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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
The content is designed general design of oil-electric hybrid microbus．Mainly design of a low oil consumption, low emission of energy conservation and environmental protection miniature passenger cars. Faced with a mini bus on the market situation, hybrid miniature buses to ascend the strategic design, mini bus the competition ability of the enterprise has a very important significance; Also to the increasingly serious environmental problem made improvement.
This design for hybrid cars power system structure and working principle of a study, work the vehicle driving system and the overall coordination body chassis and according to its structure and the relationship between the principle, determine the oil - electric hybrid mini bus the general structure and the overall plan and make hybrid system of drive systems, auxiliary power system and the part such as design and calculation of the battery and the choice; Complete driving system component selection and matching parameters; Research the braking energy and recycling. This paper expounded from whole hybrid car on the working principle and control strategy. Based on the original car completed a hybrid car dynamic system design. The dynamic performance and efficiency are checked, and compared with the original mini bus, validation hybrid each parameter selection of rationality and the hybrid's superiority.
Key words: HEV；Hybrid Electric Bus；Driving System；Parameter Matching；Control Strategy
目 录
摘 要I
ABSTRACTII
目 录1
第1章 绪 论1
1.1课题研究的目的和意义1
1.2 混合动力汽车概述1
1.3混合动力汽车的现状及发展趋势2
1.3.1国内混合动力汽车的发展现状2
1.4 研究的基本内容和拟解决的主要问题4
1.4.1论文主要研究内容4
1.4.2 拟解决的主要问题4
第2章 汽车总体设计5
2.1课题设计的任务5
2.2汽车形式的选择5
2.2.1轴数选择5
2.2.2驱动形式5
2.2.3布置形式5
2.3汽车主要参数的选择6
2.3.1汽车主要尺寸的确定6
2.3.2汽车质量参数的确定7
2.4汽车的总体布置8
2.4.1汽车整车布置的基准线8
2.4.2汽车各部件的布置8
2.5本章小结10
第3章 混合动力系统控制策略11
3.1控制目标11
3.2总体控制方案11
3.3整车启动工况控制策略11
3.4驱动行驶工况控制策略12
3.4.1低速小负荷行驶工况12
3.4.2中速中负荷行驶工况13
3.4.3加速和高速行驶工况15
3.4.4减速制动工况控制策略16
3.5本章小结16
第4章 混合动力驱动系统的总体设计17
4.1混合动力驱动系统的基本结构和工作原理17
4.1.1常规串联式HEV驱动系统17
4.1.2常规并联式HEV驱动系统18
4.1.3常规混联式HEV驱动系统19
4.2混和动力驱动系统总体设计20
4.2.1驱动系统结构的确定20
4.2.2电能分配机构的选择20
4.3各部件选择21
4.3.1电机参数的选择21
4.3.2电池的选择25
4.4本章小结27
第5章 整车性能分析28
5.1整车动力性分析28
5.4 本章小结33
结 论34
参考文献35
致 谢37
附 录38
A外文翻译38
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（Hybrid Electrical Vehicle, 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（Electric Vehicle ,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Gulliver U520 ESP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
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