毕业论文-12m纯电动旅游客车总布置设计

本科毕业设计论文题目12M纯电动旅游客车总布置设计学院机械工程学院专业车辆工程班级2010级车辆01班学号学生姓名指导老师提交日期2014年6月10日12M纯电动旅游客车总布置设计摘要人类的科技在工业化时代以来得到了巨大的发展，自汽车发明以来，汽车就受到了人们的热烈欢迎。但是随之而来的是空气污染和资源短缺的问题，因此新能源客车应运而生，而纯电动客车作为其中主要的组成部分，已经被各国和各大汽车公司投以巨资研发。本次设计的主要内容是12M纯电动旅游客车的动力选型和总体布置。动力选型包括驱动电机与动力电池的选型，以及传动系统参数的确定，总布置包括动力系统的布置，驾驶区和乘客区的布置以及其它系统布置。对主要参数进行合理的计算，并且借助CAXA和CAD等软件绘制出总布置图及相关的局部安装图。关键词纯电动旅游客车，新能源，动力选型，总布置GENERALARRANGEMENTDESIGNOF12MPUREELECTRICTOURISTBUSABSTRACTHUMANTECHNOLOGYHASBEENDEVELOPEDHUGELYSINCETHEINDUSTRIALAGESINCETHEINVENTIONOFVEHICLE,ITWASWARMLYWELCOMEDBYPEOPLEBUSESASONEOFITALSOHASBROUGHTALOTOFCONVENIENCETOHUMANLIFEBUTTHEAIRPOLLUTIONANDSHORTAGEOFRESOURCESAPPEARED,THUSTHENEWENERGYBUSCAMEINTOBEINGANDTHEPUREELECTRICBUSHAVEBEENRESEARCHEDBYMANYCOUNTRIESANDTHEMAJORCARCOMPANIESWITHALOTOFMONEYASTHEMAJORPARTOFNEWENERGYBUSTHEMAINDESIGNISPOWERSELECTIONANDGENERALARRANGEMENTOF12MPUREELECTRICTOURISTBUSPOWERSELECTIONINCLUDESDRIVEMOTORSELECTIONANDBATTERYSELECTION,ASWELLASDETERMININGOFTHETRANSMISSIONPARAMETERS,GENERALARRANGEMENTINCLUDESARRANGEMENTOFPOWERSYSTEM,DRIVINGAREAANDPASSENGERAREA,ANDOTHERSYSTEMINADDITION,ICALCULATETHEMAINPARAMETERLEGITIMATELYANDUSECAXAANDCADTODRAWGENERALARRANGEMENTANDRELATEDINSTALLATIONDIAGRAMKEYWORDSPUREELECTRICTOURISTBUS,NEWENERGY,POWERSELECTION,GENERALARRANGEMENT目录中文摘要英文摘要第1章绪论111选题的背景与意义112电动汽车的国内外发展现状213电动汽车的关键技术4131整车技术4132电池技术4133驱动电机及其控制技术4134整车控制技术5135电动车充电技术514纯电动汽车的特点515本设计主要研究的内容和思路5第2章驱动电机的参数匹配和选型621整车基本参数的确定622整车目标性能的确定823驱动电机参数计算与匹配9231电动机额定功率与最大功率的匹配9232电动机额定转速与最大转速的选择11233电动机额定转矩与最大转矩的计算1124驱动电机的选择12第三章传动系统参数的确定1731传动系最小传动比的选择1732传动系最大传动比的选择1733确定各档传动比18第四章动力电池选型与参数匹配1941纯电动汽车对动力电池的要求1942动力电池的发展历史1943动力电池类型的选择2044本设计选取的电池的基本参数2345电池组电压的选择2546电池组能量的确定25第五章总体布置设计2651外形设计2752整车主要技术参数2753动力系统构成2854动力电池组布置2955其他总成布置30551驾驶区和乘客区的布置30552空调系统和逃生窗的布置31553主控器和变频器等布置31第6章全文总结与展望3461论文总结3462工作展望34参考文献35致谢36第1章绪论11选题的背景与意义随着世界人口和经济的增长，人类对能源的需求量越来越大。不仅仅是由于石化能源无法再生，而且资源的消耗量也日益增长。国际上的专家预测按照现在的发展进度来算，人类只能再使用石油220年，天然气也只能够人类开采60年，而煤更是只有40年的储量。世界能源短缺的问题常常使得世界各国间出现矛盾，甚至爆发战争，过多的排放温室气体导致了大量气候性的灾难，人类的生活质量也受到环境污染很大的影响，这些问题都引起了各国高度重视，促使他们抓紧时间研究环保节能的新能源产品。20世纪后期，科学技术得到了快速发展，电动客车已经成为了公共交通出行工具中最热门的选择。不管是从汽车尾气排放的问题造成的PM25（大气悬浮颗粒）严重超标，还是从过量的二氧化碳排放造成的温室效应方面，都使人们树立了更加深刻的环境保护意识。因此，对电动客车的大力研究和发展都已经成为了世界各国关注的焦点。美国、日本和欧盟等汽车强国都将研究发展新能源汽车上升到了国家战略的高度，电动客车产业化的进程也被大大加快。