廣泛了。永磁電動(dòng)機(jī)具有質(zhì)量功率可以超過(guò)1kW/kg，效率更是最高可達(dá)97%的特點(diǎn)。永磁電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子無(wú)勵(lì)磁繞組，可以進(jìn)行高速運(yùn)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(dòng)機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍。永磁電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)要比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，而且更廉價(jià)。永磁電動(dòng)機(jī)的永磁材料強(qiáng)度較差，以致于大功率的永磁電動(dòng)機(jī)所需的永磁材料需要特別加固，因此，永磁電動(dòng)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(jiàn)的，電動(dòng)機(jī)需要采用水冷卻方式來(lái)控制溫度在150攝氏度以下。當(dāng)前永磁材料價(jià)格比擬高，因此永磁電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)的本錢也較高。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是一種新型的電動(dòng)

32、機(jī)，它在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，沒(méi)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(dòng)機(jī)都簡(jiǎn)單，其效率可以到達(dá)85%-93%,轉(zhuǎn)速可以到達(dá)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(dòng)轉(zhuǎn)矩和低的啟動(dòng)功率的機(jī)械特性；無(wú)勵(lì)磁繞組和永久磁鐵的轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，可靠性好，重量輕，維修方便，本錢低。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)包括一個(gè)微處理器、位置檢測(cè)器和電流檢測(cè)器等器件，不僅控制系統(tǒng)較復(fù)雜，對(duì)控制精度和調(diào)節(jié)性能的要求高。其工作時(shí)噪聲較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，體積也比同樣功率的感動(dòng)電動(dòng)機(jī)大一些。目前，正在開(kāi)發(fā)水冷卻開(kāi)光磁阻電動(dòng)機(jī)及其控制器和永磁開(kāi)關(guān)磁

33、阻電動(dòng)機(jī)，其性能將進(jìn)一步提高。綜上所述，在表2-6中列出了電動(dòng)汽車常用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能比擬表2-6 電動(dòng)汽車常用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能比擬工程直流電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)開(kāi)光磁阻電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力中好較好好效率中較高高中壽命中好好好轉(zhuǎn)速范圍較寬較寬寬較寬功率范圍寬寬小較寬可靠性中好較好好轉(zhuǎn)矩/電流比中中高高結(jié)構(gòu)鞏固性差較好中好電動(dòng)機(jī)外形尺寸大中小小電動(dòng)機(jī)質(zhì)量重中輕輕電動(dòng)機(jī)本錢高中中低驅(qū)動(dòng)控制本錢低高高中轉(zhuǎn)矩/慣量比中中較高高永磁同步電機(jī)具有體積小，省電，節(jié)能減排，工作效率高與轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)，比擬符合電動(dòng)汽車所需要的性能好、效率高、體積小、質(zhì)量輕的電機(jī)的開(kāi)展方向。所以本設(shè)計(jì)選取永磁同步電機(jī)。永磁同步電機(jī)的外

34、形參考圖和內(nèi)部電磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-2和圖2-3所示 圖2-2永磁同步電機(jī)外形參考圖 圖2-3內(nèi)部電磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2-4驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性圖在參考了上述有關(guān)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的知識(shí)及電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的根本要求：高電壓小質(zhì)量較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍高效率、低損耗電氣系統(tǒng)的平安性與控制系統(tǒng)的平安性都必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定高可靠性最后列出最終選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)，詳細(xì)見(jiàn)表2-7。表2-7 最終確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)參數(shù)數(shù)值額定功率185kw峰值功率290kw額定轉(zhuǎn)速2500r/min最大轉(zhuǎn)速8000r/min額定扭矩707Nm最大扭矩1414Nm額定電壓512V 關(guān)于額定電壓的選擇：假設(shè)輸出功率不變，

