GD6342微型客車制動系設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計題目: GD6342微型客車制動系設(shè)計 學(xué)生姓名： _學(xué) 號： _專業(yè)班級： _指導(dǎo)教師： _20xx 年 5 月 25 日目 次1前言11.1汽車工業(yè)發(fā)展11.2制述22制動系結(jié)構(gòu)分析及方案選擇42.1制動系結(jié)構(gòu)分析52.2制動系方案選擇83制動系主要參數(shù)確定93.1鼓器主要參數(shù)的確定103.2盤器主要參數(shù)的確定113.3制動系數(shù)與制動力114制動器的設(shè)計計算154.1鼓器的設(shè)計計算154.2盤器的設(shè)計計算184.3摩擦損特性計算194.4前后輪制動力矩的確定194.5應(yīng)急與駐車制動所需制動力矩205制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計計算215.1制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇215.2分路系統(tǒng)的選擇235.3制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算24設(shè)計總結(jié)27致謝28參考文獻(xiàn)291前言1.1汽車工業(yè)的發(fā)展汽車的誕生徹變了人民群眾的生活方式，它不但極大地有利于人們的外出，且有力的增進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的增長與發(fā)展，拉動了眾多一系列的衍業(yè)。包括鋼鐵，電子科技，和汽車售后服務(wù)等行業(yè)。滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，讓人們的生活更加舒適。因為汽車行業(yè)帶來的良好就業(yè)與收益，只要是一個擁有一定科技的國家，汽車行業(yè)絕對占比較重要的位置，爭取支柱產(chǎn)業(yè)。這樣不僅促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加就業(yè)，而且可以大力推動科技的發(fā)展，人才的培養(yǎng)等。50年代以來，為了實現(xiàn)國家“要想富，先修路”的號召。公路得到了迅速的發(fā)展與提升，各地之間的交流也變得非常方便，對經(jīng)濟(jì)有非常好的促進(jìn)作用。對汽車的載量和速度都提出了高要求，但是國內(nèi)的技術(shù)卻無法滿足市場需要。在這種情形下，薄弱的汽車技術(shù)與人們巨大的需求不成正比，市場空間比較大，他直接就導(dǎo)致了未來汽車發(fā)展快速性。但是依目前的現(xiàn)狀來看，它的發(fā)展是曲折的。它需要我們一代又一代人的努力。19世紀(jì)末以來，世界上涌現(xiàn)了一批著名的汽車企業(yè)，如美國通用公司，福特公司，意大利菲亞特和法國雪鐵龍等。因為外國進(jìn)行工業(yè)革命比國內(nèi)早很多，有一定的科技基礎(chǔ)，所以產(chǎn)生了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和比較有名的品牌。19世紀(jì)初美國福特公司生產(chǎn)了它的經(jīng)典之作“T型車”，市場反應(yīng)很好，之后又創(chuàng)造性地整合生產(chǎn)力，執(zhí)行流水線生產(chǎn)。這舉動讓生產(chǎn)力大為提高，又由于“T型車”駕駛?cè)菀?、結(jié)實耐用、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉獲得一致的好評，并很快占據(jù)了市場。在后來的20年里，“T型車”生產(chǎn)了將近20萬輛，產(chǎn)生了非常深遠(yuǎn)的社會影響。它是汽車工業(yè)里的經(jīng)典之作，它是后來汽車行業(yè)的標(biāo)桿，在行業(yè)里產(chǎn)生教科書式的影響。為了提升國內(nèi)的汽車產(chǎn)業(yè)，上世紀(jì)特別是改革開放之后，從國外引進(jìn)著名品牌，產(chǎn)生了一大批合資汽車企業(yè)，同時國內(nèi)本土的汽車企業(yè)得到了一定程度的發(fā)展。成為世界汽車制造的佼佼者，就如雨后春筍一般，破土而出，開辟出了一條適合我國國情的汽車成長道路。國務(wù)院又在1987年重新確立了“將發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)作為振興民族工業(yè)重要產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展方針，之后確立了我國汽車工業(yè)的“三大”、“三小”生產(chǎn)工業(yè)基地，并且對內(nèi)部實行了聯(lián)合重組，而對外則實行了引進(jìn)和合資，使我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，不僅從產(chǎn)量上增多而且品種上比較豐富。1994年，國家發(fā)布汽車工業(yè)與產(chǎn)業(yè)政策，又因為我國又準(zhǔn)備申請加入世界貿(mào)易組織，這些對我國汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展起了非常重要作用。近幾年來，因為國家加強(qiáng)了對汽車工業(yè)的改革與改組，加大投資和合資的力度，社會日益增長的需求量以及我國加入WTO對汽車產(chǎn)業(yè)等諸多因素的影響，使我國的汽車產(chǎn)業(yè)獲得了飛速的發(fā)展。到2003年，我國汽車整車生產(chǎn)量早已突破了400萬的大關(guān)，另一方面，轎車的生產(chǎn)量也達(dá)到180多萬輛，不僅如此，在質(zhì)量上也有很大程度上的提高。改革開放以來，國內(nèi)引進(jìn)超過1000多項的嶄新技術(shù)，而且現(xiàn)在絕大部分都是和國外是一個水平的。到了2002年，汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)出口貿(mào)易總額早已超過200多億美元，是世界汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的1/10的份額。假如按5%的增長率來計算的話，2020年我國的汽車產(chǎn)量絕對可以達(dá)到驚人的1000萬輛，占全球世界汽車市場的1/5，中國由汽車生產(chǎn)大國走向汽車制造強(qiáng)國是必然的趨勢。雖然我國汽車行業(yè)起步晚，見效快，已經(jīng)初具規(guī)模，但是還仍然有一些問題是發(fā)展中不可避免的。比如存在的大而不強(qiáng)的問題，上世紀(jì)為引進(jìn)技術(shù)，提出以市場換技術(shù)。當(dāng)外國品牌車企進(jìn)入中國后，市場是做大了，卻依然沒有獲得技術(shù)，像發(fā)動機(jī)等核心技術(shù)還依然掌握在外國企業(yè)手中。另一方面就是汽車服務(wù)行業(yè)的監(jiān)管體系不到位的問題這些問題不僅要企業(yè)努力，政府也要努力。1.2制動系概述比較原始的制動控制是駕駛者通過操作一些非常簡單的裝置，通過對制動器施加力的作用來達(dá)到減速或停車的目的。但是那是的車輛速度較低，汽車質(zhì)量也比較小，簡單機(jī)械裝置可以滿足制動要求。但是伴隨著生術(shù)的進(jìn)步，人民對汽能的要求也隨之增高，速重能力也隨著提高。另一方面汽車質(zhì)量也在增加，所以機(jī)械制動已經(jīng)慢慢地不能滿足這方面的需求。 這是已經(jīng)研發(fā)出了真空助力裝置，技術(shù)更新是如此之快。