因为电动客车具有载客量大、空间大、适合城市公共交通等特点深受社会、企业和政府的重视和关注。相关数据表明，全国从2012年起50家客车企业中就有21家涉及新能源客车领域，而且从2011年开始新能源客车的销售量由2044辆增长到6614辆，已经具备一定的市场。众所周知内燃机汽车会产生废气，而电动客车则不会，这样对空气环境就不会造成太大的污染，是相当绿色环保的产品。对电动客车的相关研究表明，它的能源效率非常高，毫无疑问已经超过了汽油机汽车。电动汽车在停止时是不消耗电量的，而在制动过程中，传统发电机的功用就可以由电动机代替，实现制动减速时能量的再利用。另一方面，电动客车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、核能、水力、太阳能、潮汐、风力等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。电动客车较内燃机客车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动客车易操纵。鉴于以上电动客车的种种优点，对12M纯电动旅游客车的总体布置的研究将有十分重要的意义。电动旅游客车将是一种既环保又方便的交通方式，给人们带来舒适的旅游享受时，又保护了环境。12电动汽车的国内外发展现状在国外，诸如美国日本等汽车强国尽管有传统车技术的优势，仍然对电动汽车的研究十分重视。环境问题和能源问题日益突出，国外著名汽车公司都相当重视研究开发电动汽车，如美国日本等发达国家更是花费大量人力财力对其进行研究，并且制定了一些相关的法规和政策来推动电动汽车产业的发展。比如说美国的电动汽车研发计划就提出了著名的PNGV计划和FREEDOMCAR计划。JHFC示范工程、专项研究计划和低公害汽车开发普及行动计划则是日本提出的。欧盟则推出了FP5、FP6、欧盟电动汽车城市运输系统计划等。自“八五”以来，我国在电动汽车领域取得了一定的成果，包括电动汽车（电动公交客车和电动轿车）系统设计与开发，相关的能量存储装置，还有部分零部件与子系统的研制。此外，我国在制定相关标准和政策方面也取得了许多成果，在各地区的试运行也非常成功。中国工程院某院士曾经表示“中国想做汽车业的领头羊，在传统车方面已经是不可能了，但是各国在纯电动汽车方面基本都处于同一起跑线，中国的机会还是很多的。与此同时，我国城市交通堵塞问题严重，环境问题也日益突出，这些问题都说明了发展纯电动汽车是大势所趋、刻不容缓。目前，据了解我国已经在纯电动客车领域出现了有名的企业，他们的部分核心技术已经达到了世界一流水平。”据了解，在纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三类电动汽车中，节油率最高的是纯电动汽车，它的污染最少，与国外技术水平的差距最小，因此更符合我国石油资源短缺并且传统汽车技术发展受限的国情。不想当领导的员工不是好员工，中国一直有一颗当汽车行业领导的心，虽然目前与国外汽车强国的差距很大，通过对纯电动汽车的努力研究，中国还是很有机会在汽车领域崛起的。目前，中国的综合国力在稳步上升，为纯电动汽车领域的研究提供了更坚强的后盾与资本。前一段提到中国力图在新能源汽车的发展上占得先机，来消除与汽车强国在传统车上的差距。因此我国不断发布相关法律和法规，促进国内新技术能源的开发，尽快使新能源汽车得到发展，这些都无疑促使公共交通成为新能源车应用的先锋，国内客车都纷纷进入新能源汽车领域。我国现已具备较强的开发和实现产业化的能力，表11是我国近年研制的部分纯电动汽车的参数。表11我国近年研制的部分纯电动汽车的技术参数产品名称长MM宽MM高MM整备质量/KG最高车速/（KM/H）最大爬坡度（）续驶里程（KM）电池种类电动机种类主要研制单位威乐418516601510130012020230锂离子电池交流异步电机威姿364016601520120010030170锂离子电池交流异步电机天津清源电动车辆有限责任公司比亚迪F3E453317051490153015030300锂离子电池永磁同步电机比亚迪汽车有限公司WINSTONEV8800468717001450120014035300锂离子电池直流电动机深圳温斯顿电池制造有限公司奇瑞M1EV360115871527106012025110锂离子电池永磁同步电机奇瑞汽车股份有限公司BK6120EV1158024903205129308120210锂离子电池交流异步电机BFC6110EV1066025003565120009520300锂离子电池交流异步电机北京理工大学另外从这张表中获得了2辆纯电动客车的信息，对后面的设计起到了参考的作用。安凯、申沃和南车时代是现在国内的纯电动客车比较有代表性的企业。南车时代以机车电机起家,开始逐步进入电动车的领域，其产品以1012米为主,曾在长沙进行批量示范运行。安凯和申沃则不具备自己的核心技术,申沃采用的是北京理工和杭州万向的系统；安凯则采用北京理工和上海雷博的系统而三龙一通作为国内汽车行业的巨头也都开始纯电动汽车的研发,新能源研发部门的成立对宇通来说是一个崭新的开始。13电动汽车的关键技术节能和减排是目前世界各国政府所倡导的，也是汽车企业一直以来的发展方向，发展电动汽车我们就不得不了解下电动汽车的关键技术。电动汽车的关键技术有整车技术、电池技术、驱动电机及其控制技术、整车控制技术和电动车充电技术。131整车技术电动汽车是复杂的产品，包含许多技术与工艺。