紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計均有 畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車工程 學(xué)院 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否 外聘 是 否 題目名稱 合動力城市客車總布置設(shè)計 一、 課題研究 現(xiàn)狀 、 選題 目的 和意義 隨著新能源公交客車越來越受到重視，各類新能源公交客車的技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。其中混合動力公交客車作為以美國為首的部分國家著力發(fā)展的新能源車型，其技術(shù)成熟度和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)都得到了巨大的提升，下面就目前的發(fā)展?fàn)顩r作簡要闡述。 1混合動力公交客車簡介及技術(shù)特點(diǎn) 混合動力 公交客車在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)客車的基礎(chǔ)上增加電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，通過發(fā)動機(jī)與電機(jī)有效合來實(shí)現(xiàn)車輛的驅(qū)動，達(dá)到節(jié)能和減排的效果?；旌蟿恿豢蛙囃ㄟ^電子控制系統(tǒng)有效地協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)、電機(jī)的工作，使發(fā)動機(jī)工作始終處于經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)域，從而使燃油經(jīng)濟(jì)性得到明顯改善。根據(jù)電機(jī)的輔助驅(qū)動和調(diào)節(jié)，發(fā)動機(jī)工況能力可分為弱混、中混和強(qiáng)混，混合動力公交客車一般采用中強(qiáng)混方案，節(jié)油率可超過 30。電子控制系統(tǒng)根據(jù)車輛運(yùn)行狀況決定混合動力公交客車的工作模式，主要工作有快速起動發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、發(fā)動機(jī)與電機(jī)共同驅(qū)動、行車發(fā)電、停車怠 速發(fā)電、制動能量回收等。 2國際發(fā)展趨勢 目前世界各國都在積極推進(jìn)混合動力公交客車的開發(fā)和運(yùn)營。美國紐約在 1998 年提供首批 10輛串聯(lián)式混合動力公交客車的示范運(yùn)營，目前有超過 500 輛此類客車在紐約、多倫多和舊金山等城市應(yīng)用。在西雅圖通用公司首先推出了并行式混合動力公交客車進(jìn)行運(yùn)營，目前城市公用事業(yè)共有 400 余輛車在包括休斯頓、紐約、洛杉磯、西雅圖等超過 28 個北美城市運(yùn)行，今年該公司已獲得美國境內(nèi)各城市超過 1 500 臺訂單。在日本，豐田、本田等汽車業(yè)巨頭都投入巨大的人力和財力發(fā)展混合動力公交客車，并已經(jīng) 推出數(shù)款車型。 3國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國目前十分重視混合動力車的研制和開發(fā)，國家召開的 863 電動汽車會議上，混合動力汽車在中國電動汽車的研究發(fā)展中，被確定為優(yōu)先發(fā)展的對象。大會通過的國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006 2020 年 )明確把新能源汽車列為 68 項(xiàng)優(yōu)先主題之一?；旌蟿恿ζ囎鳛椤皬默F(xiàn)實(shí)的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，支撐經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展”的一項(xiàng)技術(shù)，是符合“選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢、關(guān)系國計民生和國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展”要求的。國內(nèi)東風(fēng)集團(tuán) 、一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)、廣州客車廠、深圳五洲龍、長沙聯(lián)合公司、宇通、金龍、福田、申龍等已成功開發(fā)出產(chǎn)品或樣車。其中， 2003 年 12月東風(fēng)公司率先投入 10 輛并聯(lián)式混合動力公交客車，在武漢 510 路上進(jìn)行示范運(yùn)行。