大型双源纯电动城市客车驱动系统匹配优化与控制

摘要

随着社会文明的不断发展，环境的污染给人们带来了许多新的疾病和生存的威胁，人们从潜意识越来越重视赖以生存的环境。尤其近年在大的城市中，城市的规划已经将绿色出行作为解决城市空气污染的重大举措，而作为零排放的电动公交车得到了更多的推崇和认可。 目前，在我国许多的汽车生产企业以及相关产业企业纷纷以巨资投入电动汽车产业及其产业链，电动车辆应用也被认为是解决空气污染和能源短缺的重要方法之一。电动公交车、电动轿车等行业通过若干年的发展，已逐渐形成批量生产，相关电驱动技术也取得了长足的发展。 双源无轨电车作为一种绿色公交车，在行业内被逐渐认可和实际应用。随着相关产业的发展，技术成熟的动力电池、电池管理系统、电机及驱动控制系统等成套系统被应用到双源无轨电车的研究开发中。 在研究过程中借鉴了无轨电车和纯电动公交车的设计特点，并对于车型的布置方式，车身结构，底盘结构进行了优化，使其方便维修、方便使用。 在充分分析、比较目前行业内应用较多的各种类型无轨电车高压系统、电机、动力电池的基础上，结合电动公交车的运行工作特点，考虑技术前瞻性，选用成熟的南车时代的控制系统及电机。 本课题结合无轨电车特点及电动驱动控制技术，设计出了双源无轨电车的整车结构方案并做了重要参数的数据计算。对驱动电机功率、动力电池匹配、续驶里程、加速、制动及气泵等进行了选型计算;确定了各系统总成的匹配及具体的控制方式。 基于无轨电车和纯电动公交车系统，提出本设计方案，双源无轨电车解决了电动公交车断电网无法运行的问题，实现了系统在电网电池充电功能，双电源无缝切换和整车制动能量回收的功能。 通过实车试制，对整个车型的系统匹配设计正确性、整车性能进行了检测验证。结果表明，双源驱动系统和整车性能达到了设计要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 电动城市公交客车的研究背景

1．1．2 电动车辆与燃油车辆的对比

1．1．3 使用大型双源无轨城市客车的必要性

1．2 电动车辆发展概况

1．2．1 电动汽车发展简况

1．2．2 现代电动车基本类型

1．3 双源无轨电动城市客车结构特点及优势

1．4 双源无轨电动城市客车关键技术

1．4．1 动力电池及其管理系统

1．4．2 电机驱动双源无缝控制系统

1．5 课题研究的主要内容

第二章 双源无轨纯电动城市客车的结构设计

2．1 底盘结构设计

2．1．1 车架结构

2．1．2 驱动电机布置形式

2．1．3 电动助力转向

2．1．4 电动助力气泵

2．2 车身结构

2．3 本章小结

第三章 双源无轨纯电动城市客车整车方案设计

3．1 产品主要用途

3．2 设计指导思想

3．3 整车主要参数设定及主要总成选型

3．4 本章小结

第四章 双源电车的主要关键系统的匹配设计

4．1 整车设计参数设定

4．1．1 整车控制系统特性

4．1．2 整车设计参数设定

4．2 驱动电机匹配选型设计

4．2．1 驱动电机相关计算

4．2．2 驱动电机及电机控制器选型

4．2．3 最高车速计算

4．2．4 爬坡度计算

4．3 动力电池选型计算

4．4 续驶里程计算

4．5 加速控制

4．5．1 加速控制计算

4．5．2 司机踏板指令采集器

4．6 制动控制计算

4．7 气泵控制设计计算

4．8 双源无缝切换控制

4．8．1 系统无缝切换结构与控制方法

4．8．2 系统抗干扰性能实现

4．8．3 双源系统无缝切换实现

4．9 仪表及CAN总线信息通讯

4．10 本章小结

第五章 双源电车测试结果

5．1 整车绝缘性能试验

5．2 整车耐压试验

5．3 匀速工况耗电量及相关测量

5．4 双源切换控制功能

5．5 其他实验项目结果

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻读工程硕士学位期间取得的研究成果