除驱动电机、动力电池外，车身也包含了许多高新技术。其采用轻质材料如铝、镁优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻3050；高气压子午线轮胎采用高弹滞材料制成，可使汽车的滚动阻力减少50，特别是汽车底部流线型可使汽车的空气阻力减少50。132电池技术电池是电动汽车动力系统的关键，电动机将电池电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮给车辆提供动力。目前动力电池还称不上完美，这也使得电动汽车的发展受到了很大的限制。主要问题是蓄电池比能量比功率都还不够大，这样带来的问题就是续驶里程太短，充电时间太长，使用不方便，成本高，使用寿命短。虽然有上述的种种不足，目前的电动汽车电池技术还是能达到实用化要求的。而且电池技术更新如此之快，相信不久的将来会愈加完善。133驱动电机及其控制技术驱动电机是纯电动汽车的重要系统。蓄电池提供的电源是直流电，直流电机很早就应用于电动汽车上，但是存在许多不足。直流电机作为传统的驱动电机使转子体积和惯性有所增加，机械式换向器受到限制，效率比其他电机低，并且需要经常保养。因此，传统直流电机基本上已经被交流感应电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。134整车控制技术动力总成是整个电动汽车的重要部件，也是电动汽车区别于普通汽车的重要特点和发挥其节能、环保优势的关键，也就成为研究的重点。所以，多能源动力总成控制系统融合了现代电子技术、通信技术、计算机技术和控制技术等最新研究成果。135电动车充电技术车载充电装置是指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，包括车载充电机、车载发电机组和运行能回收充电装置。14纯电动汽车的特点（1）无污染，噪声低（2）能源效率高，且多样化（3）结构简单，使用维修方便（4）动力电源使用成本高，续驶里程短15本设计主要研究的内容和思路由于目前对纯电动旅游客车的研究比较少，直接设计纯电动旅游客车的总体布置会有一定的困难。但是经过我的仔细观察，发现纯电动旅游客车可以理解为纯电动公交客车和传统旅游客车的结合。在外观上纯电动旅游客车跟传统旅游客车更接近，而在动力系统、车内布置上则与纯电动公交车比较像。本次关于纯电动旅游客车的设计的主要内容包含整车基本参数与目标性能的确定，驱动电机参数的计算及选择，动力电池参数的计算及选择，传动比的设计和整车的总布置。在整车总布置这一方面，主要布置关键总成，如驱动电机、变速器、电池组的安装、座椅的布置等总成。特此说明，本设计对部分总成未作布置，并且对机械工艺不做过多研究。第2章驱动电机的参数匹配与选型21整车基本参数的确定整备质量综合以往纯电动客车的整备质量，再考虑到纯电动旅游客车的电池组重量，所以最终选取本次设计整车的整备质量为14000KG。最大总质量本次设计的纯电动旅游客车的乘客数是40个，所以最大总质量设计为17000KG。迎风面积在后面的设计中用CAXA绘制出整车的前视图，不妨利用CAD软件的面域功能直接清楚的计算出其迎风面积。图21就是迎风面积图。图21整车迎风面积图最终得出迎风面积为8。滚动阻力系数滚动阻力系数的选取是参考了汽车理论第9页的滚动阻力系数的数值这个表格。纯电动旅游客车一般行驶的路面是在良好的沥青或混凝土路面，所以选取滚动阻力系数为0016。表21滚动阻力系数F的数值路面类型滚动阻力系数路面类型滚动阻力系数良好的混凝土路面或沥青00100018泥泞土路01000250一般的混凝土路面或沥青00180020干砂01000300碎石路面00200025湿砂00600150良好的卵石路面00250030结冰路面00150030坑洼的卵石路面00350050压紧雪道00300050干燥的00250035压紧土路雨后的00500015风阻系数参考汽车理论第14页各车型的风阻系数，现截取部分制作表格22。最终选定风阻系数为07表22汽车的风阻系数车型风阻系数典型轿车030041货车0610客车0508轮胎半径根据GBT29772008载重轮胎，选取315/75R245型号的轮胎。传动效率选取09。主减速器传动比参考目前客车用主减速器传动比与指导教师的意见，设计为617。整车基本参数绘成表格23。表23整车基本参数参数名称数值0M整备质量14000M最大总质量17000A迎风面积8F滚动阻力系数0016DC风阻系数07R轮胎半径0555M传动效率090I主减速器传动比61722整车目标性能的确定整车目标性能参数见表24。表24目标性能指标名称数值最高车速100KM/H常规车速75KM/H050KM/H加速时间25S最大爬坡度25续驶里程200KM补充说明常规车速取的是75KM/H，之所以取这么高是考虑到纯电动旅游客车经常会在高速道路上行驶，不像一般的城市公交车的行驶道路是在城市内的。23驱动电机参数计算与匹配驱动电机为纯电动汽车提供了所有的功率，所以电动机功率的选择必须满足加速时间、汽车的最高车速、最大爬坡度的要求。对纯电动旅游客车而言，需要大功率的情况主要体现在急加速、爬坡和高速行驶，在中低速匀速行驶阶段需克服的阻力功率很小，因此在设计时要充分利用电动机的过载输出特性提高车辆的加速性能与爬坡能力，同时也要保证在长时间连续工况下的阻力功率在电机额定功率范围以内。