混合动力客车传动系统设计
- 格式:doc
- 大小:465.00 KB
- 文档页数:29
TEG6101PHEV并联混合动力公交车使用问答湖南南车时代电动汽车股份有限公司2009年6月一、 并联混合动力系统由哪几部分组成?答:并联混合系统是在传统车的基础上增加了整车控制器、电机及控制器、储能系统三大部件;其中整车控制器采集司机的加速踏板、制动踏板、离合器踏板、档位信息、发动机数据等,通过以上信息综合判断后采用合理的控制策略,把控制数据从CAN总线上发送到电机控制器;它安装在车体后部左侧蓄电池舱中,其外形如下图所示。
图一整车控制器电机控制器在接收到整车控制器的数据后,根据其要求对电机进行控制,实现电机的发电及驱动模式的转换。
它安装在车体后部右侧电机与控制器舱中,其外形如下图所示。
图二 电机控制器图三 永磁同步电机大家在出车前,也要对该电机的紧固螺栓进行检查,这样才能保证车辆的行驶安全!储能系统是车辆制动与驱动时的能量储存器件,它保证在电机在需要能量时提供驱动的电力,在制动时又能将电能保存的关键器件,我们的系统是采用10个超级电容进行串联工作的。
它安装在客厢后五人座下,单个超级电容模块如下图所示。
图四 超级电容模块二、 并联混合动力系统是如何实现能量耦合的?答:并联混合动力系统的能量传递是通过锥齿轮动力组合而成的,从动锥齿轮装在变速器输出轴上并在轴端锁紧;从离合器壳往输出方向看,电机输入端在变速器右侧,与变速器输出端成90°水平直交。
发动机输出的能量与电机输出的能量在锥齿轮箱处耦合。
如下图所示。
图五 变速箱主箱与电机传动箱三、 储能系统是使用的什么器件,有什么好处?答:我们的储能系统是使用的超级电容。
超级电容是利用活性碳多孔电极和电解质组成;它的特点是内阻很小,充电速度快,充放电电流大,能量转换效率高;相对电池来说功率密度高,充放电电路简单,循环使用寿命长,无记忆效应;原材料构成、生产、使用无污染,绿色环保。
四、 电传动系统哪些部分是有高压的,要注意什么?答:电传动系统的储能系统(超级电容)、电机控制器及电机是有高压电的,因此,严禁用水冲洗各部件表面及接线端子部分,不允许用湿布擦各接线端子,可用压缩空气吹去部件上的灰尘等;在大雨天,尤其要注意涉水高度,保证各电器部件的高压绝缘不被破坏。
作业混合动力汽车的类型特点关键零部件的选型(发动机电机电池)动力匹配原理及能量掌握策略混合动力汽车类型从能量流到混合动力系统输出轴的流经路线,可将混合动力汽车分为串联式、并联式、混联式和复合联接式四种。
1.串联式(SHEV)驱动系统的典型结构与基本组成部件如下所示,主要由发动机、发电机和电动机组成,原动机一般为高效内燃机。
发动机直接驱动发电机发电,电能通过掌握器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。
电池在发动机输出和电动机需求功率间起到调峰调谷的作用。
为了满意汽车在起动、加速时的大功率需求,在串联式结构中还有加超级电容等功率密度较大的蓄能装置,在制动能量回收时也起到快速回收能量的作用。
9E动力率-1M回爆功率图表1串联式2.并联式(PHEV)的布置如下所示,其特点是动力系有两种动力源一一发动机和电动机。
当汽车加速、爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动系供应动力; 一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。
并联式ΠEV能设置成用发动机在高速大路行驶模式,加速时由电动机供应额外动力。
图表2并联式3.混联式(SPHEV)如下所示,这种布置形式包含了串联式和并联式的特点,即功率流既可以象串联式流淌,乂可象并联式流淌。
它的动力系统包括发动机、发电机和电动机。
依据助力装置不同,它又可分为发动机为主和电机为主两种。
在发动机为主形式中,发动机作为主动力源,电机为帮助动力源,日产公司(Nissan)Tino属于这种状况。
在电机为主形式中,发动机作为帮助动力源,电机为主动力源,Toyota Prius HEV就属于这种状况。
这种结构的优点是掌握敏捷便利,缺点是结构相对简单。
驱动功率回皴功率图表3混联式4.复合联接式(CHEV)的布置形式的混合动力汽车结构相对简单,主要消失在双轴驱动的HEV中。
在这种联结形式中,HEV前轴和后轴之间没有传动轴连接,它们分别由动力部件驱动,从而实现四轮驱动,如图卜5所示,。
混合动力汽车的驱动方式混合动力汽车的定义国际电子技术委员会(International Electro-technical Commission,简称IEC)对混合动力车辆的定义为:“在特定的工作条件下,可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量的汽车。
其中至少有一种存储器或转化器要安装在汽车上。
混合动力电动汽车(HEV)至少有一种能量存储器、能量源或能量转化器可以传递电能。
串联式混合动力车辆只有一种能量转化器可以提供驱动力,并联式混合动力车辆则不止一种能量转化器提供驱动力。
”混合动力汽车的驱动类型根据混合动力驱动的联结方式,混合动力系统主要分为以下三类:一是串联式混合动力系统。
串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电,产生的电能通过控制单元传到电池,再由电池传输给电机转化为动能,最后通过变速机构来驱动汽车。
在这种联结方式下,电池就象一个水库,只是调节的对象不是水量,而是电能。
电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节,从而保证车辆正常工作。
这种动力系统在城市公交上的应用比较多,轿车上很少使用。
二是并联式混合动力系统。
并联式混合动力系统有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系统。
两个系统既可以同时协调工作,也可以各自单独工作驱动汽车。
这种系统适用于多种不同的行驶工况,尤其适用于复杂的路况。
该联结方式结构简单,成本低。
本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。
三是混联式混合动力系统。
混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。
与并联式混合动力系统相比,混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。
此联结方式系统复杂,成本高。
Prius采用的是混联式联结方式。
根据在混合动力系统中,电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重,也就是常说的混合度的不同,混合动力系统还可以分为以下四类:一是微混合动力系统。
混合动力客车传动系统设计 摘 要
客车是市民出行的首选,在各个城市中承担着人口流动的任务,应用广泛,数量众多。同时城市客车的运行工况特殊,城市中信号灯多,站点之间距离短,运行路线固定,城市客车频繁的起步,加速,制动,怠速时间长,平均运行速度低。由于汽车设计时需要满足最高行驶车速和最大爬坡度等动力性要求,需要装备大功率发动机,使得城市客车经常处于功率过剩状态,造成了严重的能源浪费和环境污染。 油电混合动力汽车融合了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点,具有传统内燃机车动力性好和电动汽车清洁环保的特点,能够有效的降低能源消耗,减少污染排放,具有重要的研究意义。混合动力汽车一般由一个发动机和一个电动机来提供动力。动力合成装置可以对由从发动机传递过来的能量和由从电动机传递过来的能量进行动态合成,然后输出到驱动轴上,从而带动车辆运行。本设计的这套动力合成装置的核心是一套行星齿轮传动系统,它能实现不同输入转速和动力的合成,有可靠的能量分流,而且结构紧凑,方便控制,将它与传统的动力传动技术紧密结合,能够支持多种工作模式。以行星齿轮机构的动力耦合能实现复杂的工作条件需求,因此将会是今后研究和发展的重点。
关键词: 动力合成装置;行星齿轮 ABSTRACT
