純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含9張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+外文翻譯】-clsj10

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純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及參數(shù)的匹配

電動(dòng)汽車(chē)性能的好壞主要取決于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的選擇與匹配。通過(guò)第二章對(duì)一些常見(jiàn)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的介紹，我們對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各部件的作用有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。本章為了提高電動(dòng)汽車(chē)的性能就整車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提出一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行分析。

目  錄

第1章  緒論 1

1.1 電動(dòng)汽車(chē)概述 1

1.1.1 什么是電動(dòng)汽車(chē) 1

1.1.2 電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn) 1

1.2 研究電動(dòng)車(chē)的目的和意義 2

1.2.1 研究電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)代背景 2

1.2.2 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 4

1.2.3 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì) 4

1.2.3 我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)具有特殊的意義 6

1.3 本論文的主要內(nèi)容 6

第2章 電動(dòng)汽車(chē)及其相關(guān)技術(shù) 7

2.1 電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu) 7

2.2電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 8

2.3 電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力蓄電池和動(dòng)力電機(jī) 10

2.3.1動(dòng)力蓄電池組及其管理系統(tǒng) 10

2.3.2動(dòng)力電機(jī)及其控制原理 12

2.4 本章小結(jié) 14

第3章  電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及參數(shù)的匹配 15

3.1 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 15

3.2 電動(dòng)汽車(chē)功率流分析 16

3.3 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 17

3.3.1 車(chē)輛參數(shù) 17

3.3.2  傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 18

3.3.3  驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配 18

3.3.4  變速器傳動(dòng)比參數(shù)選擇 20

3.3.5 變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 21

3.3.6 主減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 23

3.3.7 各齒輪參數(shù) 24

3.3.8 變速器傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算 24

3.3.9 軸承的校核計(jì)算 28

3.4蓄電池的選擇 30

3.5本章小結(jié) 33

參考文獻(xiàn) 34

致  謝 36

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A0-動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置圖.dwg