因此，纯电动旅游客车驱动电机的动力参数选型的要求有如下四点（1）电机的最大功率必须满足车辆加速性能、爬坡能力和最高车速的要求。（2）电机的额定功率应该覆盖车辆长时间连续运行工况需要的功率范围，且有一定的余量。（3）电机的最大扭矩取决于车辆最大爬坡度的要求。（4）车辆常用工况电机的转速必须尽量靠近电机运行的高效率区，并且电机尽量处于或接近满负载。在驱动电机选型时，本文还未设计变速器（变速器传动比设计在第三章提到），所以计算时按驱动电机直接与主减速器连接来考虑。231电动机额定功率与最大功率的匹配（1）由最高车速来计算所需的功率（MGF）/3600211P152MAXVACDAX式中最高车速所需功率,KW；1M最大总质量,KG；F滚动阻力系数；风阻系数；DCA迎风面积,；MAXV最高车速,KM/H；传动效率计算得164KW1P2爬坡情况下来计算所需功率（MGFCOSMGSIN）V/3600222P152VACD式中最高车速所需功率,KW；M最大总质量,KG；F滚动阻力系数；风阻系数；DCA迎风面积,；V爬坡速度,20KM/H；传动效率；在20KM/H速度下的爬坡度计算得265KW2P3满足加速性能情况下，车辆所需的功率此次设计的客车的加速性能的要求是指客车从0到50KM/H的加速时间小于25秒。（MMGFTT）/3600T233PT2AU51AU523ADUAC式中满足加速性能情况下所需功率,KW；3M最大总质量,KG；风阻系数；DCA迎风面积,；2传动效率；F滚动阻力系数；加速末速度，为50KM/H；AUT加速时间，为25S；旋转质量换算系数，其经验计算公式10270000310382GI0计算得86KW3P综合上述计算，可知电动机的额定功率由最高车速决定，即电动机额定功率164KWNP1电动机的峰值功率由最大爬坡度决定，即电动机峰值功率265KW21PN232电动机额定转速与最大转速的选择驱动电机的额定转速由常规车速确定，即（2RVINEGE3704）式中电动机额定转速，R/MIN；EN变速器传动比；GI主减速器速比0常规车速，KM/H；EVR轮胎半径，M此时是初步设计，即未用变速器，1GI计算得2212R/MINEN电动机的最高转速一般取额定转速的24倍，本设计初步取32倍，所以7077R/MINMAXN233电动机的额定转矩与最大转矩的计算（1）电动机的额定转矩由额定功率额定转速确定即9550708NM（2EMENNP5）2电动机的最大转矩由最大爬坡度确定，即M（20IRFGT6）式中R轮胎半径，M；变速器传动比；GI主减速器速比0传动效率；在爬坡情况下客车受到的力TFSIN152SINGMVACFGMDT计算可得M4103NM经过上述各参数的计算，现初步得到如下表25的参数数据。表25初步设计电机基本参数参数数值额定功率164KW峰值功率265KW额定转速2212R/MIN最大转速7077R/MIN额定扭矩708NM最大扭矩4103NM24驱动电机的选择选择纯电动汽车驱动电机类型的关键是驱动电机的机械特性。当前纯电动汽车很大一部分是选用感应电动机作为驱动电机的。感应电动机的效率高，可以达到90，功率较大,功率因数变化大，鼠笼型的转子结构，具有适合于高速运转的特点。另外，感应电动机便于维修，价格便宜，可靠性高。随着功率变换器和功率电子器件的快速发展，逆变器和变频器采用了矢量控制的方法并被应用到感应电动机的控制器上，这一切使感应电动机具有更好的可控性与宽广的调速范围。目前已经能在市场买到不同生产厂家生产出的不用规格的效率高、技术性能可靠的感应电动机及其变频器和逆变器，并且可以直接为纯电动汽车所用。新式感应电机的转矩控制系统，具有调速范围宽、控制简单、动态响应快等优点。感应电动机也存在许多的不足，比如控制系统的复杂性使得该系统的成本大大提高。永磁电动机的应用越来越广泛了。永磁电动机具有质量功率可以超过1KW/KG，效率更是最高可达97的特点。永磁电动机的转子无励磁绕组，可以进行高速运转，可靠性好，质量轻、体积小，便于维修。其采用矢量控制的变频调速系统，使永磁电动机具有宽广的调速范围。永磁电动机的控制系统要比感应电动机的控制系统简单，而且更便宜。永磁电动机的永磁材料强度较差，以致于大功率的永磁电动机所需的永磁材料需要特别加固，因此，永磁电动机的功率一般都较小。永磁材料在高温作用下发生材料衰退现象是很常见的，电动机需要采用水冷却方式来控制温度在150摄氏度以下。当前永磁材料价格比较高，因此永磁电动机及其控制系统的成本也较高。开关磁阻电动机是一种新型的电动机，它在电动机的转子上，没有滑环、绕组等转子导体和永磁磁铁等装置。它的结构比其他任何一种电动机都简单，其效率可以达到8593,转速可以达到15000R/MIN。它的转矩转速特性好，在较宽的转速范围内，转矩、速度可灵活地控制，并且有高的启动转矩和低的启动功率的机械特性；无励磁绕组和永久磁铁的转子，结构简单、牢固，可靠性好，重量轻，维修方便，成本低。开关磁阻电动机的控制系统包括一个微处理器、位置检测器和电流检测器等器件，不仅控制系统较复杂，对控制精度和调节性能的要求高。其工作时噪声较大，转矩脉动大，体积也比同样功率的感动电动机大一些。目前，正在开发水冷却开光磁阻电动机及其控制器和永磁开关磁阻电动机，其性能将进一步提高。