在一些軍隊用車上，在制動器的助力方面取得了新的進(jìn)展與成果，到上個世紀(jì)50年代，又有了液裝置。精儀器加工與制造技術(shù)、ABS避免車輪抱死、液壓控械電子一體化等高新產(chǎn)品技術(shù)。使汽車的操縱性和主動安全得到了大幅度的提高。防抱死裝置一般可以大致分為三個主要的部分最主要的ECU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)如調(diào)節(jié)器和獲取汽車工作中各個參數(shù)的傳感器。ABS工作時一般由傳感器收集汽車運(yùn)行的各個參數(shù)信號，如車速，車輪角加速度等，然后再將收集的信號穿給ECU，ECU再經(jīng)過分析計算將信號傳給執(zhí)行器，通過執(zhí)行器來反映信號。制動系作為汽車的重要組成部分，它是汽車行駛安全性的根本保障。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人民生活水平和物質(zhì)需求得以提高，車流密度增加和高速公路修建越來越完善。因此，交通事故也變得更加頻繁。所以汽車安全是汽車設(shè)計師們永遠(yuǎn)不變的話題，而且這一方面也越來越被消費(fèi)者看重。制動裝置分為：駐動、行動、輔助制急制動四種類型的制動裝置。駐動的功能作用是：使不動的車一直保持這種狀態(tài)，不會產(chǎn)生各個方向的位移和其他運(yùn)動，保障停車全。雖然說行車制動器是最基本的，但它不是萬能的，在汽車長途下坡或急彎的行駛過程中，長時間的使用制動器會使制動器產(chǎn)生大量的熱，會產(chǎn)生熱衰退的現(xiàn)象。所以為了保證汽車的速度，必須有保證汽車速度穩(wěn)定的輔助制動器。制動系由制動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，這兩個裝置之間相輔相成，各自執(zhí)行不同的功能，它應(yīng)該具有的功能如下：a. 有優(yōu)良的制動力，如何評價汽車的效果是用剎車距離和制度這兩項指標(biāo)來評價的。在良好路面可靠停車的地面的最大坡度則用來評估汽車的駐坡能力。b. 要求工作時穩(wěn)靠，汽車的行機(jī)構(gòu)至少要求有兩套相互不相干的控制驅(qū)動的管，當(dāng)汽車運(yùn)行過程中，當(dāng)其中一套管作失效時，另外一套完損的路可以保持汽能力而且不能于沒有（規(guī)定值）的%。行車制動一般用腳操縱，而其他制動則多為用手來操縱。c. 汽車在運(yùn)行時，只要在汽車而設(shè)計的速度范圍內(nèi)剎車，這時的汽車都不應(yīng)該失去其駕駛員對其的操控性和行駛方向的穩(wěn)定性。d. 一定要避免一些能影響鼓內(nèi)表面摩擦因數(shù)的雜物進(jìn)入它的工作接觸面，正常 情況下鼓式因為其密封性比較好所以較少臟物進(jìn)入，而盤式工作的表面因為與外界直接接觸則有污常見。e. 制動時抵抗熱衰退熱穩(wěn)定性好。f. 操縱機(jī)構(gòu)比較輕便，正常人可以輕松操作，并且具有比較好的隨動性。g. 制動裝置工作時要求產(chǎn)生的盡量的可能小，同時制動器散發(fā)出得對人體有的氣體也盡可能少，以減少對人體和環(huán)境的傷害。h. 應(yīng)具有比較好的作用性，制動器從制動開始的再做出回饋的反射時間叫為作用的滯性，評估的項目是從駕駛員踏向蹄板這一刻到達(dá)所限定的制動力所必要時間。i. 制動器摩擦襯片應(yīng)該具有足夠長的使用壽命j. 當(dāng)蹄片與鼓或制動盤與摩擦塊出現(xiàn)磨損之后，自身應(yīng)該具有自動調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)。而且調(diào)整起來不費(fèi)勁，省事。k. 當(dāng)汽車制動功能出現(xiàn)異常，而不能正常工作使用時。制動系統(tǒng)應(yīng)該具有光信號或音響的提示。當(dāng)汽車剎車過程中，盡可能使車車輪不抱死一般可大大的減少它的剎車距離，增加其掌控方向的穩(wěn)定能力和在緊急情況下的可控制性。所以最近幾年防抱死裝置發(fā)展的尤為迅速。又因為石棉材料的摩擦襯片對人體有危害，進(jìn)而石棉材料正在被新型無公害材料替代。2制動結(jié)構(gòu)分析及方案選擇汽車的剎車機(jī)構(gòu)的力都是來源于摩擦，按結(jié)構(gòu)可以分為：盤式和鼓式兩大類。鼓式制動器中類似碗狀的金屬部件是它的旋轉(zhuǎn)（摩擦）部件，它產(chǎn)生作用效果的表面是一個內(nèi)圓曲面。盤式制動器中的類似碟片一般的圓金屬片是其旋轉(zhuǎn)（摩擦）部件，產(chǎn)生制動效果的面為其段面。根據(jù)鼓式制動器的結(jié)構(gòu)有所不同，一般可以分為：制動器、雙動器、器、雙動器。其制動效能各不相同，最低得則為盤式制動器；制動效能穩(wěn)定性也是各不相同的，盤式制動器的制動效能穩(wěn)定性最高。也許是因為這個原因，穩(wěn)定性一直是汽車安全的一個重要指標(biāo)，所以盤式制動器被廣泛使用。2.1制動器結(jié)構(gòu)分析盤式制動器可分為：浮鉗盤式制動器、定鉗盤式制動器、擺動前盤式制動器浮鉗盤式制動器浮式制動器上制動鉗的支架固定在上，制動體可以沿著相對做軸向運(yùn)動。當(dāng)汽車剎車時，輪缸上的壓力勢能產(chǎn)生較大的力附加在活動塞上，剎車襯塊被巨大的力推向制動盤。同時，制動器上安裝油缸的外殼上的力推動外殼體沿著銷向右移動，于是剎車塊被牢牢地壓在摩擦圓盤上。剎車圓盤兩邊對稱地都受到制動塊的擠壓，力的大小等大，產(chǎn)生制動力矩，迫使汽車停車。定鉗盤式制動器定動機(jī)構(gòu)與盤的有很大程度不一樣，它的制動鉗體大部分是安裝在上，它在線方向不能移動，也不能在任何方向擺動，為了使兩邊的剎車塊有相同的力且同時壓向盤，所以在盤的兩端都安裝有一模一樣的（這相當(dāng)于制動輪缸上的油缸）。擺動鉗盤式只能在一定角度上像單擺一樣擺動而不能移動，在與制動盤垂直的面上擺動從而實現(xiàn)制動。為了是摩擦襯塊都能很好的磨損均勻常常將其摩擦襯塊做成楔形。 鼓式制動器一般可分為：領(lǐng)從蹄式制動器、雙向雙領(lǐng)蹄式制動器、單向雙領(lǐng)蹄式制動器、雙從蹄式制動器、雙向自增力式制動器、單向自增力式制動器。 領(lǐng)從蹄式制動器這種制動器的汽車在倒車時，兩制動蹄又均變?yōu)閺奶?，所以，它又叫做單向領(lǐng)蹄式制動器。有兩個蹄，每一個蹄上裝有制動油缸來產(chǎn)生剎車用的力，兩個油缸和其他制動機(jī)構(gòu)以為中心對稱安裝。所以兩個蹄對鼓作用力的合力剛好互相抵消，所以屬平動器。的工作和它的制力在所有鼓式中屬于中等水平，但是相比較起來說它的，結(jié)構(gòu)也比較。當(dāng)其前進(jìn)或則后退時，它的制動能力都是一樣的，而且還可以很方便的安裝駐車制動等，所以現(xiàn)在廣泛的安裝在各中類型的車上。雙向雙領(lǐng)蹄式制動器雙蹄中的剎車機(jī)構(gòu)是關(guān)于中點中心高度對稱的，汽車無論是正還是煩向運(yùn)轉(zhuǎn)，它的剎車機(jī)構(gòu)的兩個蹄都是領(lǐng)式蹄，這種稱為雙式剎車器。它兩蹄的兩端都為浮式支承，而不是鉸接在支承銷上，它當(dāng)制動時的兩端是支承在活塞制動輪缸的支座上，或者其他張開裝置的支座上。油壓使張開裝置或者兩制動輪缸上兩側(cè)活塞均向外移動，使兩個制動蹄都緊緊壓在制動鼓工作表面上。摩擦力導(dǎo)致鼓和蹄同方向轉(zhuǎn)過一個角度，于是鼓內(nèi)面帶動蹄動，鼓和蹄轉(zhuǎn)的方向是同向。然而當(dāng)制動鼓反方向旋轉(zhuǎn)時，其過程相似但方向是相反的。所以，不管在正向或則反向旋轉(zhuǎn)時兩蹄都為領(lǐng)蹄，故稱其為制動器，它也式制動器的一種。這種制動器前進(jìn)或則后退它的制不變，比較穩(wěn)定，現(xiàn)在用的也很普及，如果要把它作為駐器的話，要安裝額外的機(jī)構(gòu)。 