在成功示范運(yùn)行兩年后， 2005 年 12 月，首批下線的 15 臺東風(fēng) 合動力電動公交客車交付武漢市公交公司，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn) 昆合動力電動汽車商業(yè)化銷售，開通了國內(nèi)首條混合動力綠色公交專線。 2005 年 12 月，一汽集團(tuán)首輛混合動力公交客車在無錫客車廠駛下裝配線。在深圳和株洲，串聯(lián)式混合動力公交客車也 已經(jīng)進(jìn)入了示范運(yùn)營階段。在關(guān)鍵零部件方面，研制了 3 個系列的混合動力客車用主電機(jī)產(chǎn)品，多能源控制系統(tǒng)研發(fā)單位與整車企業(yè)聯(lián)合開發(fā)整車多能源控制器，配置16 種不同的整車。在標(biāo)準(zhǔn)和測試方面，我國已頒布混合動力汽車國家標(biāo)準(zhǔn) 6 項(xiàng)，混合動力汽車測紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計均有 試方法、試驗(yàn)規(guī)程報告 2 項(xiàng)。上海經(jīng)過“十五”期間，已完成“申新動 1 號”混合動力大客車概念樣車的開發(fā)、“海威”混合動力轎車樣車及其他自主品牌混合動力轎車的研制工作?，F(xiàn)在上汽集也正在積極推進(jìn)插電式混合動力轎車與大客車的研發(fā)。相對國內(nèi)其他地方，上海的混合動力汽車的發(fā)展起步雖晚，但起點(diǎn)高， 現(xiàn)已進(jìn)入第 2 輪開發(fā)階段，在轎車和客車領(lǐng)域都有樣車面世，相關(guān)技術(shù)和車輛還有待通過一定數(shù)量的示范運(yùn)營，在科學(xué)評判各類混合動力汽車的優(yōu)、劣勢后，最終選擇比較適合城市運(yùn)營和技術(shù)發(fā)展的路線，為加速我國混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。目前國內(nèi)的混合動力汽車技術(shù)已經(jīng)逐漸走向示范運(yùn)營和市場推廣，但是其關(guān)鍵零部件的性能和可靠性還有待提高。且混合動力車相對于原型內(nèi)燃機(jī)車成本還較高，將成為混合動力公交客車市場化的一大障礙。此外，當(dāng)前混合動力汽車方案較多，但是測試手段短缺，尚不能通過試驗(yàn)評估與優(yōu)化，因此測試基地建設(shè)也需加強(qiáng)。 4 發(fā)展混合動力大客車的優(yōu)勢發(fā)展混合動力城市公交客車，不僅有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)境與交通的健康發(fā)展，構(gòu)建一流的城市交通環(huán)境，更可能實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破，掌握核心技術(shù)，在制定電動汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面擁有更大的發(fā)言權(quán)和主動權(quán)，從而在新一輪的競爭中處于領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。同時，混合動力車要想在我國真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，混合動力公交客車也許就是這個產(chǎn)業(yè)的突破點(diǎn)?；旌蟿恿豢蛙嚤仨氁詡鹘y(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)為依托，不能脫離傳統(tǒng)整車單獨(dú)發(fā)展。我國客車工業(yè)的基礎(chǔ)較為雄厚，無論是車身、底盤等關(guān)鍵總成還是零部件配套體系，都有著日積月累的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢。因而集成現(xiàn)有客車工業(yè) 的優(yōu)勢資源，有利于迅速打造我國混合動力客車自主品牌。混合動力具有先天優(yōu)勢，目前我國城市中行駛的燃油公交客車和城市團(tuán)體旅游客車是城市交通的主要污染源，極大地影響了城市形象和城市環(huán)境建設(shè)，因此，更新城市公交客車成為打造“綠色城市”的重要舉措。近年來，我國各大中城市公交客車年更換數(shù)量在 4 700 輛至 6 200 輛左右，并且以每年 17一 23的幅度增長。 2008 年前后由于中小城市的跟進(jìn)，公交客車的需求有望達(dá)到每年 3 萬輛，其中一部分裝備混合動力是完全有可能的。當(dāng)然，要大力發(fā)展混合動力，降低成本是首要問題。對于混合動力 客車，進(jìn)行推廣的最大障礙是高昂的成本，包括一次性購車成本和使用成本。目前，我國城市公交大部分還是由政府進(jìn)行補(bǔ)貼運(yùn)營，這也相對減輕了混合動力客車的商業(yè)化難度，有利于示范和推廣應(yīng)用。