35、那么動(dòng)力電池組的電壓越高，電流就較低；相反的，動(dòng)力電池組的電壓越低，電流就較高。如果電壓高而電流小，那么系統(tǒng)的接頭、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等元件就可以更加細(xì)小一些，方便連接，但要求有更加平安的保護(hù)措施，而且管理系統(tǒng)也更復(fù)雜。如果電壓低而電流大，那么系統(tǒng)的接頭、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等元件就都比擬大，連接要求也較高，而且管理系統(tǒng)相比照擬簡(jiǎn)單。驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓的選擇主要依據(jù)車輛總體參數(shù)的要求來(lái)設(shè)計(jì)，車輛的自重、電池等相關(guān)參數(shù)確定后，才能夠確定電動(dòng)機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。也就是說(shuō)當(dāng)車輛的自重確定后，電池的個(gè)數(shù)就確定了，電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)隨之也確定。但總體要求是，盡可能提高電壓等級(jí)，這樣就可以使得電動(dòng)機(jī)在滿足驅(qū)動(dòng)要求的情況下，使電動(dòng)

36、機(jī)的功率更小一些，電動(dòng)機(jī)的電流也會(huì)小一些，這樣電池的容量選擇、安裝空間、安裝方式等就比擬容易處理。純電動(dòng)大客車電動(dòng)機(jī)的額定電壓選擇范圍為400600V，綜合考慮上述要求后選擇了512V的額定電壓。傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確實(shí)定純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)匹配設(shè)計(jì)主要包括變速器的匹配設(shè)計(jì)和主減速器的匹配設(shè)計(jì)。在電動(dòng)機(jī)輸出特性一定時(shí)，傳動(dòng)系傳動(dòng)比的選擇主要取決于電動(dòng)汽車的動(dòng)力性要求。即最大傳動(dòng)比取決于整車的最大爬坡度，最小傳動(dòng)比取決于整車的最高車速。在確定整車根本參數(shù)時(shí)，已經(jīng)確定了主減速器的速比為6.17，在這里就不再展開(kāi)討論了。3.1 傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇因?yàn)閭鲃?dòng)系最小傳動(dòng)比是變速器最高檔速比與主減速器速比

37、的乘積，是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和汽車的最高車速來(lái)決定的。車速與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系為 3-1式中最高車速,km/h；r輪胎半徑，m；驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，r/min；最小傳動(dòng)比計(jì)算得=16.7，由于主減速器速比，所以3.2 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的選擇傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比是變速器最低檔速比與主減速器速比的乘積，它是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩和車輛最大爬坡度決定的。即 3-2式中 m最大總質(zhì)量,kg； f滾動(dòng)阻力系數(shù)； 風(fēng)阻系數(shù)； A迎風(fēng)面積,； V爬坡速度,kw/h； 傳動(dòng)效率； 在20km/h速度下的爬坡度 r輪胎半徑，m； 最大轉(zhuǎn)矩；計(jì)算得，由于主減速器速比，所以根據(jù)3.1最小傳動(dòng)比和3.2最大傳動(dòng)比的計(jì)算以及變

38、速器相鄰各檔間的傳動(dòng)比比值不宜大于1.8的原那么確定各檔傳動(dòng)比。一檔低速檔速比為2.7；二檔高速檔速比為3.2。動(dòng)力電池選型與參數(shù)匹配不言而喻，動(dòng)力電池系統(tǒng)是整車的能量源，為整車提供驅(qū)動(dòng)電能。動(dòng)力電池的技術(shù)參數(shù)、體積和形狀等都會(huì)影響到純電動(dòng)旅游客車的行駛性能，是純電動(dòng)汽車最重要的子系統(tǒng)之一。純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的參數(shù)匹配主要包括電池類型的選擇、電池組電壓和能量的選擇。比能量高：純電動(dòng)汽車存在續(xù)駛里程短的問(wèn)題，為了緩解這個(gè)問(wèn)題就要求純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池儲(chǔ)存盡可能多的能量，電池組的體積很龐大，而且不能因?yàn)殡姵氐闹亓渴沟眉冸妱?dòng)汽車變得過(guò)重，所以電池如果具有更高的比能量是最好的。2比功率大：比功率影