A1-半軸.dwg

A1-直流無(wú)刷電機(jī).dwg

主減速器總成.dwg

減速器總成.dwg

變速器裝配圖 .dwg

變速器裝配圖.dwg

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汽車(chē)減速器總.dwg

純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.docx

純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述.doc

純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).docx

輸入軸的零件圖.dwg

輸出軸零件圖 .dwg

輸出軸零件圖.dwg

共 5 頁(yè) 第 1 頁(yè) 譯文標(biāo)題 電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展：過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái) 原文標(biāo)題 者 名 國(guó) 籍 中國(guó)香港 原文出處 ： 摘要 當(dāng)比傳統(tǒng)的石油燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)更環(huán)保時(shí)，這種車(chē)輛被認(rèn)為是綠色環(huán)保的，其中包括混合動(dòng)力汽車(chē)，插電式，燃料電池，生物燃料等可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性的任何非傳統(tǒng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展已有一百多年，但由于各種原因的解釋?zhuān)茨茉诟麟A段得到公眾的認(rèn)可。雖然電動(dòng)汽車(chē)從未大量生產(chǎn)，但混合動(dòng)力汽車(chē)近年來(lái)取得了勢(shì)頭。福特已經(jīng)推出了第二代 用還宣布在 2010 年首次亮相 常規(guī) 比，插電是混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)的新趨勢(shì)，因?yàn)橹灰旭偩嚯x小于充電閾值，那么電動(dòng)模式下行駛距離可以延長(zhǎng)并達(dá)到零排放的可能性。 然而，最近汽車(chē)行業(yè)的電氣化 趨勢(shì)已經(jīng)發(fā)展一段時(shí)間了并將使汽車(chē)行業(yè)發(fā)生徹底的革命。 隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的正確政策和政策的推進(jìn)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展前景將是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。 關(guān)鍵字 ：電動(dòng)汽車(chē) 混合動(dòng)力 插入 綠色 歷史 1 引言 與能源獨(dú)立和環(huán)境問(wèn)題相關(guān)的替代燃料車(chē)輛，特別是電動(dòng)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)已成為全球政府政策的一部分。美國(guó)要求制定更嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)今年發(fā)布新能源汽車(chē)政策，加快推行電力配置， 2011 年達(dá)到 500k 的目標(biāo)。香港在不久的將來(lái)也建立了電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用的明確愿景。 至于汽車(chē)行業(yè)，汽油價(jià)格大幅上漲至超過(guò) 2 美元水平和市場(chǎng)對(duì)此類(lèi)汽車(chē)的需求后，無(wú)聲的綠色解決方案將經(jīng)歷重大轉(zhuǎn)型。該行業(yè)推出更多的燃油高效 較少污染的車(chē)輛進(jìn)入市場(chǎng)。隨著過(guò)去幾年油價(jià)急劇上漲，這一現(xiàn)象推動(dòng)了純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，重新吸引了汽車(chē)制造商和政府。 消費(fèi)市場(chǎng)在替代燃料車(chē)輛以及 電動(dòng)車(chē)輛方面帶來(lái)了顯著的增長(zhǎng)。 行的 究表明，美國(guó)和西歐的 售市場(chǎng)份額呈上升趨勢(shì)。事實(shí)上， 商的 型選擇從 2000 年的兩倍（ 長(zhǎng)到今天的二十多歲。 2007 年， 銷(xiāo)售量已經(jīng)超過(guò)了 30 萬(wàn)輛 自 電動(dòng)車(chē)輛的進(jìn)一步已知承諾將進(jìn)一步改善 產(chǎn)。增加插電式和電動(dòng)汽車(chē)，將加強(qiáng)和加快目前的電氣化趨勢(shì)。 共 5 頁(yè) 第 2 頁(yè) 第一款插電式混合動(dòng)力車(chē)雪佛蘭 及北美最終消費(fèi)者的一批計(jì)劃中的電動(dòng)汽車(chē)，將為市場(chǎng)帶來(lái)一輪新能源汽車(chē)。 一、電動(dòng)車(chē)發(fā)展歷史 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史悠久。自從發(fā)明電動(dòng)機(jī)以來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)有 150 多年了。從簡(jiǎn)單的 不可充電 到現(xiàn)代 技術(shù) 控制系統(tǒng)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展可分為三個(gè)階段： 電動(dòng)汽車(chē)被認(rèn)為是最早的汽車(chē)之一，遠(yuǎn)優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)。在 20 世紀(jì) 20 年代后期至 20 世紀(jì) 30 年代， 汽油車(chē)輛的登記比例為 3： 1，汽油車(chē)輛占有率高達(dá) 20％。這是一種主要的運(yùn)輸工具，在馬車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用，在當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸中得到了廣泛的應(yīng)用。 直到 1930 年，電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)導(dǎo)層被汽油車(chē)開(kāi)發(fā)所取代，無(wú)法重新獲得以下原因：汽油成熟度可以合理成本大批量生產(chǎn)。隨著模具制造過(guò)程革命的大規(guī)模生產(chǎn)，車(chē)輛突然向公眾開(kāi)放，并作為改善生活的途徑。汽油車(chē)在性能和成本方面都領(lǐng)先于超級(jí)電動(dòng)汽車(chē)。城市間旅行的基礎(chǔ)設(shè)施改善和需求需要較長(zhǎng)的旅行距離，以前無(wú)法利用電動(dòng)車(chē)輛。缺乏充電基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)，可靠的電力傳輸和有限的旅行距離，電動(dòng)汽車(chē)不再適應(yīng)消費(fèi)者需求 ，并失去了普通汽油車(chē)的優(yōu)勢(shì)。有限的或沒(méi)有電氣基礎(chǔ)設(shè)施支持迫使早期電動(dòng)汽車(chē)的辭呈和豐富。 汽油廣泛發(fā)現(xiàn)，廉價(jià)燃料的準(zhǔn)備就緒也促成了汽油車(chē)輛的普及。汽油在 20 世紀(jì) 30 年代為車(chē)輛運(yùn)輸提供了直接的便宜的能源。它可以通過(guò)容器攜帶，從而使擁有車(chē)輛的流動(dòng)性得以擴(kuò)大。 20 世紀(jì) 30 年代至 80 年代） 電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)和發(fā)展在 1935 年內(nèi)燃機(jī)接管后的個(gè)人運(yùn)輸中停止。與歐佩克的政治敏感性在 20 世紀(jì) 60 年代和 70 年代創(chuàng)造了能源獨(dú)立的必要性。美國(guó)政府和環(huán)境保護(hù)主義者重新制定了更嚴(yán)格的燃油效率標(biāo)準(zhǔn)，并引發(fā)了該期間董事會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的興趣。 70 年代初的能源危機(jī)驅(qū)使美國(guó)郵政服務(wù)放置了大量的 350 試車(chē)隊(duì)。它是中期發(fā)展的最高節(jié)點(diǎn)。然而，部分原因是由于業(yè)績(jī)有限，其他政府優(yōu)先事項(xiàng)，董事會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施配置的缺乏和公司參與的范圍，這一時(shí)期的發(fā)展很慢。 現(xiàn)代 展由通用汽車(chē)公司生產(chǎn)的 隊(duì)主導(dǎo)。在能源部資助的計(jì)劃之后，福特開(kāi)發(fā)了 收卡車(chē)，豐田提供 V，而本田在 20 世紀(jì) 90 年代末和 21 世紀(jì)初期也有 用。不幸的是，由于政治，經(jīng)濟(jì)，教育和技術(shù)這個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，包括車(chē)輛生產(chǎn)成本和安全問(wèn)題，電動(dòng)車(chē)可 用性的短暫增長(zhǎng)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)到商業(yè)生產(chǎn)中。 本田 用于艦隊(duì)測(cè)試，幾乎所有車(chē)輛已經(jīng)停產(chǎn)，銷(xiāo)毀和回收利用。只有少數(shù)電動(dòng)車(chē)在電動(dòng)汽車(chē)愛(ài)好者手中幸存下來(lái)。 展 然而，在 1999 年至 21 世紀(jì)初期，純電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)了一種新型的電動(dòng)汽車(chē)。 共 5 頁(yè) 第 3 頁(yè) 本田向美國(guó)市場(chǎng)推出首款 田 汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了另一個(gè)里程碑。隨著市場(chǎng)的接受和普銳斯的成功， 術(shù)顯示出成熟和潛力。福特在 “ 曼哈頓坦克 ” 活動(dòng)期間推出了第一款美國(guó)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) 在充氣城市交 通中注冊(cè)了 600 英里 /坦克，開(kāi)啟了 美國(guó)新時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)。截至 2008 年，售總額達(dá)到 上。深刻的是，豐田，本田和福特的下一代 經(jīng)在2009 年引入了更新技術(shù)的進(jìn)一步細(xì)化。燃油效率 也有所提高。 豐田是 技場(chǎng)的明顯領(lǐng)導(dǎo)者，以其 “ 協(xié)同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ” 的體積和范圍。本田和福特公司正在配備完整的混合動(dòng)力車(chē)。通用在混合客車(chē)和卡車(chē)方面也提供了“ 雙模 ” 技術(shù)。 隨著汽油價(jià)格快速上漲，再加上環(huán)保問(wèn)題，社會(huì)責(zé)任重新得到社會(huì)責(zé)任。電動(dòng)車(chē)等 然變得流行起來(lái)。 隨著幾年前 件概念的推出以及日產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)，新一輪的電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展已經(jīng)在未來(lái)幾年復(fù)活到 周轉(zhuǎn)計(jì)劃中。這一 勢(shì)的結(jié)果將在未來(lái)三年內(nèi)出現(xiàn)。 與以往的電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展相比，有以下幾個(gè)因素可以確保未來(lái)的發(fā)展取得成功： 汽車(chē)經(jīng)營(yíng)者是開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的直接目標(biāo)客戶(hù)。市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的方法始終以合理的成本和性能創(chuàng)造出具有競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力的產(chǎn)品。 早期的技術(shù)和環(huán)境采用者將是最初的領(lǐng)導(dǎo)者和用戶(hù)。他們?cè)敢庵С植⒂心芰τ绊懗晒?。各種教育計(jì)劃和電動(dòng)汽車(chē)計(jì)劃也改變了對(duì)燃油效率車(chē)輛的普遍了解以及他們的好處。電動(dòng)汽車(chē)的熱烈接受在未來(lái)幾年是高的。 電站和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展合作受到不同層次的關(guān)注。正在探索各種商業(yè)模式。行業(yè)和政府相信，最終計(jì)劃將在電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模發(fā)布之前達(dá)到。 儲(chǔ)能技術(shù)的改進(jìn)使得鋰電池的使用在車(chē)輛上變得安全。系統(tǒng)管理的復(fù)雜化升級(jí)，并將電動(dòng)汽車(chē)提升到可比較的內(nèi)燃機(jī)水平。最后，適當(dāng)?shù)恼呤切袠I(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。特別稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼將抵消消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)擔(dān)。在政府愿意提供財(cái)務(wù)和戰(zhàn)略支持的情況下，對(duì)產(chǎn)品的投票是自信的。 三，結(jié)論 像許多新興技術(shù)一樣，電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間，但直到最近，技術(shù)還沒(méi)有真正起飛。盡管 汽油車(chē)的良好替代品，并 被媒體廣泛宣傳，但它只是作為中間步驟或近期解決方案的代表。政府法規(guī)和環(huán)境前景，特別是推動(dòng)運(yùn)輸電氣化的采用。電動(dòng)車(chē)將是最終目標(biāo)。事實(shí)上，隨著 2012 年為終端消費(fèi)者推出更多的電動(dòng)汽車(chē)模型，電動(dòng)汽車(chē)的展示將被廣泛認(rèn)可和認(rèn)可。隨著新型電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，同時(shí)也將引進(jìn)電力電子技術(shù)相關(guān)技術(shù)的巨大機(jī)遇。