混合動力汽車技術(shù)已經(jīng)成為世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過度消耗，環(huán)保與節(jié)能已經(jīng)成為世界的焦點(diǎn)，發(fā)展節(jié)能型、環(huán)保型汽車已成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向和汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，研發(fā)和推出一系列有商業(yè)應(yīng)用價值的環(huán)保、節(jié)能混合動力汽車已經(jīng)并將在相當(dāng)長時間內(nèi)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的主流和 趨勢?；旌蟿恿ζ囀切乱惠喐偁幍那腥它c(diǎn)，也是民族汽車工業(yè)健康發(fā)展的保證，為我國汽車工業(yè)提供了跨越式發(fā)展的契機(jī)。雖然我國的混合動力汽車技術(shù)研究起步相對較晚，與世界領(lǐng)先的混合動力技術(shù)有一定的差距，但從世界范圍來看，混合動力汽車產(chǎn)業(yè)目前還處于起步階段，與傳統(tǒng)的燃料汽車技術(shù)相比，我國在混動技術(shù)領(lǐng)域差距相對較小，這為我們趕超國際先進(jìn)水平提供了一個平臺，為我國民族汽車工業(yè)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，打造民族品牌，提供了一個良機(jī)。 選題目的和意義 電動汽車的研究是從單獨(dú)依靠蓄電池供電的純電動汽車開始的，純電動汽車或零排放新燃料汽車無疑 是我們的最終目標(biāo)，但目前純電動汽 車初始成本高，行駛里程較短。由于高效能蓄電池、燃料電泡及其系統(tǒng)均 發(fā)展相對滯后，影響了純電動汽車的商業(yè)化進(jìn)程；而燃油發(fā) 動機(jī)和電動機(jī)混合驅(qū)動的混合動力電動汽車是在純電動汽車開發(fā)過程中 有利于市場化而產(chǎn)生的一種新的車型。它將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲能器件 (主要是高性能電池或超級電容器 )通過先進(jìn)控制系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗減少污染物排放。國內(nèi)外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放 標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場接受度高的主流清潔車型，從而引起各大汽車公司的關(guān)注，得到商業(yè)市場的響應(yīng)并迅速發(fā)展，混合動力汽車動力性能、燃料經(jīng)濟(jì)性以及廢氣排放效果的好壞，在很大程度上取決于車輛驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配以及車輛行駛過程中對各部件的協(xié)調(diào)控制。傳紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計均有 統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機(jī)使用工況多數(shù)是偏離其最佳工作區(qū)域，未能實(shí)現(xiàn)動 力傳動系統(tǒng)的最佳匹配，因此，通過 合理匹配混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，制定適合于車輛行駛工況的控制 對于提商汽車行駛效率，降低燃油消耗和尾氣排放具有較大的潛力，是一個值得研究的課題。對于汽車的動力性能和 燃料經(jīng)濟(jì)性水 平，通常是在進(jìn)行實(shí)車道路試驗(yàn)之后給予最后評價，這樣做 不但周期長，成本高，而且在產(chǎn)品設(shè)計階段對整車及各總成方案的確定、結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇、傳動系參數(shù)與發(fā)動機(jī)的匹配等具有一定的盲目性可能遺漏較優(yōu)的方案，造成浪費(fèi)。如果在設(shè)計階段，根據(jù)有關(guān)設(shè)計參數(shù)利用計算機(jī)仿真模擬對汽車動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行預(yù)測，可以考察驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)是如何影響汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，并對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。此外，按預(yù)定的程序模擬各 種行 駛工況，包括瞬變的非穩(wěn)定工況，能全面地預(yù)測汽車 在 多種 工 況下的動力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。 