39、響到純電動(dòng)汽車的負(fù)載行駛能力、爬坡能力和加速行駛能力，為了到達(dá)傳統(tǒng)汽車的水平，就要求電池具有足夠高的比功率；3充放電效率高：電池中能量的循環(huán)必須經(jīng)過(guò)充電放電充電的循環(huán)，充放電效率高能夠節(jié)省不少時(shí)間，保證效率，這也是至關(guān)重要的。4相對(duì)穩(wěn)定性好：動(dòng)力電池應(yīng)當(dāng)在快速充放電和充放電過(guò)程變工況的條件下能保持性能的相對(duì)穩(wěn)定，并且使其在動(dòng)力系統(tǒng)使用條件下能夠到達(dá)足夠的充放電循環(huán)次數(shù)；5使用本錢低：在保證動(dòng)力電池有足夠的使用壽命的情況下，盡量降低電池的本錢，這個(gè)本錢包括原始的購(gòu)置本錢和后續(xù)的使用維護(hù)的本錢。6平安性好 。動(dòng)力電池的開(kāi)展已經(jīng)有一段時(shí)間了，混合動(dòng)力汽車的電池與純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池開(kāi)展歷經(jīng)了三代：從最

40、開(kāi)始的鉛酸蓄電池到堿性蓄電池，包括鎳鎘電池、鋰離子電池、鎳氫電池等，最后到燃料電池。就混合電動(dòng)汽車而言，燃料電池的開(kāi)展最有前景，但技術(shù)上還不太成熟，有待進(jìn)一步的研究。因?yàn)樾铍姵鼐邆渲鴥r(jià)格低廉、技術(shù)成熟、平安耐用等優(yōu)勢(shì)，目前電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置的主要選擇仍然是蓄電池。電動(dòng)車的第一代電源是鉛酸蓄電池，其雖尚有許多缺乏，但是由于本錢售價(jià)低廉與應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別是最近幾年密閉技術(shù)得到迅速的開(kāi)展，所以鉛酸蓄電池在動(dòng)力電源中仍有一定的價(jià)值。鉛酸蓄電池有維護(hù)方便，性能可靠，壽命長(zhǎng)，鉛原料充足的優(yōu)點(diǎn)，但它也有輸出波動(dòng)大，比能量低，充電的時(shí)間長(zhǎng)和低溫性能差等缺點(diǎn)。顯而易見(jiàn)，車用動(dòng)力電池的開(kāi)展如此之迅速，鉛酸蓄

41、電池肯定會(huì)逐步被眾多新型更加適合電動(dòng)汽車用蓄電池所淘汰。 鎳氫電池那么作為曾經(jīng)被人們看好的第二代電池，它曾逐步取代鉛酸電池。鎳氫電池的功率密度和能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鉛酸電池，這使得它日益被應(yīng)用到電動(dòng)汽車上。鎳氫電池的主要優(yōu)點(diǎn)有比功率高，比能量高一次性充電時(shí)可行駛的距離長(zhǎng)，在大電流工作時(shí)也可以平穩(wěn)放電加速爬坡性能好，平安可靠，循環(huán)壽命長(zhǎng)，免維護(hù)，低溫放電性能好，對(duì)環(huán)境不存在任何污染問(wèn)題，可再生利用，符合持續(xù)開(kāi)展的理念。但是鎳氫蓄電池也有本錢高價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。1990年日本的索尼公司首次推出了新型高蓄能電池：鋰離子電池。具有最低負(fù)電動(dòng)式的鋰元素是緊隨氦和氫之后第三種最輕的元素，而且鋰離子電池的化學(xué)反響

42、過(guò)程對(duì)活性材料的應(yīng)力小。鋰離子蓄電池不會(huì)造成二次污染，是一種綠色環(huán)保的電池，很容易被政府環(huán)保部門接受，并且它儲(chǔ)能特性好，所以可以說(shuō)在各種動(dòng)力電池中最具開(kāi)展?jié)摿Φ木褪卿囯x子電池，取代鎳氫電池是毫無(wú)疑問(wèn)的事，成為電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的主流。美國(guó)、日本等汽車興旺國(guó)家和歐盟對(duì)投入了更多的精力到鋰離子電池的研究工作。據(jù)我所知，目前純電動(dòng)汽車，包括本設(shè)計(jì)的純電動(dòng)旅游客車在內(nèi)的動(dòng)力電池都已經(jīng)根本選用鋰離子電池了?？萍奸_(kāi)展是如此的迅速，電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池技術(shù)也會(huì)開(kāi)展的越來(lái)越好，越來(lái)越完善。4.3 動(dòng)力電池類型的選擇能量型和功率型分別是動(dòng)力電池的兩種形式。功率型電池對(duì)純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能非常重要，而對(duì)于目前的純