利用這個(gè)機(jī)會(huì)，為綠色發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 共 5 頁(yè) 第 4 頁(yè) 共 5 頁(yè) 第 5 頁(yè) 原文： is it in n, of a to in to V in EV M of 010. to in is in to in a of a as as is an in of be of . s of a a to of a 00k 011. a V in As a is to S$2 to il in as EV A 1) an of EV An EV V In EV 000 to as of EV in 00,000 007[2]. EV EM EV to up a of in to a of in 共 5 頁(yè) 第 6 頁(yè) F he of a of 50 to of be A. of It :1 to in 920s 930s of in 900s. It a in 930, by to be at a & to as a to as in of a to by of no to or no of of in of of in 930s a of It be by of a B. 1930to a as 935. a of 960s 970s. a in in in 0s S a 50 EV It is of to of of C. V V1 M a V up V V as 990s 000s. V of a of V a of 共 5 頁(yè) 第 7 頁(yè) V D. EV 999 000s, a of to S in of it on a 00 in a of S By 008, EV In EV 009 as is in EV on of in GM in as E. s FV of a V EM?s in up of V be in to a be in of V. at to to V of of is in in at to of in of to a of a It is a is to a 共 5 頁(yè) 第 8 頁(yè) EV as a to by it as or in of be In EM V to 012, of be on it in We to 共 5 頁(yè) 第 9 頁(yè) 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ) 外文翻譯成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否 共 5 頁(yè) 第 10 頁(yè) 達(dá)到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語(yǔ)言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。 2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。 — 27 — 理工科類(lèi) 開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱(chēng) 工作單位 課題來(lái)源 課題性質(zhì) 課題名稱(chēng) 純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等） 幾十年來(lái)，隨著傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，世界各國(guó)均面臨能源和環(huán)境危機(jī)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。純電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)能有效解決能源和環(huán)境這兩大危機(jī)。另外，純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行平穩(wěn)、低噪聲、零部件布置靈活多樣化、維修方便、能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)。 電動(dòng)車(chē)作為解決環(huán)境污染的重要可行途徑 , 得到快速發(fā)展。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)今電動(dòng)汽車(chē)主要是改裝設(shè)計(jì)的。在上世紀(jì) 60 年代，我國(guó)就開(kāi)始了純電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)工作，于上世紀(jì) 90 年代掀起了一股研發(fā)熱潮，部分相關(guān)高校、科研院所以及汽車(chē)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車(chē)，相繼研制出電動(dòng)汽車(chē)功能樣車(chē)、性能樣車(chē)和產(chǎn)品樣車(chē)，并開(kāi)始著力推廣其示范運(yùn)行。 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)主要有以下兩種方法：改裝設(shè)計(jì)和全新設(shè)計(jì) 改裝設(shè)計(jì)：選擇一輛與目標(biāo)設(shè)汁的電動(dòng)汽車(chē)在載客量和載質(zhì)量方面都近似的傳統(tǒng)汽車(chē)來(lái)進(jìn)行改裝。移除內(nèi)燃機(jī)，換成電機(jī)。充分利用車(chē) 架上部和下部以及原油箱和座椅下的一些空間來(lái)安放電池。為盡量擴(kuò)大車(chē)廂內(nèi)的有一效空間。全新設(shè)計(jì)：國(guó)外電動(dòng)車(chē)發(fā)展比較早，新研制的電動(dòng)汽車(chē)大部分是采用全新設(shè)計(jì)。即采用新的外形，新的造型、底盤(pán)設(shè)計(jì)用于減小風(fēng)阻，提高續(xù)時(shí)里程。對(duì)車(chē)身、底盤(pán)和電池采取輕量化措施減輕車(chē)身質(zhì)量。用間接驅(qū)動(dòng)式或直接驅(qū)動(dòng)式或電動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)。再用仿真軟件進(jìn)行仿真修改。 萬(wàn)向電動(dòng)汽車(chē)有限公司自 2002 年成立以來(lái)，在高能量聚合物鋰離子動(dòng)力電池、一體化電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)等方面取得了相應(yīng)的 — 28 — 成果，成為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化制造基地和“十一五”純電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)牽頭單位。天津清源電動(dòng)車(chē)輛有限公司等單位研發(fā)的純電動(dòng)轎車(chē)，其整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)型、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已超過(guò)法國(guó)雪鐵龍的純電動(dòng)轎車(chē)和箱式貨車(chē)，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。北京理工大學(xué)等單位聯(lián)合組建了北京理工科凌電動(dòng)車(chē)輛股份有限公司密云電動(dòng)車(chē)輛產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地，并于 2003 年底順利通過(guò)北京市公共交通總公司組織的示范運(yùn)行車(chē)組驗(yàn)收，小批量研 發(fā)生產(chǎn)的四種車(chē)型約 40 輛公交車(chē)投放了北京市奧運(yùn)電動(dòng)車(chē)示范車(chē)隊(duì)運(yùn)行。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和提供的 形式） 一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題 二、 預(yù)期成果和提供的形式 — 29 — 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 在純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需掌握相關(guān)仿真軟件，具備汽車(chē)原理、汽車(chē)設(shè)計(jì)及機(jī)械制圖等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，然后采用電動(dòng)汽車(chē)仿真軟件 立整車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的 真模型。 需要用 進(jìn)行機(jī)械工程圖的繪制，可以充分利用系里的驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。 設(shè)計(jì)相關(guān)的各種手冊(cè)和資料和從學(xué)校圖書(shū)館借閱；另外可以充分利用學(xué)校的數(shù)字圖書(shū)資源，查閱中、英文文獻(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （包括過(guò)去 學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條 件等） 1、完成傳動(dòng)系統(tǒng)的初步掌握，已學(xué)習(xí)完汽車(chē)設(shè)計(jì)課程，已具有一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)； 2、掌握純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需具有機(jī)械制圖和汽車(chē)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，已學(xué)習(xí)過(guò)汽車(chē)?yán)碚摗⑵?chē)設(shè)計(jì)等多門(mén)課程，為設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。 3、已掌握相關(guān)仿真軟件，且熟悉 件的運(yùn)用，可對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為制定優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供依據(jù)。 4、我院已具備 驗(yàn)室，圖書(shū)館，數(shù)字圖書(shū)館等硬件設(shè)施。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1．準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告： 3 周 2．純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 8 周 4． 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明及準(zhǔn)備答辯： 2 周 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） — 30 — 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 文 獻(xiàn) 綜 述 我的論文選題是：純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、文獻(xiàn)查閱的方法與結(jié)果 我從以下途徑查閱了文獻(xiàn)資料： 1． 圖書(shū)館和其他途徑查到以下書(shū)刊文本資料（按照注釋與參考文獻(xiàn)注錄格式列出） [1]付主木 M]械工業(yè)出版社 1 [2]鄒政耀，王若平 M]防工業(yè)出版社 [3]M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4]趙航，史廣奎 M]械工業(yè)出版社 [5] 2． 互聯(lián)網(wǎng)檢索 ，與我論文直接有關(guān)的文獻(xiàn)有以下幾類(lèi)： 1．專(zhuān)著教材類(lèi)： 5 種，如： 2．學(xué)位 論文類(lèi)： 2 種，如： 3．互聯(lián)網(wǎng)資源： 3 種，如： 以上共查閱了有關(guān)文獻(xiàn)資料 10 種，詳見(jiàn)我的資料卡片。 二、國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀 通過(guò)查閱資料和分析，對(duì)我所研究的論題國(guó)內(nèi)外研究的歷史和現(xiàn)狀是： 早在 19 世紀(jì)中期，燃油汽車(chē)出現(xiàn)之前，純電動(dòng)汽車(chē)就在公共場(chǎng)所開(kāi)始應(yīng)用。 1990年，出售的 4200 輛汽車(chē)中， 40%是蒸汽機(jī)汽車(chē)， 38%是電動(dòng)汽車(chē)，剩下的 22%為燃油汽車(chē)。然而，起動(dòng)機(jī)的發(fā)明、燃油汽車(chē)大批量生產(chǎn)技術(shù)的提高，以及充電的不便性，使得純電動(dòng)汽車(chē)再 20 世紀(jì)初退出汽車(chē)市場(chǎng)。 20 世紀(jì) 60 年代， 環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，且化石燃料的匱乏，使人們又開(kāi)始重視純電動(dòng)汽車(chē)。接下來(lái)的幾十年里，驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了較 大的發(fā)展，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的出現(xiàn)也使純電動(dòng)汽車(chē)受到越來(lái)越多的關(guān)注。 目前，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)的各種研究，大多數(shù)都是建立在改裝車(chē)的基礎(chǔ)上的。純電動(dòng)汽車(chē)的改裝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)機(jī)電一體化的綜合工程，純電動(dòng)汽車(chē)改裝后高性能的獲得并不是簡(jiǎn)單地將內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱換成電動(dòng)機(jī)和蓄電池邊可以實(shí)現(xiàn)，它必須通過(guò)對(duì)蓄電池、電動(dòng)機(jī)、變速器、減速器和控制系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配選擇，并且在總體方案布置時(shí)使其連接可靠、軸荷分配合理等才能獲得。而常見(jiàn)的機(jī) 械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案中，因?yàn)閭鲃?dòng)方案及組成與普通汽車(chē)相同，傳動(dòng)系統(tǒng)仍由變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及半軸等組成。雖然這種方案設(shè)計(jì)周期短、可直接采用普通汽車(chē)底盤(pán)的構(gòu)造、造價(jià)低，但是因?yàn)榱悴考?、電?dòng)汽車(chē)總質(zhì)量大、傳動(dòng)效率低，不能滿(mǎn)足純電動(dòng)汽車(chē)整體設(shè)計(jì)和使用性能的要求，現(xiàn)已逐漸被其他傳動(dòng)系統(tǒng)取代。 三、對(duì)已掌握文獻(xiàn)的綜述與分析 對(duì)于我所選論題的現(xiàn)有文獻(xiàn)，總體分析如下： 目前，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)的各種研究，大多數(shù)都是建立在改裝車(chē)的基礎(chǔ)上的。純電動(dòng)汽車(chē)的改裝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)機(jī)電一體化的綜合工程，純電動(dòng)汽車(chē)改裝后高性能的獲得并不 是簡(jiǎn)單地將內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱換成電動(dòng)機(jī)和蓄電池邊可以實(shí)現(xiàn)，它必須通過(guò)對(duì)蓄電池、電動(dòng)機(jī)、變速器、減速器和控制系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配選擇，并且在總體方案布置時(shí)使其連接可靠、軸荷分配合理等才能獲得。 