單向雙領(lǐng)蹄式制動器單向雙領(lǐng)蹄式制動器的正向制動效能比較高，當(dāng)其倒車時則又變?yōu)閺奶闶?，使其制動效能大大降低。一般普通汽車的前輪常常采用這種制動形式，因為這類汽車在前進(jìn)制動時，前橋所承受的制動載荷和摩擦力大于后橋，而當(dāng)反方向運(yùn)行時相反。如果前輪采用此結(jié)構(gòu)的制動器，而后輪用從蹄則可以很好相互配合，可以得到很好的制動力分配，此外前后輪的零部件在很大程度上是幾乎相同的。 雙從蹄式制動器雙從蹄式制動器和雙領(lǐng)蹄式制動器比較相似，雙領(lǐng)蹄式制動器倒車時其制動效果就和雙從蹄式制動器相當(dāng)。雙從蹄式制動器有兩個制動輪缸，是相互垂直的。最適合布置雙回路制動系統(tǒng)。雖然制動效能在幾種制動器類型來說是最低的，但是卻有最為良好穩(wěn)定的制動效能，所以依然有較少數(shù)貴轎車為了保證可靠性而采用此種制動器。 單向自增力式制動器兩制動蹄的下端用頂桿相互連接，第二制動蹄用支撐銷支承在上端制動底板上。汽車前行時，單活塞的制動輪缸推壓第一制動蹄壓到制動鼓的內(nèi)圓柱面上。摩擦帶動鼓旋轉(zhuǎn)，第一個蹄受力后通過一個導(dǎo)力桿把力傳遞到第二個蹄上，于是，第二個蹄借力后壓到鼓內(nèi)表面，產(chǎn)生更大的制動力。又因為制動時兩個蹄片法向反力是不能相互抵消或平衡的，因此它稱為非平衡式的制動器。這種制動器在車向前運(yùn)行時，它的制動能力很高，在所有鼓式制動中時最高的，然而在反向運(yùn)行時，其制動的能力又是最小的，所以現(xiàn)在常用于少數(shù)貨車或轎車上。 雙向自增力式制動器行車制動蹄的工作時需要的動力源由車輪上的油缸來產(chǎn)生，則用鋼線拉繩及操作柄桿來控制。此外，被普及使用于汽車中動器，這是由于汽車停車時要求其正向和反向都要求比較高，另一原因是因為停車制動假如不應(yīng)用于應(yīng)急制動的話時是不會產(chǎn)生很高的溫度的，所以問題并不是非常地突出。2.2制動器方案選擇盤式制動器與鼓式制動器有各自的優(yōu)點與缺點。與鼓式相比，盤式制動器的優(yōu)點為：盤式的熱穩(wěn)定性比鼓式的好，溫度升高時直徑方向的熱脹冷縮并不會很大的影響其性能，所以根本沒有熱衰退的問題。剎車塊上的摩擦片對盤的壓力非常的高，相互摩擦后產(chǎn)生熱量將水蒸發(fā)掉，這樣不僅水穩(wěn)定性很好，另一方面盤的散熱性也很好，因為盤與空氣直接接觸。主要缺點是：不可能完全防止銹蝕和塵污，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)中須裝用助力器。又因為襯塊工作面積比較小，所以磨損比較快，使用壽命低而且成本較大。此外，兼充行車和駐車制動器的浮鉗盤式制動器，可以不用安裝駐車制動鉗，只需要在行車制動鉗油缸處加裝一些來推動油缸活塞的駐車制動傳動裝置即可。本次設(shè)計的是GD6342微型客車，噸位不是很大，在汽車行駛時，需要持續(xù)穩(wěn)定的制動能力，并不需要太大的制動力，所以盤式制動器儼然可以滿足制動力要求。另外，考慮到在汽車行駛時要避免前輪抱死，從而喪失轉(zhuǎn)向能力，必須考慮ABS的安裝問題（盤式制動器安裝ABS比較方便）。而且盤式制動器的抗熱衰退、水穩(wěn)定性都比鼓式制動器好。此外，鼓式制動器維修方便，成本又低，磨損少，絕對制動力大?？紤]到效益問題，并參考長安之星SC6350，后輪采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動器。綜上所述：本次計采用的行器為：前鼓式，前輪用定制動器，后輪采用領(lǐng)鼓式制動器。 驅(qū)動機(jī)構(gòu)：液壓雙回路。駐車制動裝置為：車輪制動器，和后輪共用一個制動器，即為后輪鼓式制動器。驅(qū)動機(jī)構(gòu)選用機(jī)械式驅(qū)動機(jī)構(gòu)，即為拉索機(jī)構(gòu)。 3制動器主要參數(shù)確定制動系設(shè)計時需要的整車參數(shù)：汽車軸距： L=2215mm車輪滾動半徑： =270mm汽車空、滿載時的總質(zhì)量： =840kg，m=1230kg空、滿載時軸荷分配： =52%,=48%，=48%,=52%空、滿載時質(zhì)心高度： =725mm,=700mm質(zhì)心距前軸距離： =1060mm,=1150mm質(zhì)心距后軸距離： =1155mm,=1065mm對汽車剎車性能還有比較大的影響的參數(shù)有：制動力和制數(shù)、制度、同系數(shù)、最大制動力矩、附著系數(shù)利器因數(shù)等。3.1鼓式制動器參數(shù)確定 1.制動鼓內(nèi)徑D當(dāng)輸入力一定，制動鼓的內(nèi)徑越大，制動力矩也會越大，而且散熱能力也會隨之增大。但是輪輞的大小是有限的，D不會無限的大，輪輞與鼓之間要有一定的間隙，正常情況下要大于20mm,如果溫度過高內(nèi)胎和氣門閥都會烤壞，而且不利于保持正常的溫度。為了有足夠強(qiáng)大的強(qiáng)度和吸收熱量的能力，有效的防止溫度升高，剎車機(jī)構(gòu)的鼓的內(nèi)徑足夠小，強(qiáng)度就會大，而且有利于保證其加度。D/（制動鼓直徑與輪輞直徑之比）范圍如下：乘用車：D/=0.64-0.74商用車：D/=0.70-0.83內(nèi)徑選用參照標(biāo)準(zhǔn)QC/T3091999選取。輪輞直徑330mm.取制動鼓內(nèi)徑260mm.即R=130mm.2. 摩擦襯片b和包角制動鼓半徑R（R=），襯片摩擦面積=Rb。襯片摩擦面積越大，所受能量負(fù)荷與單位面積正壓力越小，而且磨損特性好。取包角=度。襯片寬度取100mm.襯片寬度尺寸見QC/T3091999.3. 摩擦襯片起始角襯片一般布置在制動器中央，令=-/2=40.4.張力到制動器中心作用線距離e制動輪缸和蹄的尺寸限制在規(guī)定的值內(nèi)，使其能夠在鼓內(nèi)安裝，所以應(yīng)該盡量讓e保持的較大，來提升制動力?？蓵簳r規(guī)定大約e=0.8R，e=113*0.8=90mm.5. 制動蹄支撐點位置c和a。暫定a=0.8R。也取為90mm。C=35mm。3.2盤式制動器參數(shù)確定 1.制動盤直徑DD應(yīng)盡可能大，這樣制動盤有效半徑才增大，這樣就可以適當(dāng)減小制動鉗夾緊力，減少襯塊的工作溫度與單位壓力。受輪輞尺寸限制，制動盤直徑一般可選為輪輞直徑的70%-79%。滿載質(zhì)量超過2t的取上限。這里取其直徑D=284mm.2.制動盤厚度h制動盤厚度h對其剛度有影響，但是又不能過大，否則不利于散動盤可以做成實也可以在內(nèi)部鑄處孔道，有助于散熱。通風(fēng)式的一般取20-50mm,實心的一般取10-20mm。這里設(shè)計的是通風(fēng)型的，所以取24mm。3. 摩擦襯片內(nèi)半徑與外半徑一般外半徑和內(nèi)半徑不能大于1.5。這里取=140mm，=100mm。4. 制動襯塊工作面積A根據(jù)襯塊的單位面積占所的汽車質(zhì)量在1.63.5Kg/cm2內(nèi)來選用。m/8A=(1.63.5)，得到A=（50109.38）cm2，取A=70 cm2。3.3制動力分配系數(shù)與制動力制動過程中，如果不計算滾轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的慣矩，則任何一個角速度0的車衡方程： -=0 （3-1）式中 剎車系統(tǒng)工作時對輪胎產(chǎn)生的剎車作用力矩，與車輪旋轉(zhuǎn)方向反向，Nm.地面對車輪的制動力（輪胎與地面間的摩擦力，又叫地面制動力），方向與汽車運(yùn)動方向相反，N.車輪有效半徑，m.令 = （3-2)稱為制動器制動力，又叫制動周緣力。其方向與的方向相反。角速度0時，大小相等。由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。增大時，都會隨之增大。