43、電動(dòng)汽車而言，它的續(xù)駛里程更受關(guān)注，因此，可選用能量型電池，匹配時(shí)主要考慮它的能量要求，從而增加純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。在進(jìn)行動(dòng)力電池類型選擇時(shí)，首先需要綜合考慮純電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)、電動(dòng)汽車的本錢、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型，在根據(jù)電池的功率密度、能量密度、壽命、可靠性和價(jià)格等因素選取適宜的動(dòng)力電池。現(xiàn)列出表格4-1幾種蓄電池的性能比擬圖來(lái)對(duì)各類電池作個(gè)清晰的比擬。表4-1幾種蓄電池的性能比擬電池類型能量密度Wh/kg功率密度W/kg循環(huán)壽命次續(xù)駛里程mile,1mile=1609m充電時(shí)間h能量效率(%)可回收利用率%一般的鉛酸電池33130400608176597Horizon鉛酸電池422408

44、001005-100鎳鎘電池57200200012086599鎳氫電池7025060025069090鋰電池10030012001953-50最近幾年我國(guó)和美國(guó)等企業(yè)根本使用的都是磷酸鐵鋰電池對(duì)動(dòng)力電池，而日本和韓國(guó)那么傾向于使用錳酸鋰電池。我國(guó)各大客車企業(yè)選擇使用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池不僅僅是因?yàn)槠溲h(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高，更是由于優(yōu)良的平安環(huán)保性。該電池技術(shù)上獲得了較大的開(kāi)展。各界普遍認(rèn)為該電池是純電動(dòng)旅游客車的最正確選擇。以下詳細(xì)介紹磷酸鐵鋰電池的各個(gè)特點(diǎn)：1充放電效率相對(duì)高 磷酸鐵鋰電池是鋰離子電池中的二次電池，其最主要用途之一就是被用作HYPERLINK :/baike.so /doc/63

45、12336.html動(dòng)力電池，相對(duì)于NI-Mn、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰電池充放電效率相對(duì)高一些。在 88% - 90%之間。而鉛酸電池約為80%。2 平安性能 磷酸鐵鋰晶體中的磷氧鍵非常穩(wěn)定，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)被分解，不會(huì)像鈷酸鋰一樣形成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，甚至結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱，從而擁有良好的平安性。據(jù)了解，實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小局部樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但從未出現(xiàn)一例爆炸事件，而過(guò)充實(shí)驗(yàn)中使用大大超出自身放電電壓數(shù)倍的高電壓充電，發(fā)現(xiàn)依然有爆炸的現(xiàn)象。盡管如此，其過(guò)充平安性較之普通液態(tài)電解液鈷酸鋰電池，已大有改善。3壽命改善磷酸鐵鋰HYPERLINK :/baike.so

46、/doc/1207846.html電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的HYPERLINK :/baike.so /doc/10594.html鋰離子電池。HYPERLINK :/baike.so /doc/246359.html鉛酸電池的循環(huán)壽命一般來(lái)說(shuō)比擬長(zhǎng)了，但也只是在300次左右，最高也就500次，然而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池循環(huán)壽命最高可以到達(dá)3000次，標(biāo)準(zhǔn)充電5小時(shí)可以使用。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年，最多也就年時(shí)間，但是磷酸鐵鋰電池在同樣的條件下使用，理論壽命將到達(dá)78年。綜合考慮下，理論上性能價(jià)格比為鉛酸電池的4倍以上。4快速放電磷酸鐵鋰電池在大電流2C情況下亦可快

