1、本科毕业设计(论文)题目：10m 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 01 班 学 号： 201002750118 学生姓名： 马 凯 指导老师： 谢伟东 周鸿波 提交日期： 2014 年 5 月 22 日 浙江工业大学毕业论文10m 纯电动旅游客车总布置设计摘 要随着环境污染的逐渐严重、能源的缺乏，作为无污染、零排放的绿色交通工具-纯电动车越来越受到国内外各大汽车厂商的喜爱，成为当今世界汽车界竞相研发的重点热点。本论文的目的是为了积累电动旅游客车相关方面的技术，主要对电动旅游客车进行了总体设计研究。本论文阐述了电动汽车的研究背
2、景和研究意义、国内外电动客车的发展现状和水平，并且分析了我国社会经济发展对电动客车的需求并提出了相对的策略。研究了纯电动旅游客车的行驶动力性能要求，根据纯电动客车动力传动系统参数的选择与匹配方法对本旅游客车进行动力选型匹配，分析了各种电动机的优缺点，选择交流感应电动机作为动力源。在分析纯电动旅游客车车载储能动力源和动力电池的特性和要求的基础上，研究了目前较先进的磷酸铁锂电池及其充放电特性，并将此电池作为旅游客车的储能源。对前面的选型设计结果进行整合，根据旅游客车的用车要求，给出最终旅游客车的主要技术参数，研究了纯电动旅游客车动力传动系统的构成及布置方式，通过对现行的几种常见的动力传动系统进行了
3、研究与比对，根据纯电动旅游客车对驱动系统的要求，得出了纯电动旅游客车的动力传动系统方案，并给出合适的整车动力系统和电池组的总布置图，绘制整车控制与管理系统图。关键词: 纯电动客车 电动机 磷酸铁锂电池 动力性能 传动系统 浙江工业大学毕业论文IABSTRACTWith the energy deprivation and environment pollution, the Electric Vehicle of zero emission has become more and more popular by the major automobile manufacturers. The r
4、esearch of the electric vehicle have become the hot spot of society .The purpose of this research is to accumulated electric bus techniquesThis research mainly carried on a total design to the electric passenger Car.The paper summarizes the developing background and meanings of electrical vehicleThe
5、 present condition and level of electrical vehicle both in domestic and international， analyzes demand and provides solution of electrical vehicle for our country social economic developmentResearched the driving dynamic performance requirements of electric sightseeing bus , according to the selecti
6、on and matching method of pure electric bus power transmission system parameters and to selection of matching the power for this tour bus. Analyzed the merit and shortcoming of some electric motors，and choosed the induction AC motor to be the motive source.On the basis of analyzing characteristics a
7、nd requests of pure electrical buschemical power and loadingstore power resourse，studies the charge or discharge traits of lithium iron phosphate battery which was used on the bus and is advanced now. Integrate with the result of the previous selection and design,according to the requirements of the
8、 tour bus .giving the main technical parameters of the bus.Configuration and constitutes of pure electrical busdrived system is put forwardAccording to the requires of drived system to pure electrical bus，some kinds of typical electrical drived system is researched and chose，and the drived systems p