但是受地面附著條件的限制，制動力的不可能大于附著力。即 （3-3）或 （3-4）式中 輪胎與地面附著系數(shù)。 Z地面對輪胎法向反力。跟據(jù)汽車在剎車對整個汽車進(jìn)行受的力分析，考量到制動時軸荷會產(chǎn)生的位移，解得路面對前橋、后橋輪胎的反力為： （3-5） 式中 G汽車受的重力 L汽車軸距 質(zhì)心到前軸距離 質(zhì)心到后軸距離 質(zhì)心高度 G重力角速度 制動減速度 則總的地面制動力為： （3-6） 式中 q制動強(qiáng)度（比制動力或比減速度） 前后車輪地面制動力由以上兩式可以求得： （3-7）G=12300N,g=10,q=0.6前后輪附著力：上式表明：附著系數(shù)因為道路條件不同，其也會呈現(xiàn)不同的數(shù)值，制動力也不是恒定一成不變的，而是q或制動總力的函數(shù)。當(dāng)汽車在不同路面行駛時，可能出現(xiàn)三種制動情況：前輪抱死拖滑，后輪在抱死拖滑。后輪抱死拖滑，前輪再抱死拖滑。前后輪同時抱死。由式3-6,3-7可知在不同附著系數(shù)時，前后車輪同時抱死，即附著力充分利用的條件為： （3-8）-前輪制動器制動力。-后輪制動器制動力。由式3-8消去得。 （3-9）將G=12300N，L=2215mm代入。得到： 上式為關(guān)系曲線，即為理想制動力分配曲線。圖3-1空滿載I曲線制動力分配系數(shù)： （3-10） =()/()=()/L = 其中取=0.75，=1065mm,=700mm.L=2215mm. 得到 =0.48+0.23=0.71 在一定的規(guī)定范圍之間，路面產(chǎn)生制動力與周緣力在數(shù)值上是相等的，所以又稱為制配系數(shù)。 4制動器的設(shè)計與計算 4.1鼓式制動器的設(shè)計計算 1.壓力沿襯片長方向分布規(guī)律計算一個度的制動器時，摩擦襯變形規(guī)律。力和蹄的的合力導(dǎo)致蹄繞轉(zhuǎn)角度。蹄上片的表面上任何點沿動的切線方向形變就為，在這個線段上所在半徑方向上伸長的投影，這就為段。因為dr很小，所以認(rèn)為=90度。所以，摩擦襯片變形為： （4-1）又考慮，則分析等腰三角形。有所以徑向變形與壓力為： （4-2）綜上：新片在襯片上分布狀況吻合正律。其沿襯片長度向壓力不均勻程度，以不均勻系數(shù)評估。 （4-3）圖4-12. 計算蹄片的制動力矩計算鼓式矩時，必須搞清楚產(chǎn)生制矩與力之間的關(guān)系。在襯片取以微元面積，在角內(nèi)，面積一般為bRd, b為襯片寬。鼓在微元上的法力為： （4-4）摩擦力產(chǎn)生力矩為： （4-5）積分得（）： （4-6）壓力均勻分布： （4-7）由式3-16和3-17就可以算出不均勻系數(shù)： （4-8）從以上式子中可以得到壓力與制動力的關(guān)系。實際中，還要計算張開力F。與制動；力矩的關(guān)系。 （4-9）平衡方程式： （4-10）解方程得到： （4-11）如果是緊蹄，力矩為： （4-12）如果是松蹄，力矩為： （4-13）為計算。必須求出。 （4-14）所以： （4-15）根據(jù)式3-16,3-19： （4-16）顧上制動力矩等于摩擦距之和： （4-17）張開力為： （4-18）由蹄上力矩平衡條件得出： （4-19）檢查鼓式制動器，蹄自鎖可能，當(dāng)時，蹄自鎖。如果就不會自鎖。由上式可得： （4-20）4.2盤式制動器的計算假設(shè)制動盤全部與襯塊摩擦面接觸，壓力分布均勻。則制動力矩為： （4-21）對于一般的扇形摩擦面，取R為其有效半徑或則平均半徑，如果徑向?qū)挾炔淮蟮脑?。則為： （4-22） =120mm。有效半徑是距離，如下： （4-23） m=0.71 =121mmm不能過小，否則扇形徑向的寬度較大，摩擦面磨損不均勻。壓力均勻這一條件不成立，上式計算錯誤。一般m不能小于0.65.4.3摩擦片磨損特性計算 要準(zhǔn)確的算出磨擦損耗是很難的，因為襯片的磨擦損耗與其他很多因子都有關(guān)，比如、溫度、相對磨損速度、摩擦的材質(zhì)等等。 制動時，據(jù)能量守恒法則，機(jī)械能有部分轉(zhuǎn)化為熱量而耗散。在這過程中，制動器承擔(dān)了大部分工作，溫度會急速升高，襯片也會有非常嚴(yán)重磨損。制動器經(jīng)常用能量負(fù)荷用來當(dāng)作其評價指標(biāo)。 （4.24） （4.25） （4-26） 是汽車總質(zhì)量，是汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，是制動分配系數(shù)。是摩擦面積。t是時間。4.4前后輪制動力矩確定為了保證良好的制動性，要合理的分配制動力矩。先選同步附著系數(shù)。然后再計算出前后制動力的比值： （4-27）上式，前后輪的制動力矩為：。質(zhì)心到前后橋距離：。汽車質(zhì)心：。4.5應(yīng)急與駐車制動所需制動力矩 1.應(yīng)急制動在緊急剎車時，一般后輪都會抱死拖滑，所以后橋車輪剎車力是： （4-28) =3872N后橋的制動力矩： （4-29） =468.5單個后輪需要的力矩為：。 2.駐車制動分析車在坡上停駐時情況，得出后橋附著力為： （4-30）在下坡路停時，后橋附著力： （4-31）汽車能停住的最大角，可由剎車力與后橋車輪附著力相等求得： （4-32）得到： （4-33) =arctan0.51 =27同理可得下坡： （4-34） =17.5圖4-25制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計計算5.1制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇 按不同的動力源分類的話，可以將制機(jī)構(gòu)可以分為三個大類即為：簡動、動動、伺動。 1.簡單制動系 就是人力制動，以司機(jī)作用于手柄上或制動踏板上力為動力源。一般情況下力的傳導(dǎo)方式有兩種：傳導(dǎo)和式傳導(dǎo)。機(jī)械傳導(dǎo)大多情況下是用鋼索和傳導(dǎo)桿傳力，它的成本沒有那么高，構(gòu)造也不復(fù)雜，工作時穩(wěn)定，但是其效率不高，所以一般只用于中、小型汽車的剎車系統(tǒng)。液壓式簡單制動一般廣泛用于轎車、及輕中型貨車上。 2.動力制動系用內(nèi)燃機(jī)動力轉(zhuǎn)化為勢能來使其剎車系統(tǒng)工作的剎車制動機(jī)構(gòu)叫做車系統(tǒng)。 氣應(yīng)用最為廣泛，但是它的造價較高，剎車能力較好，一般用于大型的拖車和掛車之間的鏈接。但是，氣壓制動裝置一般由：壓縮空氣機(jī)、制、儲氣的罐等裝置組成結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜、外形輪廓尺寸大、比較笨重，價格很高，氣壓產(chǎn)生和撤消都比較慢。作用的延遲時間比較長，所以在制動儲氣室至制動閥門和儲存氣罐距離都較遠(yuǎn)的時候，可以加設(shè)繼 動閥（就是加速閥）和快放閥。管路工作壓力一般較低，因而制動氣室直徑比較大，只能放在制動器外，通過凸輪及桿件或楔塊驅(qū)動制動蹄，導(dǎo)致非簧載量慢慢增大；而且制動氣室放氣時有較大噪聲。動系的另外一種組成的就是氣、液式相互交叉混系，車輪剎車的油缸所需要的動是用氣提供動力的液壓形式系。氣壓制動的工作介質(zhì)為空氣，工作時可以忽略不計，反應(yīng)非常迅速，但其機(jī)構(gòu)質(zhì)量較大所以一般用在大型貨車上！全驅(qū)動剎車系統(tǒng)的力源是電機(jī)推動泵產(chǎn)生高壓勢能。有和兩種。全液壓式剎車系統(tǒng)有普通液壓制動的好處之外，還有剎車力大、操作起來輕便、防移機(jī)構(gòu)簡單和各種調(diào)節(jié)裝置容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點。