电动客车动力系统设计

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1、摘要：1859～1860年法国人勃兰特发明蓄电池。1873年英国人戴维森制成第一辆有实用价值的电动汽车。1892年美国在芝加哥展出了本国第一辆电动汽车。以后美国电动汽车的产量不断增加。1900年，美国拥有8000辆汽车，其中电动汽车占38％。1915年美国电动汽车的产量达5000多辆，超过内燃机汽车产量。1920年以后，蓄电池汽车由于蓄电池的能量密度低、重量大、充电时间长、一次充电的行驶里程短、使用寿命短、成本高,因而逐渐被内燃机汽车所取代。60年代后期,由于内燃机汽车的噪声和排气污染成为严重的社会问题，电动汽车又重新引起各国的重视。随着能源危

2、机的日益严重以及人们环保意识的不断增强，研究开发清洁、节能和安全的汽车成为汽车工业发展的方向。其中电动汽车具有行驶过程中零排放、能源利用多元化和高效化以及方便实现智能化等优点，使之成为新型汽车研发的重点之一。城市交通系统中，公共汽车以及大型运载客运汽车，成为了我们生活中必不可少的一部分，也为大多数人提供便19利的出行方式。本文主要针对大型电动客车的动力系统进行设计研究，提出一些新的思路以及新的方法，使人们面对的能源与环境问题得到一定的改善与解决。电动汽车根据电动机驱动车轮方式的不同可以分为集中电机驱动形式与电动轮驱动形式。相比较集中电机驱动，轮

3、边驱动控制方便、结构紧凑，整体重量可以得到很好的改善。鉴于集中电机驱动形式与电动轮驱动形式的明显不足，本文开发了一种新型电动客车动力系统。关键词：电动、客车、轮边驱动、电子差速。19第一章电动客车轮边驱动系统在早期开发的电动轿车和电动客车上，为了缩短电动汽车的开发时间，主要集中力量研究和开发电动汽车的电气单元技术装备，充分利用已有内燃机轿车或客车的驱动系统和底盘以及已有的总成来加速电动汽车的开发。因此，20世纪七八十年代的电动汽车大多采用的是电动机前置、驱动轴后置、电动机轴与驱动轴相互垂直的驱动形式。在这种驱动系统中，除电气单元技术装备外，依然

4、采用了内燃机汽车的变速箱、驱动轴和差速器等总成，其布置形式依然表现为重量偏重、没有较高的优势可言。电动机本身具有调速的功能续保留内燃机汽车必须使用的变速箱就显得累赘了。为了减轻电动汽车的整车质量，出现了电动机轴与驱动轴相互平行的驱动形式。这样的设计能充分利用电动机的调速特性，简化驱动系统的结构，使电动汽车的驱动系统能够更加简化和紧凑。19由于轮毂电机的引入，整车的非簧载质量显著增加（一般增加约15kg）19，而且由于电机力矩波动直接作用车轮（或者经过减速机构），在特定大扭矩转速区间，容易引起悬架前后方向的共振;与集中电机和传统内燃机相比，轮边驱

5、动系统电机重心位置低，且存在相互旋转表面，因此密封困难，整车涉水能力不强；轮边驱动系统的轮毂电机一般只经过轮胎一级减振，系统对电机允许最大振动加速度要求大，疲劳寿命要求高；由于轮毂电机转子构成了车轮的转动惯量，影响了车辆的加速性能。相比而言，轮边驱动电动车具有独特的优势，这也是国内外各大汽车生产商和研究机构热衷于此的一个重要原因，自20世纪初保时捷开发第一辆轮边驱动电动车以来，由于驱动电机及控制技术进步，悬架设计理论的成熟，轮边驱动系统在轻量化、一体化、高效率化取得很大进步。因此本设计也主要针对轮边驱动系统展开必要的分析与研究。主体思路为，由于

6、客车属于大型运载车辆，因此设计时应尽量减轻整车的机械部分的重量，以提供更大的云在空间，用电子控制方式代替机械传动控制方式，尽量补偿电动客车在电池上的重量与加工成本，尽量做到人们所需要的经济性与节约性。有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个"热点"。电动客车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。

7、电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。19采用轮边驱动电机驱动方式的悬架效果图19整车轻量化设计，最大限度的提高乘客运载数量与客车续驶能力对比传统的复杂的发动机系统，轮边直驱客车具有生产成本低，可靠性高，机身轻量化的优点，永磁无刷电机更是电动机中的佼佼者，具有寿命长，低维护成本，噪音小，对环境没有污染等特点。是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。面对城市公交或者复杂路

8、面的交通状况，能够轻松应对。同时，解决非簧载质量过大最根本的方法就是从根源上进行解决。随着科学的进步，针对非簧载质量问题，我们需要做跟深入的研究。19