9、roject of this tour bus is received,and map the general arrangement of the vehicle power system and the battery pack,map the vehicle control and management system. Keywords：pure electric bus； electric motor； lithium iron phosphate battery； dynamic capability ; transmission system 浙江工业大学毕业论文II目 录摘 要
10、.IABSTRACT.II第一章 绪 论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 国外电动汽车发展状况及水平 .21.3 国内电动汽车发展状况 .41.4 电动车目前面临的主要问题 .61.5 电动车的未来发展方向 .71.6 论文主要研究内容 .9第二章 纯电动旅游客车的电机与减速器选型匹配 .122.1 电动汽车电机技术 .122.2 本研究用电机的选定 .142.3 电动汽车的动力性能基础 .162.4 动力传动系统参数选择与匹配方法 .182.5 本章小结 .25第三章 纯电动旅游客车的动力电池的选取 .263.1 电动车动力电池技术 .263.2 动力电池的匹配原则 .273.3 本
11、研究所用动力电池及电池组容量选择 .293.4 本章小结 .33第四章 纯电动旅游客车总布置设计 .344.1 整车最终技术参数确定 .344.2 整车动力传动系统布置 .404.3 整车动力电池组布置 .454.4 整车控制与系统管理 .474.5 本章小结 .48第五章 总结与展望 .49浙江工业大学毕业论文III致 谢 .51参考文献 .52浙江工业大学毕业论文0第一章 绪 论1.1 研究背景及意义当前，环境污染严重和石油资源匮乏是当今世界汽车工业可持续发展面临的两大难题，这两大难题在我们国家表现得更为突出。工矿企业等的排放是集中的固定污染源，而内燃机汽车排出的废气是一种分散的流动污染源
12、。前者易于控制与治理，后者往往集中在居民区排放污染物。现代城市到处都是高楼大厦，使汽车排放的污染物不容易被稀释扩散，造成部分地区的排放物浓度很高。汽车排放物对人体健康的危害最大，因为它的高度刚好在地面附近，处在人们呼吸的空间区域。据相关部门统计，各类机动车排气污染已占城市大气污染物的 75以上，其中 CO 的排放对空气污染的比例约为 80，而 NOx 约为 40。排放的 CO 进入人体与血红蛋白结合就会破坏人体内氧的输送及交换，NOx 进入人体对人体的呼吸系统有较大的刺激作用并且它也是构成光化学烟雾的主要成分，多环芳烃中的苯并芘极易引发癌症，HC 由苯和多环芳烃等剧毒成分构成 4。对环境的另一
13、个污染就是内燃机汽车的噪音污染，城市里 80的噪音污染是来自于交通车辆。各国汽车尾气排放法规制定得日趋严格，在一定程度上促进了汽车向“清洁化、无污染”的方向发展。在治理大气污染方面，90 年代美国加州制定了汽车尾气排放法规，要求从 1998 年开始，在美国由八家最大汽车公司销售的汽车总数中要有 2为零排放汽车，2001 年则达到 5，2005 年达到 12。尽管这一目标最终未能实现，但是却在很大程度上促进了世界范围内清洁汽车的开发和发展。为了解决环境污染和能源危机问题，世界各国不得不主动寻求开发低排放、使用新能源的新型交通工具。新能源电动汽车被看成是能够解决内燃机汽车诸多问题的重要途径之一。在
14、我国，汽车工业起步晚、水平较低，据专家整体评估：中国传统汽车工业较世界先进水平落后 30 年以上，如果继续步国外后尘，追求传统的产业形式，我国汽车工业将步入“引进一消化一落后一再引进一再消化一再落后”的死圈，永远不可以在激烈的竞争中确立自己的地位。对于电动汽车而言，我国经过“八五规划”以来的技术积累，已取得了很大的进步，在电动汽车用电动机、浙江工业大学毕业论文1电池、电机控制三大关键技术上相继取得重大的突破，整体技术水平距国际先进水平已经缩短到 510 年，尤其在某些领域还处于世界领先的地位，另外我国相对于国外而言，没有传统汽车工业大规模生产设施的沉重包袱。因此，电动汽车的产业化必将成为中国汽
15、车工业跨越式发展和产业结构调整的切入点，将是一个重大的历史机遇和挑战。开发拥有自主知识产权的高新技术产品，加大电动汽车的研究和开发力度，在这一领域占有一席之地。这样，就有可能使我国汽车工业充分发挥后发优势，迅速赶上和超过世界先进国家，在新一轮的洗牌中占据主导地位，实现我国汽车工业的跨越式发展，从而完成汽车工业颠覆性革命 5。为了环境污染综合治理、维护国家能源安全和独立和经济社会可持续发展、使我国电动汽车行业实现跨越式发展并成为国民经济支柱产业等方面的考虑，2001 年 11 月，国家正式启动“十五”期间“863”计划电动汽车重大专项规划，其重要位置仅次于当时的“超大规模集成电路” ，排名第二,
16、电动汽车再次成为我国业内外人士关注的焦点。 “863”计划电动汽车重大专项的目标是：以产业化为目标，以市场为导向，在 510 年内为在我国实现电动汽车的产业化奠定技术基础。清华大学、株洲电力机车研究所、同济大学合作承担了其中的纯电动客车电机及其电机控制器的研制、纯电动轿车 AC/DC 转换器研制、燃料电池客车多能源动力总成系统研制三个项目。1.2 国外电动汽车发展状况及水平由于电动汽车的独特优势，世界各国对电动汽车的发展也逐渐重视，各国纷纷根据本国实际国情制定了不同的技术路线，但从应用程度和技术上来讲处于领先位置的是美国、日本和欧洲国家。日本在早期对环境保护和能源危机的关注以及占领未来世界电动