二、 設(shè)計（論文） 的基本內(nèi)容 、 擬解決 的主要問題 目前國內(nèi)、外研究混合動力的有很多家，其中研究混合動力城市客車的也為數(shù)不少，但是大多采用的是串聯(lián)式的或并聯(lián)式的，在技術(shù)上相對來說還是比較成熟的，但是經(jīng)濟(jì)性能還是沒有到達(dá)所期望的，這樣使得開發(fā)成本和實(shí)際效果有一定的差距，要想解決這個問題，就要研制出技術(shù)成熟且更加節(jié)能的混聯(lián)式的混合動力城市客車。 內(nèi)容包括： (1)三種混合動力電動汽車的特性比較； (2)混合動力汽車動力系統(tǒng)的研究（驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)） ； (3)分析了典型工況的特點(diǎn)，包括整車功率、扭矩的需求等 從而進(jìn)行選型 ； (4)混聯(lián)式混合城市客車 的動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置方案的設(shè)計并研究兩種方案的工作模式和特點(diǎn)； (5)以汽車特定工況下的動力性能要求和車輛行駛的功率需求作為設(shè)計動力系統(tǒng)參數(shù)的根據(jù)，對某混合動力城市客車的動力系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行了合理的選型、參數(shù)匹配和整車總體布置等； (6)對混聯(lián)式動力系統(tǒng)進(jìn)行匹配，并 對整車性能 進(jìn)行優(yōu)化； 擬解決的主要問題 ： (1)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計和匹配的理論研究。 (2)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要部件的特性分析。 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計均有 三、 技術(shù)路線 （研究方法） 四、進(jìn)度安排 1、調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第 1、 2 周 2、方案設(shè)計與分析（調(diào)研與分析）第 3 周 3、總體參數(shù)設(shè)計 第 4 周 4、混合動力系統(tǒng)設(shè)計 第 5、 6 周 5、系統(tǒng)及重要裝置的選型 第 7 周 6、完成設(shè)計圖紙 第 8、 9 周 7、性能計算分析、整車設(shè)計修正 第 10 周 8、完成設(shè)計說明書的撰寫 第 11 周 9、設(shè)計修改 第 12 周、 動力系統(tǒng)各總成部件仿真 混合動力系統(tǒng)部件的選擇 電動機(jī) 發(fā)動機(jī)組 動力電池組 尺寸、質(zhì)量、性能、機(jī)動性 混合動力系統(tǒng)總成匹配 整車總布置及各總成布置 發(fā)動機(jī)及傳動系布置 駕駛室布置 懸架布置 車架總成外形及其橫梁 布置 制動系統(tǒng)布置 進(jìn)、排氣系統(tǒng)布置 主要目標(biāo)參數(shù)的確定 操縱系統(tǒng)布置 整車總布置設(shè)計的運(yùn)動校核 整車性能仿真分析 混合動力驅(qū)動系統(tǒng)方案的比較確定 整車型式選擇 混合動力汽車動力系統(tǒng)的研究 城市客車運(yùn)行工況特點(diǎn) 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計均有 10、提交指導(dǎo)教師審核、修正設(shè)計 第 13、 14 周、 11、設(shè)計評閱、設(shè)計修正 第 15 周、第 16 周 12、畢業(yè)設(shè)計答辯 第 17 周 五、 參考文獻(xiàn) 1陳清泉， 孫逢春，祝嘉光 京：北京理工大學(xué)出版社， 2002 2麻友良，陳全世 J2000 3熊建，管華混合動力電動客車的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化 J客車技術(shù)與研究， 2002 4李興虎電動汽車概論 M北京：北京理工大學(xué)出版社 ,2005 8 5段巖波，張武高，黃震混合動力電動汽車技術(shù)分析 J柴油機(jī) 6錢立軍，趙韓，魯付俊混合動力電動汽車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 J合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報 ,2003 7楊妙梁混合動力汽車發(fā)展趨 勢 J汽車與配件， 2002 8王斌 J9余曉江，何洪文，孫逢春 . 混合動力電動大客車的技術(shù)現(xiàn)狀 M10陳清泉，孫逢春混合電動車輛基礎(chǔ) M2001 1 11徐達(dá) M京理工大學(xué)出版社， 12鄒國棠，程明 M械工業(yè)出版社， 13美） 械工業(yè)出版社， 14劉惟信 M15陳文弟 M民交通出版社， 16唐鵬，孫駿電動汽車動力性能的建模與仿真 J交通與計算機(jī) ,2007， 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