47、速充放電，如果有就可以使電池充滿，起動(dòng)電流可達(dá)2C,是鉛酸電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能到達(dá)的指標(biāo)。5高溫性能磷酸鐵鋰電熱峰值可以達(dá)65C。6超大容量具有相對(duì)較大的容量。單體電池容量最低的可以做到5Ah,最高的那么可達(dá)2000Ah。7無(wú)記憶性可充電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，所以容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。例如鎳鎘、鎳氫電池就存在記憶性，要先放完電再充電，而磷酸鐵鋰電池并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用。8能量比密度高同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的能量比密度可到達(dá)100Wh/kg。9環(huán)保節(jié)能HYPERLINK :/baike.so /doc/109137.html鎳氫等電

48、池本身具有稀有金屬，而鋰離子電池不含任何重金屬與稀有金屬，經(jīng)過(guò)相關(guān)部門認(rèn)證是無(wú)毒，無(wú)污染的，符合歐洲相關(guān)法規(guī)的規(guī)定，是絕對(duì)的綠色環(huán)保電池。反觀鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后如果處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成二次污染，但是磷酸鐵鋰的材料那么毫無(wú)此憂慮。因此該電池又被列入了“十五期間的“863國(guó)家高科技開(kāi)展方案，成為國(guó)家重點(diǎn)支持和鼓勵(lì)開(kāi)展的工程。10電池性能正負(fù)極的材料是影響鋰離子動(dòng)力電池性能的主要因素，近幾年磷酸鐵鋰開(kāi)始作為鋰電池材料使用，2005年7月國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池。它的循環(huán)壽命與平安性能是其它材料無(wú)法相比的，而這些對(duì)動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)是最重要的HYPERLINK :/baike.so

49、 /doc/5018731.html技術(shù)指標(biāo)。磷酸鐵鋰單節(jié)電池過(guò)充電壓到30V不燃燒，穿刺也不爆炸。磷酸鐵鋰電池1C充放循環(huán)壽命到達(dá)2000次。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更容易被串聯(lián)使用，從而滿足純電動(dòng)車頻繁充放電的需要。它具有壽命長(zhǎng)、無(wú)污染、原材料來(lái)源廣泛、無(wú)毒、平安性能好與價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。綜上所述，磷酸鐵鋰電池的各項(xiàng)特點(diǎn)十分符合純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的要求，所以本設(shè)計(jì)選取磷酸鐵鋰電池作為動(dòng)力電池。4.4 本設(shè)計(jì)選取的電池的根本參數(shù) 表4-2 磷酸鐵鋰電池的根本參數(shù)序號(hào)工程規(guī)格備注1標(biāo)稱容量20Ah2標(biāo)稱電壓3標(biāo)準(zhǔn)充電電流0454最大充電電流4C5充電

50、截止電壓6標(biāo)準(zhǔn)放電電流-20607最大放電電流10C8放電截止電壓2V9標(biāo)準(zhǔn)充電時(shí)間23h10重量比能量100Wh/kg11單體質(zhì)量12單體循環(huán)壽命20003000次 圖4-1 磷酸鐵鋰電池的外形參考圖本設(shè)計(jì)磷酸鐵鋰電池根本參數(shù)的選擇是參考目前已有電池的參數(shù)，具體工程未作檢驗(yàn)。具體的電池參數(shù)見(jiàn)圖4-1磷酸鐵鋰電池的外形參考圖與表4-2磷酸鐵鋰電池的根本參數(shù)。4.5 電池組電壓的選擇 在匹配動(dòng)力電池組的電壓時(shí)，要求動(dòng)力電池組的電壓等級(jí)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)相同。并且根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓，確定動(dòng)力電池單體串聯(lián)的節(jié)數(shù)。本課題選取的電機(jī)的額定電壓是512V，所以電池組的電壓也是512V，單個(gè)磷酸鐵鋰電池的