综上所述，在表26中列出了电动汽车常用驱动电机的性能比较表26电动汽车常用驱动电动机的性能比较项目直流电动机异步电动机永磁电动机开光磁阻电动机过载能力中好较好好效率中较高高中寿命中好好好转速范围较宽较宽宽较宽功率范围宽宽小较宽可靠性中好较好好转矩/电流比中中高高结构坚固性差较好中好电动机外形尺寸大中小小电动机质量重中轻轻电动机成本高中中低驱动控制成本低高高中转矩/惯量比中中较高高永磁同步电机具有体积小，省电，节能减排，工作效率高与转速高等优点，比较符合电动汽车所需要的性能好、效率高、体积小、质量轻的电机的发展方向。所以本设计选取永磁同步电机。永磁同步电机的外形参考图和内部电磁结构简图如图22和图23所示图22永磁同步电机外形参考图图23内部电磁结构简图图24驱动电机转矩特性图在参考了上述有关驱动电机的知识及电动汽车驱动系统对电动机的基本要求（1）高电压（2）小质量（3）较大的起动转矩和较大的调速范围（4）高效率、低损耗（5）电气系统的安全性与控制系统的安全性都必须符合国家有关标准和规定（6）高可靠性最后列出最终选定的驱动电机参数，详细见表27。表27最终确定驱动电机的参数参数数值额定功率185KW峰值功率290KW额定转速2500R/MIN最大转速8000R/MIN额定扭矩707NM最大扭矩1414NM额定电压512V关于额定电压的选择假设输出功率不变，则动力电池组的电压越高，电流就较低；相反的，动力电池组的电压越低，电流就较高。如果电压高而电流小，那么系统的接头、开关和导线等元件就可以更加细小一些，方便连接，但要求有更加安全的保护措施，而且管理系统也更复杂。如果电压低而电流大，那么系统的接头、开关和导线等元件就都比较大，连接要求也较高，而且管理系统相对比较简单。驱动电机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计，车辆的自重、电池等相关参数确定后，才能够确定电动机的电压、转速等参数。也就是说当车辆的自重确定后，电池的个数就确定了，电动机的电压等级随之也确定。但总体要求是，尽可能提高电压等级，这样就可以使得电动机在满足驱动要求的情况下，使电动机的功率更小一些，电动机的电流也会小一些，这样电池的容量选择、安装空间、安装方式等就比较容易处理。纯电动大客车电动机的额定电压选择范围为400600V，综合考虑上述要求后选择了512V的额定电压。第3章传动系统参数的确定纯电动汽车的传动系统的参数匹配设计主要包括变速器的匹配设计和主减速器的匹配设计。在电动机输出特性一定时，传动系传动比的选择主要取决于电动汽车的动力性要求。即最大传动比取决于整车的最大爬坡度，最小传动比取决于整车的最高车速。在确定整车基本参数时，已经确定了主减速器的速比为617，在这里就不再展开讨论了。31传动系最小传动比的选择因为传动系最小传动比是变速器最高档速比与主减速器速比的乘积，是由MINMAXGI0I驱动电机的最高转速和汽车的最高车速来决定的。车速与电动机转速的关系为（3MINAXMAX370RV1）式中MAX最高车速,KM/H；R轮胎半径，M；驱动电机最高转速，R/MIN；AXN最小传动比MIN计算得167，I由于主减速器速比，1760I所以72MAXGI32传动系最大传动比的选择传动系最大传动比是变速器最低档速比与主减速器速比的乘积，它是由驱MAXIMING0I动电机的峰值转矩和车辆最大爬坡度决定的。即（3MAX2MAX15SICOSTRVACGFGID2）式中M最大总质量,KG；F滚动阻力系数；风阻系数；DCA迎风面积,；V爬坡速度,KW/H；传动效率；在20KM/H速度下的爬坡度R轮胎半径，M；最大转矩；AXT计算得，819MI由于主减速器速比，760I所以23MING33确定各档传动比根据31最小传动比和32最大传动比的计算以及变速器相邻各档间的传动比比值不宜大于18的原则确定各档传动比。一档（低速档）速比为27；二档（高速档）速比为32。第4章动力电池选型与参数匹配不言而喻，动力电池系统是整车的能量源，为整车提供驱动电能。动力电池的技术参数、体积和形状等都会影响到纯电动旅游客车的行驶性能，是纯电动汽车最重要的子系统之一。纯电动汽车动力电池系统的参数匹配主要包括电池类型的选择、电池组电压和能量的选择。41纯电动汽车对动力电池的要求（1）比能量高纯电动汽车存在续驶里程短的问题，为了缓解这个问题就要求纯电动汽车的动力电池储存尽可能多的能量，电池组的体积很庞大，而且不能因为电池的重量使得纯电动汽车变得过重，所以电池如果具有更高的比能量是最好的。（2）比功率大比功率影响到纯电动汽车的负载行驶能力、爬坡能力和加速行驶能力，为了达到传统汽车的水平，就要求电池具有足够高的比功率；（3）充放电效率高电池中能量的循环必须经过充电放电充电的循环，充放电效率高能够节省不少时间，保证效率，这也是至关重要的。（4）相对稳定性好动力电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下能保持性能的相对稳定，并且使其在动力系统使用条件下能够达到足够的充放电循环次数；（5）使用成本低在保证动力电池有足够的使用寿命的情况下，尽量降低电池的成本，这个成本包括原始的购买成本和后续的使用维护的成本。（6）安全性好。42动力电池的发展历史动力电池的发展已经有一段时间了，混合动力汽车的电池与纯电动汽车动力电池发展历经了三代从最开始的铅酸蓄电池到碱性蓄电池，包括镍镉电池、锂离子电池、镍氢电池等，最后到燃料电池。就混合电动汽车而言，燃料电池的发展最有前景，但技术上还不太成熟，有待进一步的研究。因为蓄电池具备着价格低廉、技术成熟、安全耐用等优势，目前电动汽车动力装置的主要选择仍然是蓄电池。