由于電機(jī)可以從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能在較寬速度范圍內(nèi)進(jìn)行有效的工作，這種能力使得它可以省去離合器，而在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)上則需要使用離合器。單一的傳動(dòng)比可以滿(mǎn)足電機(jī)轉(zhuǎn)速與車(chē)輪速度的匹配。電動(dòng)汽車(chē)可以設(shè)計(jì)成不需要齒輪的形式，但是減速器的使用使電機(jī)可以在一定車(chē)速高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這種高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的需求特性可以縮小電機(jī)的尺寸。 與 燃油汽車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)更加靈活，其各部件的放置及選擇具有很大的靈活性。由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速完全可以用電子控制器進(jìn)行全范圍的控制，因此變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就可以有多種不同的選擇，既可用手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器，又可用電子驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)直接變速。 目前，純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下幾種布置方案： 第一種類(lèi)型：機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。 第二種類(lèi)型：機(jī)電集成式傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。 第三種類(lèi)型：電動(dòng)橋傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。 第四種類(lèi)型：電動(dòng)輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。 注釋與參考文獻(xiàn)例： [1]付主木 M]械工業(yè)出版 社 1 [2]鄒政耀，王若平 M]防工業(yè)出版社 [3]M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4]趙航，史廣奎 M]械工業(yè)出版社 [5] 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專(zhuān)業(yè)教研室審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 目 錄 第 1章 緒論 ......................................................... 1 動(dòng)汽車(chē)概述 ................................................... 1 么是電動(dòng)汽車(chē) ............................................. 1 動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn) ............................................. 1 究電動(dòng)車(chē)的目的和意義 ........................................ 2 究電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)代背景 ..................................... 2 外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) ............................... 4 內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì) ............................... 4 國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)具有特殊的意義 ............................. 6 論文的 主要內(nèi)容 ............................................... 6 第 2章 電動(dòng)汽車(chē)及其相關(guān)技術(shù) .......................................... 7 動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu) ............................................. 7 ................................ 8 動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力蓄電池和動(dòng)力電機(jī) ................................ 10 力蓄電池組及其管理系統(tǒng) ................................... 10 力電機(jī)及其控制原理 ....................................... 12 章小結(jié) ...................................................... 14 第 3章 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 及參數(shù)的匹配 .................. 15 動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ................................ 15 動(dòng)汽車(chē)功率流分析 ............................................ 16 動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) .................................. 17 輛參數(shù) .................................................. 18 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 ......................................... 18 驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配 ............................................. 19 變速器傳動(dòng)比參 數(shù)選擇 ..................................... 20 速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................ 21 減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 23 齒輪參數(shù) ................................................ 24 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 速器傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 24 承的校核計(jì)算 ............................................ 28 電池的選擇 ................................................... 30 章小結(jié) ....................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................................ 34 致 謝 .............................................................. 36 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1章 緒論 動(dòng)汽車(chē)概述 么是電動(dòng)汽車(chē) 從車(chē)輛定義上來(lái)講，電動(dòng)汽車(chē)是以車(chē)載電源作為動(dòng)力輸出源，用電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。電動(dòng)汽車(chē)目前分成三類(lèi)：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)。本文僅研究純電動(dòng)汽車(chē)，以下所提電動(dòng)汽車(chē)如果沒(méi)有特別指出都是純電動(dòng)汽車(chē)。 對(duì)我們的生活來(lái)講，電動(dòng)汽車(chē)就不只是我們的代步工具那么簡(jiǎn)單了，它集合了新能源、新材料、新技術(shù)，可以說(shuō)是現(xiàn)代高科技技術(shù)產(chǎn)品。并且，它還可以實(shí)現(xiàn)我們 節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境的迫切愿景，是未來(lái)汽車(chē)的科研方向。 動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn) （ 1）可用能源豐富 電動(dòng)汽車(chē)使用的電能來(lái)源廣泛，并且可以由許多可再生能源獲得，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等，對(duì)石油的依賴(lài)性低。另一方面，可以在晚上給蓄電池充電，避開(kāi)了日間用電高峰，還可以節(jié)約電費(fèi)。 （ 2）零污染或者低污染 由于電動(dòng)汽車(chē)使用蓄電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，汽車(chē)工作過(guò)程中無(wú)排放，避免了內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)排放尾氣的缺點(diǎn)。雖然在電廠(chǎng)發(fā)電過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生各種污染物，而且蓄電池的生產(chǎn)也會(huì)帶來(lái)污染，但是與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的排放相比要輕得多。 （ 3）運(yùn)行平穩(wěn)， 低噪聲 由于電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)，不會(huì)發(fā)出傳統(tǒng)汽車(chē)工作時(shí)的震動(dòng)和噪聲。因此電動(dòng)汽車(chē)即使在高速運(yùn)行時(shí)也不會(huì)給人帶來(lái)不適感。 （ 4）部件布置多樣化，維修方便 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳統(tǒng)系統(tǒng)部件間的連接大多是柔性的電線(xiàn)連接，不完全需要機(jī)械連接，各部間的布置可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活安排。電動(dòng)汽車(chē)的部件維修保養(yǎng)工作量小，有些部件甚至無(wú)需維護(hù)。 （ 5）能量利用率高 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 電動(dòng)汽車(chē)以電能作為動(dòng)力源，由于電流比機(jī)械傳遞能量損耗小，因此電動(dòng)汽車(chē)能量利用率可以到 80%。即使在考慮油井 終能量轉(zhuǎn)換率也可以到 29%左右，而內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)在考 慮各種工況下工作時(shí)能量轉(zhuǎn)換率不足 12%。 究電動(dòng)車(chē)的目的和意義 究電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)代背景 而今人們常常將 為 “ 新能源汽車(chē) ” ，其實(shí) 出現(xiàn)時(shí)間比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)更早。 1834 年 明了第一輛電動(dòng)三輪車(chē)，比 1885 年德國(guó)的 1年。上世紀(jì)末本世紀(jì)初，曾是 分繁榮的時(shí)期， 1890 汽車(chē)，此中 38%為 40%為蒸汽機(jī)汽車(chē)，其余為內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。 1911 年巴黎和倫敦有電動(dòng)出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)。 1912 年在美國(guó)有 輛 1907 年底特律電氣公司出產(chǎn)的 高車(chē)速達(dá) 40km/h?？墒?，由于 用的蓄電池質(zhì)能比低，使用周期短，汽車(chē)的續(xù)駛里程、動(dòng)力性與價(jià)錢(qián)都無(wú)法與快速進(jìn)步的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比。特別是 19 世紀(jì)初做到了大批量出產(chǎn)汽車(chē)， T 型車(chē)的最大功率 20馬力，最高車(chē)速 72km/h，一開(kāi)始的價(jià)格只有 825 美元，到了 1921 年，價(jià)格便宜了 565 美元，將 到汽車(chē)遍地都是的時(shí)期。到 19 世紀(jì) 20 年代 本上競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，汽車(chē)消費(fèi)者更喜歡了內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)?？梢哉f(shuō)這 是 “ 一起一落 ” 。 到 20 世紀(jì) 70 年代，普天之下出現(xiàn)了 3 次石油危機(jī)，使 二次受到青睞。80 年代 開(kāi)發(fā)了 20 世紀(jì)前，全天下賣(mài)了約 60000 輛，大概占世界上汽車(chē)保有量 6 億輛的萬(wàn)分之一。在這之中 動(dòng)車(chē)代表性十分強(qiáng)，使用兩級(jí)減速的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，裝有 20 余塊德科 酸電池，造型悅目，低風(fēng)阻，加速性?xún)?yōu)良， 0～96km/h 在 9s 以?xún)?nèi)提速完成，續(xù)航里程在 120是 最后只制造了 1117 輛，非常可惜地退出了歷史舞臺(tái)。 到 21 世紀(jì)，在石油的價(jià)格一直上漲和環(huán)保意識(shí)不斷提高的背景下， 等到了第二春， 一次被推送到人們的視野中。在布什執(zhí)政時(shí)代，美國(guó)人將研究重點(diǎn)放在氫燃料電池汽車(chē)上，但由于燃料電池造價(jià)昂貴等問(wèn)題，短期內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化的資本而胎死腹中。 