Bus is the first choice of the public, bearing the task of the movement of the population. City bus is widely used and the number is large. The using condition of city bus is special, there are many signal lights, short distance between sites ,fixed routes, frequently starting, accelerating, braking, long idle time, low average speed and so on. As the vehicle needs to meet the requirement of the highest speed and maximum climbing degree while designing, usually a high-power engine is equipped, making the city bus in power surplus state, resulting in a serious energy waste and environment pollution. Hybrid electric vehicle combines the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles advantages effectively reduce energy consumption and reduce emissions. It is meaningful to study on hybrid vehicles. this design's this set of power synthesizer's core is a set of planetary transmission system, it can realize the different input rotational speed and the power synthesis, has the reliable energy divergence, moreover the structure is compact, facilitates the control, unifies closely it with the traditional power drive technology, can support many kinds of working patterns. Can realize the complex working condition demand by planetary gears' dynamic coupling, will therefore be the present studies and the development key point.
Key words:synthesis of power devices; planetary gear 目 录 摘 要 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 Abstract ......................................................................................................... 错误!未定义书签。 第1章 绪论 ............................................................................................................................... 4 1.1 引言 .............................................................................................................................. 4 1.2 动力合成装置简介 ...................................................................................................... 5 1.3 混合动力的发展趋势 .................................................................................................. 6 第2章 动力合成装置设计 ....................................................................................................... 8 2.1 设计内容和要求 .......................................................................................................... 8 2.2 选取传动类型和传动简图 .......................................................................................... 8 2.3配齿计算 ....................................................................................................................... 9 2.4 初步计算齿轮的主要参数 ........................................................................................ 11 2.5啮合参数计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。 2.5.1 a-c齿轮副变位系数分配.................................................... 错误!未定义书签。 2.5.2 b-c齿轮副变位系数分配 ................................................... 错误!未定义书签。 2.6 几何参数计算 ............................................................................... 错误!未定义书签。 2.7 装配条件的验算 ........................................................................... 错误!未定义书签。 第3章 传动效率计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。 第4章 齿轮强度校核 ................................................................................ 错误!未定义书签。 第5章 结 论 ......................................................................................................................... 29 参考文献 ................................................................................................................................... 30 致谢 ........................................................................................................................................... 24 附录 ........................................................................................................................................... 37