但是機(jī)構(gòu)不夠簡單、機(jī)件要求很精密，整個系統(tǒng)有很高的封閉性，所以未得到普遍運(yùn)用，僅用在一些大型車與高級轎車上。 3伺服制動系 伺系是非常不簡單的剎車機(jī)構(gòu)：人動機(jī)構(gòu)中額外加入其它不同類型的能力源來產(chǎn)生制動所需要的動力，從而使各種不相同的力相利用。一般正常的情況下，伺服機(jī)構(gòu)產(chǎn)生主要的動力，但是如果伺服機(jī)構(gòu)失去工作，則完全可由人力提供動力， 液壓制動系統(tǒng)則產(chǎn)生剎車動力。所以中級以上的轎車及輕中型客車得到應(yīng)用。綜上所述：選用人力液動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，5.2分路系統(tǒng)的選擇為了提高它的剎車能力的可靠能力，管路應(yīng)用分，就是把全車所有的的動力分為幾個相互不相干的回統(tǒng)。當(dāng)遇到不可預(yù)知的情況后，其中的一個回路失去工作時，仍然可運(yùn)用其它回路來達(dá)到剎車的作用。圖5-2雙軸汽車雙回路制動系統(tǒng)一般有常見的五種形式：a. 一軸對一軸型，前后橋制動器各用一個回路（一般稱為“型”）。b. 交叉型，前橋一邊輪制動機(jī)構(gòu)與后橋的兩邊的制動裝置同屬于一個回路。c. 一型(HI)，的半數(shù)油缸同是一個一回路。d. 半對半軸型（LL），兩個回路分別對一制動和兩側(cè)前半數(shù)有效果。e.這種形式如果一個油路失效，則前輪包死易喪失轉(zhuǎn)彎制動力。對那些前橋制動機(jī)構(gòu)制動力大于后橋的轎車，當(dāng)控制前橋的回路不工作時，如果只用后橋來產(chǎn)生制動的力的話，制動力嚴(yán)重不足，而且如果后橋負(fù)荷比前橋小的話，駕駛員加在踏板上力過大容易使后輪剎死而導(dǎo)致橫移。X型的結(jié)構(gòu)也很簡單。產(chǎn)生剎車效果時不管那一條回路不工作，剩余其他總制動力還是能維持在正常情況下的二分之一。但是，如果其中有回路破損導(dǎo)致剎車力不能對稱，此時前橋車輪一定會有朝力大的一邊圍繞主銷旋轉(zhuǎn)的趨勢，使汽車不能保持其。都有比較繁瑣的構(gòu)。型和型在某個回路不工作時，前后橋制動力的比值與正常時相同。LL，HH型的剩余制動力是正常值的50%。HI型只用二分之一的管路工作時，它剩下的剎車需要的力很大，這種情況下與LL形一樣，后橋車輪往往先抱死拖滑，緊急制動時。綜上本次選用：本設(shè)計采用型制動回路。5.3制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計計算1制動輪缸直徑d的確定對剎車蹄片施加張力F0與壓力p和輪d的關(guān)系為 （5-1）制動管路壓力不能超過1012mpa。取p=10mpa得d=37.5mm又輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列中取， 故取d=38mm2制動主缸直徑d0的確定。 第i個輪缸的工作容積為 （5-2）在初步設(shè)計，鼓式制動器一般取=2-2.5mm。所有輪缸的總工作容積為 m為輪缸的個數(shù)。所以V=mm 制動主缸應(yīng)有的工作容積為 （5-3） 式中，為制動軟管的容積變形。 在初始設(shè)計時，剎車的工作時的體積可取為 1.1V （轎車） 1.3V （貨車）主缸活塞行程和活塞直徑d0可用下確定 （5-4）一般=（0.8-1.2）d0取：=1.2 d0 d0=23.86mm又因為主缸的直徑d0應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸系列中選取， 故取d0=26mm。3制動踏板力Fp 制動踏板力Fp用下式計算 （5-5）式中，為踏板機(jī)構(gòu)的傳動比；為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)構(gòu)效率，可取=0.82-0.86 其中=6 =0.85 所以 FP=377.1N剎車腳踩板力應(yīng)符合如下要求：最大剎車踏板力一般為乘用車500N或商用車700N（貨車）。 故滿足要求。 4. 制動踏板工作行程制動踏板力為： （5-6）上式：為主缸活塞與推桿的間隙，大約取空行程。剎車機(jī)構(gòu)正常工作時的行程，應(yīng)該占摩擦襯片在允許磨損量內(nèi)的腳踏板的。為避免空氣等異物進(jìn)入，當(dāng)駕駛員腳張開剎車腳踏板時，油管路內(nèi)至少有壓力。最大踏板行程：乘用車：100mm-150mm. 商用車：小于等于180mm作用在手柄上的力：乘用車小于等于400N。 商用車小于等于600N。設(shè)計總結(jié)這次我的畢業(yè)設(shè)計是微型客車制動系設(shè)計。首先簡單分析了一下課題背景，接下來是制動系的類型及最后確定的方案，其中我列出了可供選擇的幾種類型并進(jìn)行了一系列分析、比較最后確定的方案如下：行車制動器：前盤后鼓，盤式制動器為，鼓式制動器為領(lǐng)從蹄式制動器。第四、五兩章大體上闡述了整個剎車系統(tǒng)它的主要參的選擇，并有簡單的，是我著重想要表達(dá)的部分。最后認(rèn)為這套設(shè)計方案是可行的。在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中，可謂是苦難重重，因為以前從來沒做過類似的工作，而且工作量也是非常的大。但是面對困難，我們并沒有臨陣退縮，經(jīng)過和老師與同學(xué)們討論，到圖書館查資料，修改，完善，就這樣將一個個困難解決，最后將畢業(yè)設(shè)計完成。本次設(shè)計也并不是完美的，也還有很多不足之處：比如本設(shè)計在計算方面，由于涉及到的數(shù)據(jù)很大，有很多數(shù)據(jù)時要參考同類車型來選擇的，肯定有個別數(shù)據(jù)取得不是那么的恰當(dāng)，對計算結(jié)果有一點影響。另外由于我們真正接觸的汽車不多，更沒有實際設(shè)計的經(jīng)驗，所以畫的圖很大一部分是自己根據(jù)教科書的介紹想象的，肯定有一些結(jié)構(gòu)上的不完善合理之處?？傊敬卧O(shè)計個人認(rèn)為還是達(dá)到了一定的預(yù)期效果的，讓我在其中學(xué)到了很多平時都沒有學(xué)到或容易出問題東西。這鍛煉了我，讓我感到了作為一個設(shè)計人員的艱辛。但，又因為本人水平層次有限，故不能達(dá)到老師專家們的水平，其中難免有錯誤紕漏之處，現(xiàn)懇請老師指正！致謝本畢業(yè)設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，他在繁忙的教學(xué)工作中，以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、豐富的科研經(jīng)驗、淵博的理論知識，言傳身教，在學(xué)習(xí)上給我了極大的教誨和啟迪，使設(shè)計沿著正確的方向進(jìn)行；同時老師寬容、和藹、坦誠的人格魅力，也將使我終身受益，為我以后的人生道路樹立了榜樣，在此向老師致以衷心的感謝。另外，我還要感謝汽車系里的老師們，總是站在學(xué)生的角度考慮問題，最大可能的為學(xué)生學(xué)習(xí)提供最大的便利。同時，我也要感謝所有在我畢業(yè)設(shè)計時個給我?guī)椭谋窘M同學(xué)們，多少次熬夜，最終有了結(jié)果，大學(xué)四年就要畫上一個圓滿的句號。 總之，正是各位老師和同學(xué)的幫助，加上我不懈的努力，才能讓我的畢業(yè)設(shè)計得以順利的完成。最后，再次感謝我所有的老師、同學(xué)和朋友，謝謝你們的幫助。參考文獻(xiàn)1 王望予.汽車設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：257285.2 余志生.汽車?yán)碚?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年：89.3 陳家瑞.