在 取得了重要成果，有電池與電機(jī)參與工作的普銳斯汽車(chē)取得了不錯(cuò)成就，燃油耗損得到良好解決并已在世界上賣(mài)了北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 300 多萬(wàn)輛。緊跟著研究人員又將精力放到純 于質(zhì)能比高于鉛酸電池 3們好像又找到了不靠石油 、干凈無(wú)污染的純 內(nèi) 外大量汽車(chē)企業(yè)與電池企業(yè)合作開(kāi)展了新一輪 發(fā)與試驗(yàn)的熱潮，可以說(shuō)這是 “ 三起 ” 吧。 能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)已經(jīng)是當(dāng)今天下列國(guó)發(fā)展必須解決的現(xiàn)實(shí)危機(jī)。隨著化石能源的減少和環(huán)境的惡化，人們?cè)絹?lái)越需要能耗少、污染小、效率高的新型交通工具。純 為以后最具潛力的交通運(yùn)輸工具正快速發(fā)展，并且在天下列國(guó)都倡導(dǎo)并進(jìn)行政策服務(wù)。 我國(guó)在汽車(chē)行業(yè)方面發(fā)展較晚，與其它汽車(chē)工業(yè)發(fā)展成熟的國(guó)家比較之下難免落伍，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等關(guān)鍵零部件技術(shù)層面沒(méi)有掌握核心技術(shù)。雖然我國(guó)汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)已經(jīng)突 破 1800 萬(wàn)輛，是名副其實(shí)的汽車(chē)大國(guó)，但是我們面臨的是大而不強(qiáng)的局面，很是尷尬！想要成為汽車(chē)工業(yè)強(qiáng)國(guó)，那么我國(guó)汽車(chē)工業(yè)必須具有前瞻性，發(fā)展未來(lái)技術(shù)儲(chǔ)備，研發(fā)更高效能新能源汽車(chē)，尤其是純 取掌握新一輪天下汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。 人類(lèi)發(fā)明了汽車(chē)，給我們的生活帶來(lái)了極大便利，但是汽車(chē)也是一把雙刃劍，如何使用關(guān)系著人類(lèi)社會(huì)未來(lái)的發(fā)展。權(quán)且放下我們國(guó)家的汽車(chē)技術(shù)落后于其他國(guó)家汽車(chē)技術(shù)的事實(shí)，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)行業(yè)都遇到的攔路虎：環(huán)境污染和石油缺乏。這兩個(gè)問(wèn)題對(duì)當(dāng)下發(fā)展快速的汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生了不小的沖擊，同時(shí)石油資源在世界范 圍內(nèi)的分布不均使各國(guó)之間摩擦增大，導(dǎo)致一些國(guó)家動(dòng)蕩不安，民不聊生。 傳統(tǒng)汽車(chē)對(duì)外界的影響主要是排放的尾氣，還有發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的 噪聲。工業(yè)化和現(xiàn)代化的時(shí)代發(fā)展 推動(dòng) 了 鋼筋水泥叢林的出現(xiàn) ，使得汽車(chē)內(nèi)燃機(jī) 產(chǎn)生 的 污染物難以 擴(kuò)散 ，城市里人類(lèi)生活區(qū)域內(nèi)空氣污染嚴(yán)重。 另外，燃油汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)是巨大的噪聲來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 都市 中 80%的噪聲污染 來(lái)自 燃油汽車(chē)，我國(guó) 約莫 2/3 的人口生活在 比較 高的噪聲環(huán)境中， 此中有 29%的人們的生活是在 不堪 忍受的噪 音中度過(guò)的。 自從我國(guó)加入 車(chē)行業(yè)發(fā)展速度變快，但汽車(chē)保有量也因此提高，噪聲和環(huán)境污染更加嚴(yán)重，我國(guó)人民的健康受到威脅。燃油汽車(chē)面對(duì)著另一個(gè)難題，石油資源短缺。石油作為能源和它豐富的衍生物都可以在汽車(chē)上產(chǎn)生用途，造成傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)對(duì)石油十分依賴(lài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1950 年到 2010 年全球汽車(chē)保有量增加近 12 倍， 如此多的 汽車(chē) 需要 的石油量 可想而知 。 據(jù)調(diào)查，全世界 石油 儲(chǔ)量可開(kāi)發(fā)不足五十年 ，而我國(guó)近 些 年汽車(chē) 行業(yè)成長(zhǎng)特別快 ，對(duì)石油的 需求一直增長(zhǎng) ， 故思量 到社會(huì) 太平 和持續(xù)發(fā)展我國(guó)要從外國(guó) 采辦 石油。預(yù)計(jì)到 2012 年我國(guó)的汽車(chē)石油年消耗 量將突破 8000億噸 ， 故 解決能源問(wèn)題在我國(guó) 刻不容緩 。 恰是由于傳統(tǒng)汽車(chē)帶來(lái)了環(huán)境和能源問(wèn)題，在這樣的情況下，很多國(guó)家都在北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 加緊研發(fā)新能源汽車(chē)，而純 排放、使用 便利 、 構(gòu)造 相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 獲得公眾 的 承認(rèn) ，被稱(chēng)為 真正 的 “ 綠色汽車(chē) ” ， 故 自上個(gè)世紀(jì) 90 年代后，發(fā)展 看作 解決當(dāng)前問(wèn)題的 重要路子 ，可 減輕 我國(guó)石油需求 壓力 、 阻止都市 環(huán)境惡化、加強(qiáng) 汽車(chē)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面。 所以，研發(fā)純 以解決傳統(tǒng)汽車(chē)造成的環(huán)境和資源問(wèn)題。從能源 方面思量 ，用 的能源是一種可靠的、來(lái)源廣泛的、均衡的、對(duì)環(huán)境友好的能源。從環(huán)境方面 思量 ，純 都市 交通中可實(shí)現(xiàn)零排放或極低排放。 縱然思量 到給這些應(yīng) 能量的發(fā)電廠(chǎng)的排放，使用 能 明顯減輕 全球的 環(huán)境 污染。因此 能預(yù)測(cè) 到， 研究開(kāi)發(fā)純 對(duì)能源、環(huán)境、交通以及尖端技術(shù)的發(fā)展，新型工業(yè)的建立和經(jīng)濟(jì)的 成長(zhǎng)造成巨大 而 長(zhǎng)遠(yuǎn) 的影響 [1,2,3]。 外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 早在 1930 年就有外國(guó)人開(kāi)始研究電動(dòng)汽車(chē)。 1834 年 明了第一輛電動(dòng)三輪車(chē)，比 1885 年德國(guó)的 造出天下上第一輛以汽油為動(dòng)力的三輪汽車(chē)還早 51 年。 1881 年， 一個(gè)法國(guó)工程師也研究了一輛電動(dòng)汽車(chē)，與最早的電動(dòng)車(chē)的區(qū)別在于，最早的電動(dòng)車(chē)采用干電池作動(dòng)力，而這輛采用了可充電的鉛酸電池。后來(lái)過(guò)了五年出現(xiàn)了有軌電車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)隨之興盛。 19 世紀(jì)末期，英法美多家公司開(kāi)始研究電動(dòng)汽車(chē)。此時(shí)電動(dòng)汽車(chē)代表著那時(shí)候車(chē)輛工業(yè)的最高技術(shù)水平。在美國(guó)，機(jī)動(dòng)車(chē)市場(chǎng)被電動(dòng)汽車(chē)?yán)卫伟芽?。但是，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)的各種性能指標(biāo)都比不上內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，汽車(chē)起動(dòng)機(jī)被發(fā)明后，電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)上的銷(xiāo)量急劇下降，到 1930 年可以認(rèn)為其退出了機(jī)動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。 因?yàn)槭澜缟鲜唾Y源有限，并且分布不均，終于在上世紀(jì) 70 年代 爆發(fā)了中東戰(zhàn)爭(zhēng)。所以很多國(guó)家為了降低對(duì)石油的依賴(lài)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)投入了很大的精力。再加上人們環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)汽車(chē)煥發(fā)第二春。 上世紀(jì)末期，美國(guó)三大公司簽訂協(xié)議成立 起研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)電池。1971 年， 開(kāi)始加入電動(dòng)汽車(chē)行列，并研發(fā)出一系列的電動(dòng)汽車(chē)，就在這一年還研發(fā)出了 于 1997 年投入市場(chǎng)。 內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì) 我國(guó)最早在 1920 年出現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)，但是由于當(dāng)時(shí)條件、技術(shù)都不成熟，研究不得不中止。 60 年代初，國(guó)內(nèi)石油匱乏，為了解決能源問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)的北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 研究趨勢(shì)又興盛起來(lái)。 1962 年，上海公用事業(yè)研究所研究開(kāi)發(fā)出了滿(mǎn)載質(zhì)量為968 動(dòng)汽車(chē)。 70 年代，電動(dòng)汽車(chē)的研究在北京、上海、河南、廣州、武漢等地開(kāi)始進(jìn)行，有試制 樣車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)，但因?yàn)橘Y本、人力的分配不好協(xié)調(diào)，研究沒(méi)有繼續(xù)下去。 80 年代，我國(guó) 改革開(kāi)放，一切百?gòu)U待興。政府對(duì)基本情況有了更加清楚地了解，科技水平落后，能源短缺，與世界人均擁有量相差甚遠(yuǎn)。另一方面，能源匱乏和環(huán)保問(wèn)題隨著汽車(chē)保有量的上升愈加嚴(yán)重。因此電動(dòng)汽車(chē)的研制被政府提上日程。 同時(shí)，政府還出臺(tái)相關(guān)電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供政策支持。 1993 年，香港大學(xué)研 發(fā) 出配置功率 45電動(dòng)機(jī)和 264V 鎳蓄電 池的 型電動(dòng)汽車(chē) ；1996 年，中國(guó)遠(yuǎn)望集團(tuán)研制了最高時(shí)速可達(dá) 90h 的 120客車(chē)。 2001 年，科技部 啟動(dòng) 電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)。 7 年 時(shí)間過(guò)去了 ， 這個(gè)科技 專(zhuān)項(xiàng) 得到了長(zhǎng)足發(fā)展，像汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)與整車(chē)技術(shù)都有了空前的進(jìn)步。各種電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)了認(rèn)證試驗(yàn)，已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化考核階段。我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)正在向成熟產(chǎn)業(yè)化成長(zhǎng)階段靠攏。 2008期間奧運(yùn)會(huì)和世 博會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)需求巨大，因此國(guó)內(nèi)加快研發(fā)進(jìn)程，奧運(yùn)會(huì)期間就使用了新型鋰離子電池純電動(dòng)客車(chē)，屬于國(guó)際電動(dòng)大客車(chē)的先進(jìn)水平。 2010 年 8 月， 16 家中央直屬?lài)?guó)有企業(yè)成立聯(lián)盟， 共同參與 電動(dòng)汽車(chē)的 研發(fā) 。參與各方 分為：整車(chē)廠(chǎng)和電動(dòng)汽車(chē)制造廠(chǎng)家：一汽集團(tuán)、東風(fēng)、中國(guó)東方電機(jī)集團(tuán)等；電池廠(chǎng)家：中海油集團(tuán)、有色金屬研究院、中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)等；電池充電站建設(shè)單位：國(guó)家電網(wǎng)、中國(guó)南方電網(wǎng)，中石化等。緊接著東風(fēng)汽車(chē)公司宣布，將在 5 年 內(nèi)陸續(xù) 投入 30 億元專(zhuān)項(xiàng)資金，用于節(jié)能與新能源汽車(chē)的技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。 經(jīng)過(guò)持續(xù)快速發(fā)展，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)逐步累積起自己的研發(fā)能力，整車(chē)產(chǎn)品性能得到提升。電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了較為合理的行業(yè)創(chuàng)新布局體系。通過(guò)自主創(chuàng)新和圍繞電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、清潔燃料汽車(chē)等領(lǐng)域進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利和科研成果 20 多項(xiàng)。幾項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)已經(jīng)取得了重大突破， 某些方面甚至走在了世界同行的前面，處于國(guó)際先進(jìn)水平。如比亞迪自主研發(fā)生產(chǎn)的 電池，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何危害，可以使用 220V 民用電源進(jìn)行充電，在 專(zhuān)用充電站上僅需 15 分鐘左右就可充滿(mǎn)電池 80％的電量。 該電池在使用循環(huán) 2000 次后， 容量仍可維持在 80％以上，基本實(shí)現(xiàn)了與整車(chē)同壽命。