电动车的第一代电源是铅酸蓄电池，其虽尚有许多不足，但是由于成本售价低廉与应用时间最长等特点，特别是最近几年密闭技术得到迅速的发展，所以铅酸蓄电池在动力电源中仍有一定的价值。铅酸蓄电池有维护方便，性能可靠，寿命长，铅原料充足的优点，但它也有输出波动大，比能量低，充电的时间长和低温性能差等缺点。显而易见，车用动力电池的发展如此之迅速，铅酸蓄电池肯定会逐步被众多新型更加适合电动汽车用蓄电池所淘汰。镍氢电池则作为曾经被人们看好的第二代电池，它曾逐步取代铅酸电池。镍氢电池的功率密度和能量密度远远超过铅酸电池，这使得它日益被应用到电动汽车上。镍氢电池的主要优点有比功率高，比能量高（一次性充电时可行驶的距离长），在大电流工作时也可以平稳放电（加速爬坡性能好），安全可靠，循环寿命长，免维护，低温放电性能好，对环境不存在任何污染问题，可再生利用，符合持续发展的理念。但是镍氢蓄电池也有成本高价格昂贵的缺点。1990年日本的索尼公司首次推出了新型高蓄能电池锂离子电池。具有最低负电动式的锂元素是紧随氦和氢之后第三种最轻的元素，而且锂离子电池的化学反应过程对活性材料的应力小。锂离子蓄电池不会造成二次污染，是一种绿色环保的电池，很容易被政府环保部门接受，并且它储能特性好，所以可以说在各种动力电池中最具发展潜力的就是锂离子电池，取代镍氢电池是毫无疑问的事，成为电动汽车用动力蓄电池的主流。美国、日本等汽车发达国家和欧盟对投入了更多的精力到锂离子电池的研究工作。据我所知，目前纯电动汽车，包括本设计的纯电动旅游客车在内的动力电池都已经基本选用锂离子电池了。科技发展是如此的迅速，电动汽车用动力电池技术也会发展的越来越好，越来越完善。43动力电池类型的选择能量型和功率型分别是动力电池的两种形式。功率型电池对纯电动汽车的动力性能非常重要，而对于目前的纯电动汽车而言，它的续驶里程更受关注，因此，可选用能量型电池，匹配时主要考虑它的能量要求，从而增加纯电动汽车的续驶里程。在进行动力电池类型选择时，首先需要综合考虑纯电动汽车的总体设计目标、电动汽车的成本、驱动系统的类型，在根据电池的功率密度、能量密度、寿命、可靠性和价格等因素选取合适的动力电池。现列出表格41几种蓄电池的性能比较图来对各类电池作个清晰的比较。表41几种蓄电池的性能比较电池类型能量密度（WH/KG）功率密度（W/KG）循环寿命（次）续驶里程（MILE,1MILE1609M）充电时间（H）能量效率可回收利用率（）一般的铅酸电池33130400608176597HORIZON铅酸电池422408001005100镍镉电57200200012086599池镍氢电池7025060025069090锂电池1003001200195350最近几年我国和美国等企业基本使用的都是磷酸铁锂电池对动力电池，而日本和韩国则倾向于使用锰酸锂电池。我国各大客车企业选择使用磷酸铁锂动力电池不仅仅是因为其循环寿命长、能量密度高，更是由于优良的安全环保性。该电池技术上获得了较大的发展。各界普遍认为该电池是纯电动旅游客车的最佳选择。以下详细介绍磷酸铁锂电池的各个特点（1）充放电效率相对高磷酸铁锂电池是锂离子电池中的二次电池，其最主要用途之一就是被用作动力电池，相对于NIMN、NICD电池有很大优势。磷酸铁锂电池充放电效率相对高一些。在8890之间。而铅酸电池约为80。（2）安全性能磷酸铁锂晶体中的磷氧键非常稳定，即便在高温或过充时也不会被分解，不会像钴酸锂一样形成强氧化性的物质，甚至结构崩塌发热，从而拥有良好的安全性。据了解，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但从未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸的现象。尽管如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。（3）寿命改善磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。铅酸电池的循环寿命一般来说比较长了，但也只是在300次左右，最高也就500次，然而磷酸铁锂动力电池循环寿命最高可以达到3000次，标准充电5小时可以使用。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就115年时间，但是磷酸铁锂电池在同样的条件下使用，理论寿命将达到78年。综合考虑下，理论上性能价格比为铅酸电池的4倍以上。（4）快速放电磷酸铁锂电池在大电流2C情况下亦可快速充放电，如果有专用充电器，15C充电40分钟内就可以使电池充满，起动电流可达2C,是铅酸电池远远不能达到的指标。（5）高温性能磷酸铁锂电热峰值可以达65C。（6）超大容量具有相对较大的容量。单体电池容量最低的可以做到5AH,最高的则可达2000AH。（7）无记忆性可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，所以容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。例如镍镉、镍氢电池就存在记忆性，要先放完电再充电，而磷酸铁锂电池并未发现此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用。（8）能量比密度高同等规格容量的磷酸铁锂电池的能量比密度可达到100WH/KG。