汽車構(gòu)造（下），機(jī)械工業(yè)出版社：2005年8月，第四版.293294.4 劉品.機(jī)械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2005：5155.5 劉惟信.汽車設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版社，2001：450461.6 王望予.汽車設(shè)計M.第4 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.87 徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19918 諸文農(nóng).底盤設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19919 美L.?？嘶舳鳎瑥垥?汽車制動系.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199810 林寧.汽車設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199911 張則曹.汽車構(gòu)造圖冊（底盤）.北京人民交通出版社，199812 金國棟.汽車概論.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，200013 張洪圖.汽車構(gòu)造（底盤部分）.北京：北京理工大學(xué)出版社，199614 莊繼德.汽車輪胎學(xué).北京：北京理工大學(xué)出版社，199615 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室.汽車設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199016 美L.魯?shù)婪颍?汽車制動系的分析計算.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198517 Reimpel, v Stoll. The Automotive chassis: Engineering Principles. Waredle, PA 159618Shad D lasthahi. A Comparison of Approach to Concurrent Engineering. Manuf. Tech.200419(英）Sebuke A.The Two-Mss Torsional Vbration Dmper for the Power Train of Pasenger Carstate of the Art and Further Tehnical Development,1987附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱電動、混合動力和燃料電池汽車展望30任務(wù)書1本畢業(yè)設(shè)計課題應(yīng)達(dá)到的目的：本題目著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，學(xué)生在掌握汽車結(jié)構(gòu)的基本知識和車架、制動系的設(shè)計計算的基礎(chǔ)上，完成GD6342微型客車制動系設(shè)計任務(wù)，具體設(shè)計參數(shù)參考CA6350、長安之星汽車車，使其達(dá)到本科學(xué)生應(yīng)具備的技術(shù)能力水平。學(xué)生通過調(diào)查研究、檢索與閱讀中外文獻(xiàn)資料、方案論證，計算機(jī)運(yùn)用、查閱標(biāo)準(zhǔn)和手冊、實驗研究、數(shù)據(jù)處理與綜合分析，撰寫論文等諸環(huán)節(jié)，考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力，提高獨立分析和解決實際問題的能力。2畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：設(shè)計任務(wù)：汽車整備質(zhì)量Kg最大總質(zhì)量Kg最高車速Km/h人均整備質(zhì)量值t/人84012301050.14完成微型客車的制動系設(shè)計，繪制總和不少于4張零號圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖和零件圖 設(shè)計內(nèi)容：（1）查閱相關(guān)資料，完成畢業(yè)設(shè)計方案論證報告（2）結(jié)合設(shè)計內(nèi)容，完成外文文獻(xiàn)翻譯（3）工作計劃（4）按照設(shè)計要求進(jìn)行計算分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計（5）完成設(shè)計說明書的撰寫（6）完成畢業(yè)設(shè)計的文檔整理3對畢業(yè)設(shè)計成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計、圖表、實物樣品等：（1）方案論證報告，不少于3000字；（2）外文文獻(xiàn)翻譯一份，譯文字?jǐn)?shù)在3000漢字以上；（3）設(shè)計計算說明書，不少于5000字；（4）圖紙工作量不少于4張A0圖紙。4主要參考資料：1王望予汽車設(shè)計 M第4版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.82劉惟信汽車設(shè)計 M第1版北京：清華大學(xué)出版社，2001.73（美）諾頓（Norton,R.L） . 機(jī)械設(shè)計：機(jī)器和機(jī)構(gòu)綜合與分析. 英文版,第二版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.24陳家瑞汽車構(gòu)造 （上冊）M第2版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.15陳家瑞汽車構(gòu)造 （下冊）M第2版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.16汽車工程手冊編輯委員會汽車工程手冊基礎(chǔ)篇M北京：人民交通出版社，2001.67汽車工程手冊編輯委員會汽車工程手冊設(shè)計篇M北京：人民交通出版社，2001.68黃天澤、黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計 M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.109余志生汽車?yán)碚?. 