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)具有特殊的意義 雖然我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展令世界驚嘆，但是起步晚，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)只能摸著石頭過(guò)河，發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷核心技術(shù)，想要追上發(fā)達(dá)國(guó)家特別困難。但是電動(dòng)汽車(chē)是近些年的新興技術(shù)產(chǎn)品，在技術(shù)研發(fā)上我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家基本上同線(xiàn)起跑。這不僅是挑戰(zhàn)，更是百年難得一遇的機(jī)遇，我們必須抓住這次機(jī)會(huì)，攻克電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不僅要做大，更要做強(qiáng)，這樣才能擁有主動(dòng)權(quán)，不依賴(lài)外國(guó)技術(shù)，形成自己的品牌，在全球汽車(chē)行業(yè)中占有重要一席。 另外，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，同時(shí) 我國(guó)也成為了世界上 最大的能源消耗國(guó) 【 7】 。我國(guó)能源 匱乏 ， 石油、天然氣人均資源僅為世界平均水平的 1／ 15 左右 【 8】 ；化石能源的 使用 使得環(huán)境污染嚴(yán)重，直接影響著生態(tài)平衡和人們的健康。發(fā)展 電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，有效解決環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題，保證國(guó)家能源和環(huán)境安全，對(duì)實(shí)施節(jié)能減排與國(guó)家能源戰(zhàn)略具有重要意義。 論文的主要內(nèi)容 (1)本文介紹了電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)、不同電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)形式、電動(dòng)汽 車(chē)動(dòng)力總成。分析了目前用于電動(dòng)汽車(chē)上的動(dòng)力蓄電池和動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的各種性能指標(biāo)及其相應(yīng)的管理控制系統(tǒng)。 (2)介紹了電動(dòng)汽車(chē)的主要參數(shù)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)各種工況下的受 力進(jìn)行了分析，根據(jù)車(chē) 輛動(dòng)力學(xué)原理建立了車(chē)輛整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型。 (3)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了合理設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方 案進(jìn)行了分析。依據(jù)車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)模型和電動(dòng)機(jī)功率、傳動(dòng)比和電池組容量等參數(shù)設(shè)計(jì)的原則和方法，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的這些參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模，并對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件進(jìn)行了合理選型和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行合理的選擇和匹配。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 第 2章 電動(dòng)汽車(chē)及其相關(guān)技術(shù) 電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)有很大區(qū)別。電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括蓄電池、動(dòng)力電機(jī)、 變速器等部件，去除了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)附件，離合器和部分機(jī)械傳動(dòng)部件。然而，電動(dòng)汽車(chē)高性能的獲得不僅僅是將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)部件換成現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)所需的部件，而是要根據(jù)現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)各部件進(jìn)行合理布置，對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)部件進(jìn)行合理選型，并對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行匹配、優(yōu)化 【 9】 。 動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車(chē)用電能驅(qū)動(dòng)，與傳統(tǒng)汽車(chē)不同的是它通過(guò)柔性的電線(xiàn)傳遞能量，只有部分零部件采用剛性機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比，各部件布置起來(lái)更加方便多樣，提高了汽車(chē)整體的空間使用率?，F(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)子系統(tǒng)組成，即電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng) 【 9】 ?，F(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)很多采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，相應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)的典型結(jié)構(gòu)組成如圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 圖 電動(dòng)汽車(chē)的典型結(jié)構(gòu) 附注 1：雙實(shí)線(xiàn)表示部件間剛性連接，粗實(shí)線(xiàn)表示部件間柔性電線(xiàn)連接，細(xì)實(shí)線(xiàn)表示部件間信號(hào)控制連接，箭頭方向表示部件間電流 和控制信號(hào)流向。 電子控制器根據(jù)外界輸入的信號(hào)發(fā)出指令控制功率轉(zhuǎn)換器。如果同時(shí)收到加速與制動(dòng)信號(hào)同時(shí)輸入，優(yōu)先響應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。功率轉(zhuǎn)換器用來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)和電源之間的電流頻率和幅值。一方面可以把將蓄電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，這樣電動(dòng)機(jī)就可以工作輸出機(jī)械能，另一方面，發(fā)電機(jī)可以回收減速制動(dòng)時(shí)的能量為蓄電池充電。充電系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)一起可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制蓄電池的使用，確保蓄電池能夠不出問(wèn)題，還可以保護(hù)蓄電池。輔助動(dòng)力源為溫度控制單元、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等輔助系統(tǒng)提供能量。 電 力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的功能是把蓄電池與車(chē)體有效連系起來(lái) 【 10】 。 電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)像中轉(zhuǎn)站一樣，把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出給車(chē)輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)，可以說(shuō)是電動(dòng)汽車(chē)的核心系統(tǒng)，所以這個(gè)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣幾乎決定了整個(gè)汽車(chē)的優(yōu)劣?，F(xiàn)在比較常規(guī)的幾個(gè)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)有四種布置， 如圖 示 【 11】 。 第一種類(lèi)型如圖 (a)所示 ，與發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)的傳統(tǒng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造相似，其組成包括差速器、變速器、離合器和電動(dòng)機(jī)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 圖 電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式 第二種類(lèi)型如圖 (b)， (c)所示，電動(dòng)機(jī)具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較寬的調(diào)速性能，去掉 離合器，安裝固定速比的減速器，這樣可減少機(jī)械傳動(dòng)裝置、減小電動(dòng)汽車(chē)的整備質(zhì)量，增大車(chē)內(nèi)空間。這種電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、固定速比減速器和差速器組成。這些部件有兩種布置形式：第一種形式如圖 (b)所示，各部件之間存在中間機(jī)械 傳動(dòng)裝置；第二種形式如圖 (c)所示，同傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)橫向布置，前置前驅(qū)的布 置方式相似，把電動(dòng)機(jī)、差速器和固定速比減速器這三個(gè)部件集成為一個(gè)整體，通過(guò)兩根半軸直接與驅(qū)動(dòng)輪相連接，少了一些中間機(jī)械傳動(dòng)部件，這種結(jié)構(gòu)形式最近幾年在小型電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用最普遍。 第三種類(lèi)型如圖 (d)， (e)所示，雙電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)電子差速，因?yàn)椋?兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由各自的電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)各自的北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 固定速比減速器獨(dú)立的調(diào)節(jié)控制。因此，采用該種結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車(chē)輛不存在機(jī)械差速器。同樣這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)和第二種類(lèi)型一樣也有兩種布置形式，第二種形式如圖 (e)所示，和第一種形式圖 (d)差別并不很多，只是第二種形式電動(dòng)機(jī)直接裝在車(chē)輪里面，進(jìn)一步縮短動(dòng)力從電動(dòng)機(jī) 傳到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳遞路徑。另外，為了提供車(chē)輪理想的轉(zhuǎn)速，可以在電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間裝行星齒輪變速器 (固定速比 )。它不但能提供大的減速比，而且還 能將動(dòng)力輸入軸 和輸出軸布置在一條軸線(xiàn)上 [12]。 第四種類(lèi)型如圖 (f)所示，是一種采用輪轂電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu) 的電動(dòng)汽車(chē)使用低速外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接安裝在車(chē)輪的輪緣上，徹底去掉了減速器、差速器等機(jī)械傳動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速控制完全取決于電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)速控制器。 動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力蓄電池和動(dòng)力電機(jī) 電動(dòng)汽車(chē)能有效地解決現(xiàn)代社會(huì)所面臨嚴(yán)峻的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)人和社會(huì)和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)是多種技術(shù)的融合體，是現(xiàn)代各種學(xué)科的集中體現(xiàn)。發(fā)展、普及電動(dòng)汽車(chē)必須 解決以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)：動(dòng)力蓄電池組及其能量管理系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)。 動(dòng)力蓄電池組為電動(dòng)汽車(chē)的能量源，是主能源子系統(tǒng)的核心部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到整車(chē)性能。因此，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)車(chē)載電源的要求較高，基本要求是：連續(xù)放電率高、自放電率低、充放電性能好；能量密度高、功率密度高、充電時(shí)間短；循環(huán)壽命長(zhǎng)、使用安全可靠；溫度特性好；一致性好；成本低、免維護(hù)，無(wú)污染，可回收性好等。 a、 目前電動(dòng)汽車(chē)上常用的幾種動(dòng)力蓄電池及其特點(diǎn)： (1)鉛酸蓄電池 (經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)發(fā)展的鉛酸蓄電池技術(shù)成熟、具有功率密度高、價(jià)格便宜、可靠性好，大電流放電性好，原材料豐富及鉛的回收率高等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展早期得到了廣泛應(yīng)用。但是其能量密度小、過(guò)充電和過(guò)放電性能差、易自放電、壽命短加上鉛對(duì)人體有毒等缺點(diǎn)，正逐漸被性能高的蓄電池所取代。 (2)鎳鎘蓄電池 (鎳鎘蓄電池是一種堿性蓄電池，其技術(shù)成熟、功率密度高、工作電壓穩(wěn)定、過(guò)充電和過(guò)放電性能好、充電容易、使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但是其比能北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 量低、價(jià)格高、耐溫性差、有記憶性，加上重金屬鎘有劇毒，報(bào)廢后對(duì)環(huán)境造成污染等缺點(diǎn)，限制了鎳鎘蓄電池的推廣應(yīng)用。 (3)鎳氫蓄電池 (鎳氫蓄電池和鎳鎘蓄電池一樣是一種堿性蓄電池，但不一樣的是鎳氫蓄電池不存在重金屬的污染，被稱(chēng)為“綠色蓄電池 "。鎳氫蓄電池具有較高的能量密度和功率密度、 過(guò)放電和過(guò)充電性能好、低溫性能好、使用壽命長(zhǎng)，并可以實(shí)現(xiàn)快速充電等優(yōu)點(diǎn) 【 13】 。除 去 其成本較高，不如鎳鎘電池成熟，其它性能均優(yōu)于鎳鎘電池。因其良好的性能對(duì)用戶(hù)具有很強(qiáng)的吸引力，鎳氫電池正逐步取代鎳鎘電池[91。鎳氫電池的續(xù)駛里程和使用壽命 是鉛酸電池的兩倍，其能量密度和峰值功率密度在實(shí)際使用中較高，在目前已經(jīng)上市的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中，大多數(shù)都采用鎳氫電池，大有后來(lái)者居上的趨勢(shì) 【 14】 。 (4)鋰離子蓄電池 (鋰離子蓄電池和鋰聚合物電池受到美、日、歐等電動(dòng)汽車(chē)研究者的高度重視，其具有能量密度高、充電效率高、工作電壓高、估計(jì)剩余電量容易等優(yōu)點(diǎn)。在能量密度、放電率、充放電壽命及密封性 等方面均滿(mǎn)足了 國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合體 )的中期目標(biāo)， 具備優(yōu)良的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)用電池的性能。但是，鋰離子蓄電池存在快速充、放電性能差、低溫性能差，過(guò)充、放電保護(hù)差；初始投入費(fèi)用高，價(jià)格高等缺點(diǎn)。 (5)鋅 鋅一空氣蓄電池，發(fā)明于 1995 年已有上百年的歷史。美國(guó)及西歐的德國(guó)、瑞典、 荷蘭等國(guó)家均在電動(dòng)汽車(chē)上積極推廣該電池的應(yīng)用。鋅一空氣蓄電池以堿性氫氧化鉀為電解質(zhì)，其具有比能量高、具有大電流持續(xù)放電的能力、自放電效率低、使用性能穩(wěn)定、安全性好、快速的機(jī)械方法充電、不會(huì)造成污染環(huán) 境，原材料能回收重新利用等優(yōu)點(diǎn)而被看好。缺點(diǎn)是不能利用再生制動(dòng)回饋能量 【 9】 。另外，其釋放能量的速度緩慢、功率密 度低，這些缺點(diǎn)限制了其快速發(fā)展。 表 出了 中期目標(biāo) 【 15】 和常見(jiàn)幾種蓄電池的主要性能指標(biāo) 【 16】 。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 表 各種蓄電池的主要性能指標(biāo) b、能源管理系統(tǒng) 為了避免電池在使用過(guò)程中過(guò)度充、放電和蓄電池組件之間的電壓不平衡等因素對(duì)蓄電池的損害，優(yōu)化使用電池能量，延長(zhǎng)電池的使用循環(huán)壽命，必須對(duì)蓄電池的電壓、電流和溫度指示等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。蓄電池的能量管理系統(tǒng)實(shí)際上是以微處理器為核心的電子控制單元，其主要功能： (1)利用各種傳感器對(duì)使用過(guò)程中的蓄電池參數(shù)進(jìn)行檢 測(cè)。檢測(cè)的物理量包括：蓄電池的電壓、電流、溫度，充放電狀態(tài)和放電深度等； (2)根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)估計(jì)電池的剩余能量，即估計(jì)荷電狀態(tài) ； (3)進(jìn)行充放電 的控制，根據(jù)檢測(cè)的蓄電池參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)控制蓄電池的 充放電狀態(tài)，保證蓄電池的正常使用及其性能的穩(wěn)定安全； (4)通過(guò)對(duì)電池測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，控制電池的溫 度，對(duì)電池進(jìn)行熱管理，防止電池溫度過(guò)高； (5)根據(jù)電池各種數(shù)據(jù)的采集，能預(yù)測(cè)電池 的各種性能，出現(xiàn)故障能提前報(bào)警； (6)通用整車(chē)的通信協(xié)議，信息進(jìn)行共享，將電池的 主要信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示等。 動(dòng)力電機(jī)的主要任務(wù)是將儲(chǔ)存在蓄電池中的電能高效率的轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛的機(jī)械能，并能在車(chē)輪制動(dòng)時(shí)將制動(dòng)能回收給蓄電池進(jìn)行充電。動(dòng)力電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的核心部件，是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源 。電動(dòng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中起動(dòng)、加速和減速等操作頻繁，因此對(duì)動(dòng)力電機(jī)有著很高的要求。電動(dòng)汽車(chē)要求動(dòng)力電機(jī)具有高轉(zhuǎn)速、高電壓、體積小、質(zhì)量輕；基速時(shí)具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、較寬的恒功率范圍、較寬的調(diào)速性能；瞬時(shí)功率大、加速性好、過(guò)載能力北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 強(qiáng)；工作效率高、能耗低、能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收；另外，動(dòng)力電機(jī)還要求具有無(wú)驅(qū)動(dòng)噪聲、良好的環(huán)境適應(yīng)性、耐溫和耐潮性能強(qiáng)、可靠性好、壽命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修方便，價(jià)格低，適合大批生產(chǎn)等特點(diǎn)。 電動(dòng)汽車(chē)常用的電動(dòng)機(jī)的基本類(lèi)型如圖 示。 圖 動(dòng)汽車(chē)常用電機(jī)類(lèi)型 (1)直流電 動(dòng)機(jī) 直流電機(jī)是使用最早的一種電動(dòng)機(jī)，傳統(tǒng)上占據(jù)主導(dǎo)地位，其技術(shù)成熟、速度控制簡(jiǎn)單、成本低；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，易于快速啟動(dòng)和停車(chē)；調(diào)速范圍廣、方便，易于平滑調(diào)速。但是其笨重，重量和體積較大，可靠性差，需要定期進(jìn)行維護(hù)；由于結(jié)構(gòu)中存在電刷、換向器等磨損使得效率低，高速運(yùn)行時(shí)還會(huì)產(chǎn)生火花，容易影響車(chē)上電子器件，制約了電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。 (2)交流感應(yīng)電機(jī) 交流感應(yīng)電機(jī)是目前電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用較多的電機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，成本低；免維護(hù)、工作性能穩(wěn)定、可靠性好，使用壽命長(zhǎng)：較直流電機(jī)效率高、體積小、質(zhì)量輕；轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、噪聲小、轉(zhuǎn)速極限高、響應(yīng)快：設(shè)計(jì)和制造工藝成熟。交流感應(yīng)電機(jī)的最大缺點(diǎn)是控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且容易損壞。但是，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和調(diào)速方法的改進(jìn)，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性有較大的改善，逐漸趕超了直流電機(jī)。該電機(jī)在現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)上己被廣泛應(yīng)用。 (3)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全可靠；低速轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、起動(dòng)電流小：轉(zhuǎn)子無(wú)繞阻、工作 效率高、調(diào)頻范圍寬。但是，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)有嚴(yán)重的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使電機(jī)的振動(dòng)高和噪聲大、非線(xiàn)性嚴(yán)重 [17]，控制器復(fù)雜、價(jià)格高。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 該種電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代電 動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用極少。 (4)永磁電機(jī) 永磁電機(jī)因磁場(chǎng)由永磁材料產(chǎn)生，一般采用電流控制，其體積小、調(diào)頻范圍寬、功率密度和效率高、慣性低、響應(yīng)快等，比較實(shí)用于現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)，呈現(xiàn)比較廣闊的應(yīng)用前景。但是其價(jià)格昂貴，同時(shí)大功率的永磁電機(jī)做到體積小、質(zhì)量輕很困難。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步，使得成本不斷下降，永磁電機(jī)是最具有前途的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電機(jī)。 表 出了幾種常用驅(qū)動(dòng)電 機(jī)基本特性的對(duì)比。 表 種電機(jī)的基本性能 項(xiàng)目 直流電動(dòng)機(jī) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 永磁電動(dòng)機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻 電動(dòng)機(jī) 功率密度 低 中 高 較高 過(guò)載能力 (％ ) 200 300～ 500 300 300～ 500 峰值效率 (％ ) 85～ 89 94～ 95 95～ 97 90 負(fù)荷效率 (％ ) 80～ 87 90～ 92 97~85 78～ 86 功率因數(shù) (％ ) 82～ 85 90～ 93 60～ 65 恒功率區(qū) l： 5 l： l： 3 轉(zhuǎn)速范圍 (r／ 4000～ 6000 12000～ 20000 4000～ 10000 >15000 可靠性 一般 好 優(yōu)良 好 結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性 差 好 一般 優(yōu)良 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 控制操作性能 最好 好 好 好 控制器成本 低 高 高 一般 費(fèi)用／軸功率($／ 10 8～ 12 10～ 15 6～ 10 章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了電動(dòng)汽車(chē)的基本結(jié)構(gòu)及其布置方式。介紹并分析了不同電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)形式。詳細(xì)分析了目前用于電動(dòng)汽車(chē)上的各種動(dòng)力蓄電池和動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)及其相應(yīng)的管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 第 3章 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及參數(shù)的匹配 電動(dòng)汽車(chē)性能的好壞主要取決于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的選擇與匹配。通過(guò)第二章對(duì)一些常見(jiàn)電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的介紹，我們對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各部件的作用有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。本章為了提高電動(dòng)汽車(chē)的性能就整車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提出一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行分析。 動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) (1)方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)所依據(jù)的原則：①保證車(chē)輛動(dòng)力性的前提下，有效降低百公里能耗；②能量利用率達(dá)到最大化；④車(chē)輛能達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的續(xù)駛里程；④所選各部件及結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)能實(shí)現(xiàn)合理布置，實(shí)現(xiàn)輕量化；⑤設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有安全性和可實(shí)現(xiàn)性。根據(jù)以上原則，本文提出的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 示。 圖 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (2)方案分析 如圖 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)主要由 3個(gè)電機(jī)，一個(gè)電機(jī)控制器，蓄電 池組和變速裝置組成。其中主電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪運(yùn)動(dòng)，兩后輪分別裝有一個(gè)小型的輪轂電機(jī)，主要是進(jìn)行能量的回收和提供后備功率。