（9）环保节能镍氢等电池本身具有稀有金属，而锂离子电池不含任何重金属与稀有金属，经过相关部门认证是无毒，无污染的，符合欧洲相关法规的规定，是绝对的绿色环保电池。反观铅酸电池中却存在着大量的铅，在其废弃后如果处理不当，将对环境造成二次污染，但是磷酸铁锂的材料则毫无此忧虑。因此该电池又被列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。（10）电池性能正负极的材料是影响锂离子动力电池性能的主要因素，近几年磷酸铁锂开始作为锂电池材料使用，2005年7月国内开发出大容量磷酸铁锂电池。它的循环寿命与安全性能是其它材料无法相比的，而这些对动力电池来说是最重要的技术指标。磷酸铁锂单节电池过充电压到30V不燃烧，穿刺也不爆炸。磷酸铁锂电池1C充放循环寿命达到2000次。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更容易被串联使用，从而满足纯电动车频繁充放电的需要。它具有寿命长、无污染、原材料来源广泛、无毒、安全性能好与价格便宜等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。综上所述，磷酸铁锂电池的各项特点十分符合纯电动汽车动力电池的要求，所以本设计选取磷酸铁锂电池作为动力电池。44本设计选取的电池的基本参数表42磷酸铁锂电池的基本参数序号项目规格备注1标称容量20AH2标称电压32V3标准充电电流05C045C以05CCC（恒流）充电至36V，再CV（恒压）充电直至电流降至005C时截止4最大充电电流4C5充电截止电压36V6标准放电电流02C2060C以02C放电至20V截止7最大放电电流10C8放电截止电压2V9标准充电时间23H10重量比能量100WH/KG11单体质量064KG12单体循环寿命20003000次图41磷酸铁锂电池的外形参考图本设计磷酸铁锂电池基本参数的选择是参考目前已有电池的参数，具体项目未作检验。具体的电池参数见图41磷酸铁锂电池的外形参考图与表42磷酸铁锂电池的基本参数。45电池组电压的选择在匹配动力电池组的电压时，要求动力电池组的电压等级与驱动电动机的电压等级相同。并且根据电动机的电压，确定动力电池单体串联的节数。本课题选取的电机的额定电压是512V，所以电池组的电压也是512V，单个磷酸铁锂电池的电压是32V，所以需要160个磷酸铁锂电池串联。46电池组能量的确定纯电动汽车行驶里程所需的能量可以由下式确定（41）VACFGMPD1523601式中P1小时纯电动消耗的能量；M最大总质量,KG；F滚动阻力系数；风阻系数；DCA迎风面积,；V常规车速,KW/H计算得P9618KW（42）SPTWW为汽车行驶里程S所需的能量。计算得W256KWH串联电池组的能量为512V20AH10240W,为了达到总能量的要求，就需要25个电池组并联。综上所述，所需电池参数如表43所示。表43电池参数总能量W单体电池电压单体电池的容量电池组电压所需单体串联个数所需电池组并联数单体电池重量电池组总质量256KWH32V20AH512V16025064KG2560KG第五章总体布置设计51外形设计纯电动旅游客车的外形与普通的旅游客车比较像，参考如下图51某豪华旅游客车。图51某旅游客车实际外形以总布置图为准。52整车主要技术参数整车主要技术参数见表51。表51客车主要尺寸及技术性能参数技术参数外形尺寸（长宽高）/MM1200025503635轴距/MM5980接近角/离去角/8/8整备质量/14000车内高/MM2000座间距/MM918/888/966乘客前门宽度/MM905乘客后门宽度/MM790乘客数/人40最高车速/KM/H100最大爬坡度/25通道宽/MM540前轴荷/后轴荷/KG5667/1133353动力系统构成纯电动旅游客车的总布置最主要的内容就是动力系统的布置，只有充分理解了动力系统的构成才能很好的完成动力系统的布置。以下图52就是简单的动力系统的构成图。图52动力系统构成图54动力电池组布置动力电池组是由电池单元串联组成的电池模块，再由电池模块串联组成的整车的动力电池组系统。电池单体经过模块化封装后嵌入标准化动力电池箱，电池箱具有防水、防尘、防火的功能，能够支持快速更换。动力电池箱由内、外箱体两部分组成，外箱体固定在车架上，内箱体则通过外箱体内部滚轮支撑并由电磁锁锁止固定在外箱上。本次设计的12M纯电动旅游客车装有32个电池箱，每个电池箱的基本参数是16V，500AH，80KG。也就是说一个电池箱是5个单体电池串联25个并联的。单个电池箱体外形图见图53。考虑到整个车身的布局和轴荷的分布，把24个箱体布置在车底盘的中部，由于要给行李仓留有一定的空间，所以把剩下的8个箱体布置在后桥后，左侧（靠近驾驶员位置为左侧）2个箱体，右侧6个箱体。具体的动力电池组布置见图54。电机控制器图53电池箱体图54动力电池组布置图可以看出本设计的电池组布置是双层的，在保证了足够体积给行李仓的情况下，也使得前后轴荷分布接近1比2。55其它总成布置551驾驶区与乘客区的布置对驾驶区和乘客区的布置应该按照GBT1305391客车驾驶区尺寸以及GBT1305590客车乘客区尺寸的要求。驾驶员座椅前后可调节范围80MM，座垫深度400MM，座垫宽度480MM，背宽度480MM，靠背高度600MM，靠背角可调节范围16。