第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.1010隗金文、王慧液壓傳動 M沈陽：東北大學(xué)出版社，2001.1211陳賢康液壓傳動基礎(chǔ) M北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984.1212其他相關(guān)資料5畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)度計劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2月28日3月5日下發(fā)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，布置收集、查詢相關(guān)的資料等1月16日3月10日英文資料翻譯文獻(xiàn)的布置、要求寒假期間完成3月11日3月20日提出畢業(yè)設(shè)計的主要工作及完成要點3月21日3月31日畢業(yè)設(shè)計方案論證報告的布置、完成4月1日4月10日分析、整理數(shù)據(jù)資料，構(gòu)思草圖4月11日4月30日初步確定結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計計算，進(jìn)行說明書初稿的構(gòu)思5月1日5月10日中期檢查3月11日5月10日確定設(shè)計方案、進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖繪制、完成設(shè)計說明書初稿5月11日5月20日檢查畢業(yè)設(shè)計說明書完成情況，提出補(bǔ)充、修改任務(wù)5月21日5月25日補(bǔ)充、修改工作，完成畢業(yè)設(shè)計正式圖紙及文檔正式稿5月26日5月31日對最終的正式畢業(yè)設(shè)計資料審核、準(zhǔn)備答辯6月1日6月10日畢業(yè)設(shè)計答辯系審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日院學(xué)術(shù)委員會意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日2機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯設(shè)計題目: GD6342微型客車設(shè)計制動系設(shè)計 譯文題目: 電動、混合動力和燃料電池展望 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 正文：外文資料譯文 附 件：外文資料原文 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日35正文：外文資料譯文陳清泉( 香港大學(xué) 電機(jī)電子工程學(xué)系，香港 薄扶林道，中國)電動、混合動力和燃料電池汽車展望 摘 要： 由于汽車排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的法規(guī)越來越嚴(yán)格，因此電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車引起了汽車 制造企業(yè)、政府和用戶的關(guān)注。本文綜述電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的技術(shù)發(fā)展水平，焦距其技術(shù)特 點和產(chǎn)業(yè)化路線。歸納電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的基本特點。提出應(yīng)用工程哲學(xué)指導(dǎo)研究和開發(fā)的 重要性。分析動力系統(tǒng)的各類結(jié)構(gòu)及其功能。揭示能量管理的挑戰(zhàn)、整車宏觀控制和子系統(tǒng)局部控制的功能和關(guān)系、 以及建議可才用的適當(dāng)控制模型。由于電動汽車產(chǎn)業(yè)是革命性的產(chǎn)業(yè)，因此必須采用綜合系統(tǒng)的創(chuàng)新，做到三好，即 好的產(chǎn)品、好的基礎(chǔ)設(shè)施和好的商業(yè)模式。關(guān)鍵詞： 電動汽車(EV)；混合電動汽車（HEV）；燃料電池汽車（FCV）中圖分類號： U46; U469.72 簡介 本文提供的電池驅(qū)動的電動汽車現(xiàn)狀的概述（BEV）、混合動力電動汽車（HEV）和燃料電池電動汽車（FCV）1-8對他們的技術(shù)特點和商業(yè)模式入手對純電動汽車的特點研究，混合動力汽車和燃料電池汽車。由于電動汽車技術(shù)是汽車技術(shù)與電氣技術(shù)的融合，系統(tǒng)集成和優(yōu)化方法是必不可少的，包括其基礎(chǔ)設(shè)施和商業(yè)模式的電動汽車系統(tǒng)的總體設(shè)計應(yīng)遵循適當(dāng)?shù)墓こ汤砟睢恿ο到y(tǒng)是電動汽車的心臟；因此本文分析建筑與各種動力系統(tǒng)的功能。能源管理是實現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放的關(guān)鍵，因此本文探討了能源管理的挑戰(zhàn)，探討了全球控制與局部控制的功能和相互作用，并提出了相應(yīng)的控制模型的可能類型。 推廣電動汽車的成功依賴于良好的產(chǎn)品，良好的基礎(chǔ)設(shè)施和良好的商業(yè)模式的可用性，以及與智能電網(wǎng)和信息通信技術(shù)（通信技術(shù)）的電動汽車的整合。我們的目標(biāo)是逐步實現(xiàn)四個零：零排放，零汽油，零交通事故和零交通擁堵。1.概述1.1純電動汽車混合動力汽車和燃料電池汽車的特點 自1973，石油危機(jī)，世界開始關(guān)注石油供應(yīng)和消費(fèi)的平衡。化石燃料資源量有限，但石油需求量已顯著增加。交通部門是最大的能源部門。它在最近幾十年中石油消費(fèi)量的增長率最高。這種增長在很大程度上來自新的需求，為個人使用的車輛，采用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。 一些環(huán)境問題，如溫室效應(yīng)、酸沉降、大氣污染等，直接關(guān)系到車輛的排放。由于能源危機(jī)，加劇了世界一部分的緊張局勢。 因此，政府機(jī)構(gòu)和組織制定了更嚴(yán)格的燃料消耗和排放標(biāo)準(zhǔn)。電池驅(qū)動的電動汽車（電動車）看起來像是理想的解決方案來應(yīng)對能源危機(jī)和全球變暖，因為他們有零油耗和零排放的現(xiàn)場。然而，高初始成本、續(xù)駛里程短，充電時間長，造成車輛只適用于某些應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)設(shè)施，除非如電池租賃和交換，慢充充電和快速充電的組合中，以及與智能電網(wǎng)的整合。 混合動力電動汽車（HEV）的開發(fā)是為了克服冰車輛和電動車的缺點。混合動力電動汽車將傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)與電儲能系統(tǒng)和一臺電機(jī)（電磁）結(jié)合起來。它有一個更長的距離比純。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)相比，它顯示了改進(jìn)的燃油經(jīng)濟(jì)性。如果車輛停下來，冰可以停下來。電驅(qū)動系統(tǒng)能優(yōu)化冰的效率，從而降低油耗和排放。在制動和下坡行駛過程中，可以回收動能。一定范圍內(nèi)的靜音操作的零排放是可能的，混合動力汽車是電動模式驅(qū)動。這工作范圍可能是如果電池可以通過連接插頭電源充電的擴(kuò)展，如電網(wǎng)。這種混合動力汽車（PHEV）稱為塞。此外，主板上的EMS的混合動力汽車提供更大的靈活性和可控性對車輛的控制，如防抱死制動（ABS）和車輛穩(wěn)定性控制（VSC），從而提供改進(jìn)的性能。雖然混合動力汽車可以滿足公路運(yùn)輸對能源危機(jī)和環(huán)境污染的挑戰(zhàn)，它仍然是很難被公眾廣泛接受。汽車買家存在的三大障礙：第一個是他們的高購買價格；二是可靠性和在汽車商店缺乏相關(guān)維修的電工；第三個是缺乏高性能的電動汽車，可以抵抗高電壓，高電流開關(guān)引起的電磁干擾等。 燃料電池汽車（燃料電池汽車）使用燃料電池從空氣和氫氣發(fā)電。電是用來驅(qū)動車輛或存儲在能量存儲裝置，如電池或超級電容器。它們只會放出水蒸氣，它們有可能有很高的效率。