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1、摘 要随着能源问题和环境问题的日益突出，现有车辆使用的动力方式已经不能很好的适应未来社会发展的需要。为此，电动汽车的发展得到了广泛的关注，各种类型的电动汽车也在研究和开发之中。本研究的目的就是为了积累电动客车相关方面的技术，主要对电动汽车进行了总体设计研究，其中包括：分析了部分电动机的优缺点，选择永磁直流电动机作为动力源；对电动汽车的动力性进行了分析，通过最高车速、最大爬坡度和加速时间校核了电动机的性能；介绍了部分蓄电池的性能特点，选择铅酸蓄电池作为能量源；对电动机的控制策略进行了研究，提出蓄电池管理系统总体结构和各部分功能，并对蓄电池组电压、电流、温度和均衡充放电模块进行了总体设计研究；对整
2、车再生制动的结构和控制进行了设计研究；讨论了电动汽车电动机及传动系统的结构和布置方案，设计了蓄电池组的布置位置和安放结构，同时对制动系统进行了初步改装设计。关键词：纯电动汽车改装设计；电动机控制系统；蓄电池管理系统；再生制动IIABSTRACTBeing more and more serious along with the energy problems and the environmentproblems, the motive method of the existing vehicle used cant satisfy the demand of thesocial develo
3、pment in the future .For this, the development of EV gotten an extensive concern,various types of EV is also being in the research and the development.The purpose of this research is to accumulated electric bus techniques.This researchmainly carried on a total design to the electric passenger car, t
4、he works are as follow:Ianalyzed the merit and shortcoming of some electric motors, and choosed the permanencemagnet DC motor to be the motive source;analyzed the motive of the electric passenger car,examine the performance of the electric motor;introduced the function characteristics of somestorage
5、 batteries, and choosed the Lead-acid storage battery to be the energy source;study thecontrol strategy of the electric motor, put forward total structure of the storagebattery management system and each parts of functions, and carried on a design and researchto each part; designed the structureand
6、the control of the regenerative braking system; discussed electric motor and transmissionto equip of constitute and the decoration project, designed the decoration position of thestorage battery set and install structure, in the meantime first step to design a refit project ofthe the brake system, t
7、o carryon.Keyword: EV refit；motor drive system；battery management system；regenerativebraking黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 选题的背景、目的及意义11.2 国内外电动汽车的现状及发展31.3 本设计的研究内容及预期结果5第2章 电动汽车电机技术62.1 电动汽车电机的分类及特点62.2 电动汽车对电机性能的要求72.3 本研究用电动机82.4 电动机性能计算92.4.1 电动车的使用情况及性能选择92.4.2 电动汽车的动力性102.4.3 电动机校
8、核112.5 电动机驱动控制策略132.5.1 电动汽车的电机驱动控制策略分析132.5.2 永磁直流无刷电动机的控制策略142.5.3 电机电流控制研究14 2.6 本章小结17第3章 蓄电池技术及其管理系统设计183.1 蓄电池的分类及特点183.2 蓄电池存在的问题213.3 本研究用蓄电池213.4 蓄电池管理系统总体设计233.5 各检测模块基本设计263.5.1 电压温度检测模块设计263.5.2 电流检测模块设计273.6 蓄电池组的均衡充放电设计293.7 本章小结30第4章 电动汽车能量回收及再生制动系统314.1 制动模式与能量的分析314.2 再生制动能量回收的重要性33