17、汽车市场的考虑，非常重视电动汽车的开发与研制，他们的研究之路也非常成功。他们1965 年就正式将纯电动汽车列为国家大型项目之一，1991 年推出了第三次电动汽车普及计划。日本政府制定了一系列的措施，为了加快电动汽车的商业化进程其补贴金额甚至高达整车成本的一半以上，各种税费、使用费也明显的降低。日本计划到 2020 年至少开发出 17 款纯电动汽车，把发展电动汽车作为低碳浙江工业大学毕业论文2革命的核心内容。在这种大环境下，日本的汽车企业不断推出自己的电动汽车产品。在 1997 年 12 月，丰田公司首先推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车 PRIUS，后来该车出口北美，在后来又出口欧洲，目
18、前已经在全世界 20多个国家上市销售，并且业绩不凡。有关统计数据显示，丰田公司其全球销量已经超过百万辆并取得了良好的市场反应，已占有全球混合动力汽车市场 90%的份额。在丰田公司在电动汽车市场取得突破后，日本本田汽车公司也开发了混合动力电动汽车。2002 年 4 月，本田公司在美国市场上投放了首辆混合动力汽车 Civic。另外，三菱公司和日产主推的是纯电动汽车，其典型产品包括日产 Leaf 和三菱的 i-MiEV，他们的续驶里程都达到过了 160km 甚至更高。目前，Leaf 已成功出口至欧美等市场。美国，作为世界第一大经济体，对能源的需求量极为庞大，所以电动汽车的研究也是美国研究的重点项目之
19、一。早在 1976 年，美国以立法、政府资助和财政补贴等相关手段来推动电动汽车产业的发展，国会就通过了电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令 。美国能源部与美国三大汽车公司福特、通用和克莱斯勒签订成立了“先进电池联合体” ，投资了数亿美元用于电动汽车和高性能电池的研究。1993 年 9 月，美国总统克林顿与三大汽车公司联手提出了发展电动汽车的新一代汽车伙伴(PNGV)计划，这一计划使得美国 47 个州的 51 所大学及研发机构、21 个实验室开展了 1500 多项研究项目，美国进行了一系列的汽车技术创新国家行动。在 2011 年，能源部为了高性能车用电池和电力存储新技术的集成创新，组建了一
20、个能源创新中心(Energy Innovation Hub)。美国总统奥巴马在 2011 年的国情咨文中重申了提出的美国电动汽车的近期发展目标-在 2015 年前让 200 万辆电动汽车上路。该目标中提到的电动汽车指的是纯电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)。因为有资金、政策、科研力量的支持，美国在电动汽车研制开发中取得了一些成果。2010 年通用汽车公司在美国市场推出了全新的雪佛兰 Volt 插电增程式电动汽车，它在纯电动驱动状况下能行驶 67 公里，一般能够满足人们日常上下班的需求。它还可以通过启动 1.4L 的汽油机为电池组充电从而延长汽车的行驶里程。在使用发动机充电驱动汽车
21、时，每加仑汽油能够行驶 50 英里。根据最新的报道，美国通用正在计划进一步扩张其产能，实现 2015 年产 20 万辆的产能 4、28 。浙江工业大学毕业论文3欧洲国家在 1990 年成立了“欧洲城市电动车协会” ，至今在欧共体组织内已有 60 座城市参与其中，指导城市的电动汽车运营，帮助各城市进行电动汽车可行性的研究和安装必要的设备。德国政府十分重视环境保护和能源问题，投入了大量资金用于电动汽车的研发工作，早在 1992 年，德国政府便拨款 3200万马克，建立了欧洲电动汽车试验基地，对 84 辆电动汽车和电动汽车的控制系统工程进行了长达 4 年的大规模汽车试验，至今，取得了很多的成果。法国
22、有着丰富的电力资源，既是石油输入国，也是电力大国，并且电力价格要远远低于美国的石油价格，因而政府在政策上鼓励发展电动汽车和充分利用电力资源。在政府支持下，法国电力公司、雷诺汽车公司和标志-雪铁龙汽车公司共同签署了承担开发和推广电动汽车的协议，并一直致力于电动汽车的研发推广工作至今。英国是当今世界电动汽车使用较早和较先进的国家之一，英国在上个世纪90 年代中期就有 15 万辆电动汽车在运行。1.3 国内电动汽车发展状况与国外相比，中国电动汽车的研发起步较晚，但在政府的支持下发展显著。我国纯电动汽车的研究开始于 20 世纪 60 年代，八五期间电动汽车列为国家科技攻关计划，重点开展电动汽车关键技术
23、研究，九五期间，正式列为国家重大科技产业工程项目组织了纯电动汽车攻关和示范运行尝试。十五、十一五期间又将纯电动汽车列入国家高新技术研究发展计划（863） ，以电动汽车的产业化技术平台为工作重点，力争在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得重大突破，促进了纯电动汽车的发展，促进符合现代企业制度和市场经济发展要求的研发体系和机制的形成，在小型纯电动汽车和大型公交车方面实现了小规模生产和示范运行。为了推动电动汽车产业化发展，科技部在全国设立了 4 个电动汽车试验示范城市和 1 个试验示范区，分别是北京、天津、武汉、威海和汕头。在示范城市投入电动汽车近千辆，完成 100 多处电动汽车运营的基础设施建设，为电动汽车的产业化进行了有效的探索。2009 年 1 月，我国正式启动了十城千辆工程，开始了节能与新能源汽车大规模商业化示范运行。2009 年 7 月，由中国汽车工业协会发起组建的电动车 T10 联盟是国内产业界第一个由前十大企业组成的联盟，其重要的产业地位与行业影响引发了业界