車(chē)輛在一般工況下運(yùn)行時(shí)，北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 由蓄電池向主電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)前輪使車(chē)輛正常運(yùn)行；車(chē)輛大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，為了保護(hù)主電機(jī)，這時(shí)由蓄電池分別向前、后電 機(jī)供電，通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器控制 3 個(gè)電機(jī)同時(shí)工作向車(chē)輛提供所需功率； 車(chē)輛在制動(dòng)、下坡等需要減速的工況下工作時(shí)，前后電機(jī)均參與能量的回收，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)四個(gè)車(chē)輪同時(shí)回收能量。這種結(jié)構(gòu)增加能量回收的同時(shí)，提高能量的利用率，有效地增加車(chē)輛的續(xù)駛里程。 動(dòng)汽車(chē)功率流分析 (1)正常工況 車(chē)輛在起步、低負(fù)荷、高速行駛、加速行駛及爬坡等一般工況下運(yùn)行時(shí)，主電機(jī)能提供車(chē)輛行駛過(guò)程中所需的全部功率。不會(huì)因?yàn)檫^(guò)載等因素造成對(duì)主電機(jī)的損壞時(shí)，這時(shí)車(chē)輛僅僅通過(guò)主電機(jī)提供的動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的能量傳遞線(xiàn)路為蓄電池 主電機(jī) 驅(qū)動(dòng)橋 時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的功率流路徑如圖 示。 圖 主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的功率流路徑 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 (3)制動(dòng)與下坡減速工況 車(chē)輛在制動(dòng)、下坡等需要減速的工況下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制器接到減速指令的同時(shí)控制主電機(jī)和輪轂電機(jī)均工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。利用減速制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，這一過(guò)程即是制動(dòng)減速能量的回收過(guò)程。此時(shí)三個(gè)電機(jī)的作用是將車(chē)輛四個(gè)輪上的制動(dòng)減速動(dòng)能同時(shí)回收，增加了能量回收，同時(shí)提高了能量的利用率。能量的回收分為兩條路徑，分別為：前輪 變速器 主電動(dòng)機(jī) )蓄電池；后輪 輪轂電機(jī) )蓄電池。此時(shí)功率流的 路徑如圖 示。 圖 能量回收的功率流途徑 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心系統(tǒng)，其合理的設(shè)計(jì)顯得尤為重要?，F(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方式中，前輪驅(qū)動(dòng)的效率比后輪驅(qū)動(dòng)的效率高，雙電機(jī)輪邊驅(qū)動(dòng)效率比單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)效率高 [19]。本文將前輪驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)輪邊驅(qū)動(dòng)有機(jī)結(jié)合，提高驅(qū)動(dòng)效率的同時(shí)提高能量 回收率。 動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了要滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)布置方面的要求，更最要的是該系統(tǒng)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)主要性能指標(biāo)的要求。該系統(tǒng)主要參數(shù)包括：電動(dòng)機(jī)的參數(shù)、蓄電池的參數(shù)、變速器的變速比以及驅(qū)動(dòng)橋中的最終減速器速比。現(xiàn)階段評(píng)價(jià)電動(dòng)車(chē)的 性能好壞的指標(biāo)，主要有車(chē)輛的動(dòng)力性和續(xù)駛里程。汽車(chē)的動(dòng)力性是指車(chē)輛的最高速度、爬坡能力和加速性能。電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 指車(chē)載動(dòng)力能量源兩次能量補(bǔ)給之間，車(chē)輛所能達(dá)到的最大行駛里程稱(chēng)為電動(dòng)氣車(chē)的續(xù)駛里程 【 12】 。 輛參數(shù) 表 純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)參數(shù)表 基本參數(shù) 參數(shù)值 基本參數(shù) 參數(shù)值 整車(chē)質(zhì)量 m/550 主減速器傳動(dòng)比 動(dòng)阻力系數(shù) f 距 L/500 機(jī)械效率 η 輪滾動(dòng)半徑 r/m 風(fēng)阻力系數(shù) 風(fēng)面積 A/轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) δ 表 純電動(dòng)汽車(chē)性能參數(shù)表 基本性能參數(shù) 參數(shù)值 基本性能參數(shù) 參數(shù)值 最高車(chē)速 km/h ≥80 續(xù)駛里程 /0 最大爬坡度 i 00km/h 加速時(shí)間 /s ≤10 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 圖中， 1：一擋主動(dòng)齒輪； 3：一擋從動(dòng)齒輪； 2：二擋主動(dòng)齒輪； 4：二擋從動(dòng)齒輪； 5：主減速器主動(dòng)齒輪； 6：主減速器從動(dòng)齒輪。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 I：變速器輸入軸； 速器輸出軸； 減速器輸出軸， T：同步器。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配 （ 1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率要滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的最高行駛車(chē)速，故： 2m a x m a 0 0 2 1 . 1 5De a m g f u u? ????????（ 代入數(shù)據(jù)得 （ 2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率 驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率依據(jù)汽車(chē)低速最大爬坡度、百公里加速時(shí)間來(lái)匹配，當(dāng)汽車(chē)以穩(wěn)定車(chē)速爬坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的最大功率為： 21 m a x1 c o s s i 0 0 2 1 . 1 5Dm a x i i m g f u m g f u u??? ??? ? ?????（ 其中， α0km/h，得 當(dāng)汽車(chē)以靜止開(kāi)始加速度 100km/h 時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的最大功率為 [5]： 22 3 6 0 0 1 . 5 2 1 . 1 52a a D au u C A m m g f tt t????? ? ?????（ t 為 10S，得 綜上可得，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率 W。 （ 3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩與峰值轉(zhuǎn)矩 9550n? （ 取 500r/ m。 同理，取 800 r/ ·m。 綜上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)見(jiàn)下表。 電機(jī)參數(shù) 參數(shù)值 電機(jī)參數(shù) 參數(shù)值 額定功率 W 值轉(zhuǎn)矩 N·m 值功率 W 定轉(zhuǎn)速 ne/r/500 額定轉(zhuǎn)矩 N·m 值轉(zhuǎn)速 r/800 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 變速器傳動(dòng)比參數(shù)選擇 （ 1）一檔傳動(dòng)比選擇 依據(jù)整車(chē)低速爬坡時(shí)車(chē)輪獲得的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于所受到的行駛阻力，可知一檔傳動(dòng)比的下限為： 2m a x 1 0m a x m a xc o s s i n 2 1 . 1 5D iT i i g f m g ??? ? ? （ 得： 同時(shí)，一擋下最大驅(qū)動(dòng)力不大于地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的最大附著力，可得一檔傳動(dòng)比的上限為： m a x 1 0T i i ??（ 據(jù)一般路面條件，取 φ=： 綜上： （ 2）二檔傳動(dòng)比選擇 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速下，對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩 生的最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于最高車(chē)速下的行駛阻力，故二擋傳動(dòng)比 下限為： 2m a a . 1 5g f u ????????? （ 得： 同時(shí)，在 10%的滑移率下， 滿(mǎn)足最高車(chē)速的要求： m a a 90 . 3 7 7 u? （ 得： 綜上： 由于一般乘用車(chē)的 2~18[6]， 為使換擋平順， ??1??2≤ 所以本文選擇 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 一擋齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 首先選擇材料及確定許用應(yīng)力 齒輪 1 和齒輪 3 均選用 20經(jīng)過(guò)表面滲碳、淬火和回火。 20500曲疲勞強(qiáng)度 ζ50變速器的使用應(yīng)滿(mǎn)足高可靠度的要求，故取安全系數(shù) ]。由 ? ?? ???? ????? ???（ 得： [ζ [ζ1000[ζ [ζ425 然后按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪按 7 級(jí)精度制造，取載荷系數(shù) K=寬系數(shù)d?=輪 1 上的轉(zhuǎn)矩 齒輪 ×η 軸承 =選螺旋角 β=20o。取 9，則 0，則實(shí)際傳動(dòng)比112zi z? = 因齒形系數(shù)11 3 2 2 . 9 0c o sv ??，22 3 8 4 . 3 6c o sv ??，則 因? ? ? ?1 1 3 3130 . 0 1 0 6 0 . 0 0 9 2F a S a F a S Y Y??? ? ?，故應(yīng)對(duì)齒輪 1 進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 法向模數(shù)： ? ? 21113 2112 c o sF a S an z ????（ 求得 。 中心距： ? ?122 c o z ? = a=150 則： ? ?12c o s 2 2 5 8 2 22nm z ? ????， 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 齒輪 1 分度圓直徑11 ?=寬1= 取 05 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 12113 . 5 4d u???? （ 取 ， 則： ζH=ζH]，安全。 齒輪的圓周速度 2211 3 1 1 . 3 4 / 1 5 /6 0 1 0m s m s?? ? ?? ，因此選 7 級(jí)精度是合適的。 二擋齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）選擇材料及確定許用應(yīng)力 齒輪 2 和齒輪 4 均選用 20經(jīng)過(guò)表面滲碳、淬火和回火。 20500曲疲勞強(qiáng)度 ζ50變速器的使用應(yīng)滿(mǎn)足高可靠度的要求，故取安全系數(shù) 理可得： [ζ [ζ1000[ζ [ζ425 （ 2）按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪按 6 級(jí)精度制造，取載荷系數(shù) K=寬系數(shù)d?= 齒輪 2 上的轉(zhuǎn)矩 齒輪 ×η 軸承 = 由 45： z1+z3=z2+ ?4??2= 則 6， 3，實(shí)際傳動(dòng)比 2 2 5 8 2 2? ? ??? ， 22 ?=寬2= 取 05 （ 3）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 12113 . 5 4d u???? （ 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 取 ， 則： ζH=ζH]，安全。 （ 4）齒輪的圓周速度 2222 3 2 5 . 7 2 / 3 0 /6 0 1 0m s m s?? ? ?? ，因此選 6 級(jí)精度是合適的。 減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）選擇材料及確定許用應(yīng)力 齒輪 5 和齒輪 6 均選用 20經(jīng)過(guò)表面滲碳、淬火和回火。 20500曲疲勞強(qiáng)度 ζ50變速器的使用應(yīng)滿(mǎn)足高可靠度的要求，故取安全系數(shù) 理可得： [ζ [ζ1000[ζ [ζ425 （ 2）按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪按 8 級(jí)精度制造，取載荷系數(shù) K=寬系數(shù)d?=輪 5 上的轉(zhuǎn)矩 1× 齒輪 ×η 軸承 =選螺旋角 β=20o。取 0，則 8，則實(shí)際傳動(dòng)比605zi z? = 因齒形系數(shù)55 3 2 4 . 1 0c o sv ??，66 3 1 1 8 . 1 1c o sv ??，則 因? ? ? ?5 5 6 6560 . 0 1 0 4 0 . 0 0 9 5F a S a F a S Y Y??? ? ?，故應(yīng)對(duì)齒輪 1 進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 法向模數(shù)： ? ? 25523 2552 c o sF a S an z ????（ 求得 。 中心距： ? ?562 c o z ? = a=255 則： ? ?56c o s 2 2 1 5 2 72nm z ? ????， 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 齒輪 5 分度圓直徑55 ?=寬5= 取 50 （ 3）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 12113 . 5 4d u???? （ 取 ， 則： ζH=ζH]，安全。 （ 4）齒輪的圓周速度 2255 3 7 . 1 3 / 1 0