驾驶区布置充分考虑了人机工程学的要求，并且转向盘、仪表台均满足标准要求。确定坐椅的形式。按照国家的有关标准选择乘客坐椅尺寸、坐椅的各种角度和座间距等参数；确定地板通道和内高的尺寸；确定门的位置，以及各种扶手和护栏杆的位置。设计结果乘客区的尺寸坐椅高1082MM，坐椅长696MM，坐椅宽452MM和整个布置达到国家相关标准，舒适性、方便性好。图55就是本次设计的驾驶区座椅和乘客座椅。图56是具体的布置图。图55驾驶区座椅和乘客座椅示意图图56驾驶区座椅和乘客区座椅布置图552空调系统和逃生窗的布置目前大部分客车都装有空调，对旅游客车来说更是必不可少的一个设备。考虑到安全性，还安装了两个逃生窗，详细布置见图57。图57空调系统及逃生窗布置图图中两个逃生窗分别布置在车前部分和车后部分，两逃生窗距离6586MM。553主控器、变频器等布置主控器、变频器、电源变换器和主控开关箱也是纯电动旅游客车的主要器件，其布置不仅影响到轴荷的分配，也是动力管理系统布置重要的一部分。所以，一个合理的布置显得尤其重要。相关布置见图58。图58主控器、变频器等布置图主控器、变频器等布置在车后身的底盘上，图中左1到左4分别为电源变换器，变频器，主控器和主控开关箱。说明本设计12M纯电动旅游客车涉及的系统众多，在本章节中就不一一介绍。具体参考总布置图及其局部功能图。第六章全文总结与展望61论文总结本次设计的主要内容有（1）确定整车基本参数与目标性能。（2）驱动电机参数计算与匹配，选择合适的电机。（3）确定传动系统的参数。（4）动力电池类型的选择，确定具体电池的参数。（5）通过设计动力系统的布置及其他总成布置，完成12M纯电动旅游客车的总体布置。本次设计在参考有关文献及指导教师的意见下，设计出比较合理的动力选型与参数，并使用CAXA与CAD软件绘制出总布置图及其局部功能图。62工作展望由于作者能力有限，对纯电动旅游客车缺乏设计经验，难免有些不足（1）部分参数参考前人经验，存在一定的误差。（2）设计的部分内容可能无法完全投入生产。（3）设计主要精力放在电驱动总布置上，整车工艺方面有待进一步细化。参考文献1杨书兵纯电动旅游客车设计安徽安凯汽车股份有限公司2010年第3期2JLARMINIE，JLOWRY著，闫光辉译环保汽车技术及应用M北京科学出版社，20123马建，张卫钢，刘喜东电动客车的现状与背景J中国公路学会2006年中国客车学术年会论文集西安陕西科学技术出版社，2006，14184李国良，初亮，鲁和安电动汽车续驶里程的影响因素J吉林工业大学自然科学学报，2000，30320235张玲玲节能与新能源汽车年鉴M北京中国经济出版社，201056586范宗武，王波，林伟电动客车动力电池的装配容量与整车轻量化的关系J客车技术与研究，2012，423257余志生汽车理论M北京机械工业出版社，20005208孙逢春电动汽车的发展与趋势科学前沿9张立栋纯电动客车将“领跑“新能源汽车产业10张颖纯电动客车的发展前景与安全管理浅析山西省交通运输管理局11徐迎春纯电动客车技术逐渐成熟200912刘凤君，常青新能源客技术技术现状及发展趋势客车技术2012113杨世春电动汽车设计基础国防工业出版社，2013年7月第1版第1次印刷14麻友良，严运兵电动汽车概论机械工业出版社2012年1月第1版第1次印刷15孙仁云付百学汽车电器与电子技术M机械工业出版社16王望予汽车设计M机械工业出版社，201117陈家瑞汽车构造M机械工业出版社，200918刘鸿文材料力学M高等教育出版社，201119王望予汽车设计M机械工业出版社，201120陈家瑞汽车构造M机械工业出版社，200921刘鸿文材料力学M高等教育出版社，201122GIOVANNIDEFILIPPO,VINCENZOMARANO,RAMTEENSIOSHANSISIMULATIONOFANELECTRICTRANSPORTATIONSYSTEMATTHEOHIOSTATEUNIVERSITY致谢感谢浙江工业大学老师们4年来的谆谆教诲，特别是谢伟东老师和周鸿波老师。谢伟东老师在选题方面给予我很大的帮助，周鸿波老师在具体设计中对我进行细心的指导，使得这次毕业设计顺利完成。同时在此次设计中，班级里同学们提供了很多意见和想法，在此由衷得感谢。最后，由于作者的水平有限，欢迎各位专家批评指正。浙江工业大学毕业设计（论文）任务书一设计（论文）题目12M纯电动旅游客车总布置设计二设计原始参数（1）客车总长12M（2）续驶里程120KM（3）最高车速90KM/H4附件电空调（28000KCAL/H）、辅助转向助力三设计（论文）要求（1）完成总布置设计（2）完成若干局部布置设计四毕业设计（论文）内容1设计（论文）说明书（根据大纲要求）设计计算说明书1份2设计（论文）图纸（1）总布置图1张以上（2）局部布置图3张以上3其它（1）文献综述1篇，4000字以上（2）外文文献翻译12篇，外文印刷字符不低于2万个（3）开题报告1篇，4000字以上五毕业设计（论文）工作期限任务书发给日期2013年11月22日设计（论文）工作自2013年11月22日至2014年6月11日A您好，为你提供优秀的毕业论文参考资料，请您删除以下内容，O_O谢谢ANATIONALSURVEYWASRECENTLYLAUNCHEDTOEVALUATETHEEYEHEALTHOFCHINESECHILDRENANDTEENAGERSONJUNE6,CHINASANNUALNATIONALDAYFOREYEC