9、4.3 制动能量回收的约束条件334.4 再生制动系统结构设计344.5 再生制动控制策略374.6再生制动控制逻辑及操纵方式36 4.7 本章小结37 第5章 电动客车的总体设计385.1 改装布置设计注意事项385.2 电机与传动系统结构布置设计385.3 蓄电池组的布置及安装设计405.3.1 蓄电池组布置的要求405.3.2 蓄电池组布置设计415.3.3 蓄电池框架和轨道的设计425.4 制动系统改装设计435.5 本章小结44结 论45参考文献46致 谢48附 录49 22黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 选题的背景、目的及意义1、普通汽车带来的问题汽车自诞生起已有
10、100多年历史，其发展速度不断加快，与人们生活的联系越来越紧密。汽车也不再是一个简单的代步和运输工具，它已成为许多人的生活必需品和文化生活的一部分。但同时也面临着来自环境保护、能源短缺、道路交通事故等方面越来越严峻的挑战，并带来了一系列负面效应。汽车的环境公害包括汽车在生产过程中、使用中和报废后的环境大气污染、水质污染、废弃物、环境噪声、电波对人体的危害及对用电器的干扰等。汽车的环境大气污染包括两层含义：其一是汽车排放的CO2、硫化物SOx、氮氧化物NOx、氟氯烃等使温室效应加剧、臭氧层破坏和形成酸雨等大气环境问题；其二是汽车排出的CO、NOx、SOx、未燃碳氢化合物HC、颗粒物PM和臭味气体
11、等造成的局部空气污染，进而对人类和动植物产生的危害，与此有关的汽车造成的空气污染大多数人们可以直接感受到，如在机动车道和人行道没有分开的道路上，汽车行驶扬起数米高的尘土、排气的刺鼻臭味、柴油车排出的黑烟等严重地威胁着人们的身体健康。特别是在大城市中，汽车行驶时排出的气体污染物、微粒污染物、蒸发排放物等已成为城市空气污染的主要来源。由此可见，汽车排入大气的有害污染物除使城市空气中的有害污染物增加、产生光化学烟雾和硫酸烟雾外，还导致大气臭氧层破坏、地球温暖化和酸雨的形成等。因此，就目前的情况来看，环境公害是汽车行业面临的最大挑战。汽车面临的挑战之二是能源供应问题。从人类对可持续发展的观点出发，人类
12、应设法减少对有限的石油资源的消耗，并且应积极研究石油资源枯竭后汽车的能源来源。另外随着汽车保有量的增长，石油的供应日趋紧张，汽车研发和制造行业必须加大对汽车新能源的研究和开发的力度。目前世界范围内使用的主要能源有石油、煤、天然气、核能、水能、风能以及可再生能源等。虽然每年都有新的油田、气田的发现，但这些资源都是有限的，总有一天会消耗殆尽。随着世界人口的增加和生活水平的提高，人类对能源需求的增加速度很快，石油资源的枯竭速度正在加剧。我国面临的形势也十分严峻，国内的石油储藏量和开采量相当有限，随着汽车保有量的增加，石油需求越来越多，目前已不能自给，不足部分主要通过进口来满足。由于进口石油又与石油安
13、全问题密切相关，所以又带来了石油安全问题。据估计，即使在采用先进技术、继续节能、加速可再生能源开发利用以及依靠市场力量优化资源配置的条件下，2010年世界能源仍短缺8%，到2040年将短缺24%左右，其中石油短缺额可能多达数亿吨5。随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更为严重。开发新的替代能源、提高热能转换的效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效方法。对我国及一些发展中国家而言，汽车保有量远低于发达国家目前的水平。因而汽车保有量将会在较长一段时间内持续高速增长。可以预见，我国在未来对传统的车用燃料的需求将持续
14、大幅度增长。因此，开发不使用传统燃料的代用燃料和电动汽车、降低单位里程的燃料消耗量对缓解环境污染和保障能源供给具有重要的战略意义。由于电动汽车具有突出的优势，特别是在环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。电动汽车使用的能源是可以用于发电的一切能源。因此使用电动汽车可以摆脱汽车对化石燃料的依赖，改善能源结构，使能源供给多样化，使能源的供给得到有效保障。电动汽车在解决道路交通事故方面和传统汽车相比也具有一定优势。因此，开发电动汽车是迎接汽车面临挑战的重要对策之一2。2、电动汽车的优点近几年来，随着能源危机和环境污染的全球性两大突出问题日益严重，特别是随着电动汽车自身难
15、点的不断解决，使电动汽车具有更多突出的特点1。（1）污染低电动汽车由电力驱动，在行驶中不排放有害气体，即使电动汽车所消耗的电力由使用石油燃料的火力发电厂提供，火力发电厂的大气污染物主要是NOx，根据电动汽车所消耗电力折算出以火力发电来估计NOx的排放量，也不到同类型汽油车的10%。（2）可使用多种能源由于电动汽车使用二次电力能源，它不受石油资源的限制，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化，从而可节省日渐枯竭的石油资源。而且电动车利用夜间大量富裕电力充电，有利于电网均衡负荷，减少了能源浪费，提高了电力系统整体效益。（3）效率高电动汽车的研究表明，此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，电动汽车没有怠速损失，在制动时能回收能量，80%以上的电池能量可由电动机转为汽车的动力，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。即使考虑原油的发电效率，配送电效率，充放电效率等，其最终效率也比内燃机高。（4）噪声低噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危