51、電壓是3.2V，所以需要160個(gè)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)。4.6 電池組能量確實(shí)定 純電動(dòng)汽車行駛里程所需的能量可以由下式確定： 4-1式中 P1小時(shí)純電動(dòng)消耗的能量； m最大總質(zhì)量,kg； f滾動(dòng)阻力系數(shù)； 風(fēng)阻系數(shù)； A迎風(fēng)面積,； V常規(guī)車速,kw/h 4-2W為汽車行駛里程S所需的能量。計(jì)算得W=256KWh 串聯(lián)電池組的能量為512V20Ah=10240W,為了到達(dá)總能量的要求，就需要25個(gè)電池組并聯(lián)。綜上所述，所需電池參數(shù)如表4-3所示。表4-3 電池參數(shù)總能量W單體電池電壓?jiǎn)误w電池的容量電池組電壓所需單體串聯(lián)個(gè)數(shù)所需電池組并聯(lián)數(shù)單體電池重量電池組總質(zhì)量256kwh20Ah512V1602

52、52560kg第五章 總體布置設(shè)計(jì)5.1 外形設(shè)計(jì)純電動(dòng)旅游客車的外形與普通的旅游客車比擬像，參考如下列圖5-1某豪華旅游客車。 圖5-1某旅游客車實(shí)際外形以總布置圖為準(zhǔn)。5.2 整車主要技術(shù)參數(shù)整車主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-1。表5-1 客車主要尺寸及技術(shù)性能參數(shù)技術(shù)參數(shù)外形尺寸長(zhǎng)寬高/mm1200025503635軸距/mm5980接近角/離去角/8/8整備質(zhì)量/14000車內(nèi)高/mm2000座間距/mm918/888/966乘客前門寬度/mm905乘客后門寬度/mm790乘客數(shù)/人40最高車速/km/h100最大爬坡度/%25通道寬/mm540前軸荷/后軸荷/kg5667/113335.3 動(dòng)

53、力系統(tǒng)構(gòu)成純電動(dòng)旅游客車的總布置最主要的內(nèi)容就是動(dòng)力系統(tǒng)的布置，只有充分理解了動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成才能很好的完成動(dòng)力系統(tǒng)的布置。以下列圖5-2就是簡(jiǎn)單的動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成圖。電機(jī)控制器圖5-2 動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成圖5.4 動(dòng)力電池組布置動(dòng)力電池組是由電池單元串聯(lián)組成的電池模塊，再由電池模塊串聯(lián)組成的整車的動(dòng)力電池組系統(tǒng)。電池單體經(jīng)過(guò)模塊化封裝后嵌入標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)力電池箱，電池箱具有防水、防塵、防火的功能，能夠支持快速更換。動(dòng)力電池箱由內(nèi)、外箱體兩局部組成，外箱體固定在車架上，內(nèi)箱體那么通過(guò)外箱體內(nèi)部滾輪支撐并由電磁鎖鎖止固定在外箱上。本次設(shè)計(jì)的12m純電動(dòng)旅游客車裝有32個(gè)電池箱，每個(gè)電池箱的根本參數(shù)是16V，50

54、0Ah，80kg。也就是說(shuō)一個(gè)電池箱是5個(gè)單體電池串聯(lián)25個(gè)并聯(lián)的。單個(gè)電池箱體外形圖見(jiàn)圖5-3。考慮到整個(gè)車身的布局和軸荷的分布，把24個(gè)箱體布置在車底盤的中部，由于要給行李倉(cāng)留有一定的空間，所以把剩下的8個(gè)箱體布置在后橋后，左側(cè)靠近駕駛員位置為左側(cè)2個(gè)箱體，右側(cè)6個(gè)箱體。具體的動(dòng)力電池組布置見(jiàn)圖5-4。 圖5-3 電池箱體 圖5-4 動(dòng)力電池組布置圖可以看出本設(shè)計(jì)的電池組布置是雙層的，在保證了足夠體積給行李倉(cāng)的情況下，也使得前后軸荷分布接近1比2。5.5 其它總成布置5.5.1 駕駛區(qū)與乘客區(qū)的布置對(duì)駕駛區(qū)和乘客區(qū)的布置應(yīng)該按照GBT13053-91?客車駕駛區(qū)尺寸?以及GBT13055-90?客車乘客區(qū)尺寸?的要求。駕駛員座椅前后可調(diào)節(jié)范圍80 mm，座墊深度400mm，座墊寬度480mm，背寬度480 mm，靠背高度600mm，靠背角可調(diào)節(jié)范圍16。駕駛區(qū)布置充分考慮