與燃料電池汽車的主要問題是：首先，高價格和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的生命周期問題；其次，氫的板載存儲需要的能量密度的提高；再次，氫分布和加油基礎(chǔ)設(shè)施需要建設(shè) 9 。1.2工程用的電動汽車，混合動力汽車和燃料電池汽車 從總體上講，電動汽車的工程本質(zhì)上是汽車工程與電氣工程的結(jié)合。因此，系統(tǒng)集成和優(yōu)化的主要考慮，以實現(xiàn)良好的電動汽車的性能，以負(fù)擔(dān)得起的成本。由于電力推進(jìn)的特點是從根本上不同于發(fā)動機(jī)的推進(jìn)，一種新的設(shè)計方法是電動汽車工程必不可少的。此外，先進(jìn)的能源和智能能源管理是使電動汽車提升競爭力關(guān)鍵因素。當(dāng)然，整體成本效率是電動汽車市場化的基本因素。 現(xiàn)代電動汽車的設(shè)計方法應(yīng)該包括從汽車工程的藝術(shù)狀態(tài)的技術(shù)，電氣和電子工程，化學(xué)工程，應(yīng)采用獨特的設(shè)計，特別適合于電動汽車，并應(yīng)制定特殊的制造技術(shù)，特別適用于電動汽車。應(yīng)盡力優(yōu)化電動汽車的能量利用率。表1顯示了電動汽車的特性比較，混合動力汽車和燃料電池汽車。汽車安全與能源電動汽車的特點表1，混合動力汽車和燃料電池汽車車輛類型純電動車混合動力汽車燃料電池汽車推動力l 電動馬達(dá)驅(qū)動l 電動馬達(dá)驅(qū)動l 內(nèi)燃機(jī)l 電動馬達(dá)驅(qū)動能量儲存系統(tǒng)（ESS）l 電池 l 超級電容器l 電池 l 超級電容器l 發(fā)電機(jī)組 l 燃料電池l 充電電池/超級 電容提高功率密度能源和基礎(chǔ)設(shè)施l 電動充電設(shè)施l 加油站l 電動充電設(shè)施l 氫l 氫生產(chǎn)和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施特點l 零排放l 高能源效率l 原油的獨立性l 相對較短的范圍 內(nèi)l 高初始成本l 商業(yè)上可用l 非常低的排放量l 高燃油經(jīng)濟(jì)性l 長期駕駛l 依賴于原油l 成本比內(nèi)燃機(jī)高l 商業(yè)上可用l 零或超低排放l 高能源效率l 原油的獨立性l 高成本l 正在發(fā)展主要問題l 電池和電池管理l 充電設(shè)施l 多能源控制，優(yōu)化和管理l 電池的尺寸和管理l 燃料電池成本，循環(huán)壽命和可靠性l 氫基礎(chǔ)設(shè)施 電動汽車工程的理念是汽車工程與電氣工程，包括電機(jī)、電力電子轉(zhuǎn)換器、控制器、電池或其他儲能裝置和能源管理系統(tǒng)的聯(lián)姻?；橐鲆馕吨履锖托吕梢殉浞至私庑愿竦幕锇椋軌驊?yīng)付和諧相處和最好的執(zhí)行以達(dá)到所需的性能在最大的能源效率和最低的排放?；旌蟿恿ζ嚨墓こ汤砟钍?12。這意味著從發(fā)動機(jī)推進(jìn)和電機(jī)推進(jìn)一體化中獲得的附加價值，充分利用電氣、電子和控制技術(shù)的優(yōu)勢和靈活性，不僅提高了能源效率和減少排放，而且也變得更加智能化、駕駛舒適性和安全性。就像騾子是馬和驢的雜交，騾子具有馬和驢的最好的DNA，因此更強(qiáng)大的耐力。在混合動力汽車中，主要的關(guān)鍵技術(shù)是控制算法和能量管理的優(yōu)化。燃料電池汽車的工程哲學(xué)是汽車工程的集成、電氣工程和燃料電池工程。由于燃料電池是一種與汽油和電池有很大區(qū)別的新能源裝置，每一次的努力都應(yīng)該保證燃料電池的整體系統(tǒng)是高效、可靠、最合理、最合理的成本。其它高功率密度器件如鋰離子電池或超級電容器可用于與燃料電池相結(jié)合，提高車輛的啟動性能。電力推進(jìn)系統(tǒng)和燃料電池系統(tǒng)必須應(yīng)付得很好，達(dá)到所需的性能在最大的能源效率和最低的排放?？傊?，工程哲學(xué)的核心是系統(tǒng)集成和優(yōu)化。綜合系統(tǒng)設(shè)計原則可以歸納為以下六個原則 10 ：1） 辯論，定義、修改要達(dá)到的目的目標(biāo)系統(tǒng)存在交付能力。一個要求聲明必須如何進(jìn)行測試。要求重新約束技術(shù)與 預(yù)算。 2）整體思維 整體比部分的總和還多，而每一部分都是整體的一部分。 3）有創(chuàng)新 高瞻遠(yuǎn)矚 4）遵循紀(jì)律處分程序 分裂與征服，結(jié)合與統(tǒng)治。 5）顧及人民 犯錯是人；人體工程學(xué)；倫理與信任 6）管理項目及關(guān)系 所有與個人，個人與整體。2.結(jié)構(gòu)與動力雪地車是由燃料和冰推。電動車的電池和電機(jī)驅(qū)動?；旌蟿恿ζ嚨膭恿ο到y(tǒng)相結(jié)合，推動兩。冰提供了混合動力車輛的駕駛范圍擴(kuò)展，而電機(jī)（EM）的再生能源在制動和儲存多余的能量從冰上滑行過程中提高效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)如何兩動力系統(tǒng)是集成的，一般來說，有三種基本結(jié)構(gòu)的混合動力汽車，即：串聯(lián)，并聯(lián)混合動力和串并聯(lián)混合型 11-13 。在這些不同的架構(gòu)，一系列平行的混合動力車與行星齒輪（圖1）有一個“最大”的架構(gòu)，可以最大限度地優(yōu)化。因此，這一體系結(jié)構(gòu)被選擇作為我們的討論和比較的基礎(chǔ)，和其他架構(gòu)來自這個基本架構(gòu)方案。在這些架構(gòu)中，電池是用球棒，由燃料的燃料箱，通過逆變器的電壓源逆變器，通過電磁電機(jī)，由冰和經(jīng)分別傳動的內(nèi)燃機(jī)。黑線平均電耦合和橙色線平均機(jī)械耦合。值得注意的是，傳輸是一種離散變速箱離合器，無級變速器（CVT）或固定減速齒輪。串并聯(lián)成混合動力電動汽車。在一個串并聯(lián)混合動力汽車，行星齒輪（圖1）是用 7，14 。電機(jī)1（EM1）與傳動軸（反）連接到行星齒圈（R），而冰是分別連接到載體（C）和EM2是連接太陽輪（S）的。由于直流（直流）總線和行星齒輪，一系列并聯(lián)混合動力可以作為一個系列混合或并聯(lián)混合分別。由于行星齒輪，冰速度是速度和速度的EM1和EM2。EM1速度是車輛的速度成正比。在一個給定的車速（或給定的EM1，EM2速度）的速度可以調(diào)節(jié)，以調(diào)整冰速度。冰可以工作在最佳區(qū)域的EM2控制。盡管具有串聯(lián)和并聯(lián)混合動力電動汽車的這些特點，兩機(jī)和行星齒輪裝置是必要的，使傳動系統(tǒng)有些復(fù)雜和昂貴的。此外，該架構(gòu)的控制是相當(dāng)復(fù)雜的。這種建筑（圖2）是以這樣一種方式來描述的，以推斷出其他經(jīng)典建筑。2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車從這串并聯(lián)混合式結(jié)構(gòu)，如果去掉EM1和冰之間的聯(lián)系，獲得了一系列的混合動力汽車。在這一系列混合動力車（圖3），能量節(jié)點之間的電源和傳輸是發(fā)生在直流母線。串聯(lián)式混合動力汽車，內(nèi)燃機(jī)機(jī)械輸出是先轉(zhuǎn)換成電能使用EM2。轉(zhuǎn)換電力或電池充電或可以繞過電池驅(qū)動輪通過EM1和傳輸。由于內(nèi)燃機(jī)與驅(qū)動輪之間的解耦關(guān)系，它具有一定的靈活性，用于定位的內(nèi)燃機(jī)發(fā)生器。由于同樣的原因，發(fā)動機(jī)可以在它的非常狹窄的最佳區(qū)域獨立從車輛的速度。由于一個單一的扭矩源控制簡單（EM1）的傳輸。由于轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性的電機(jī)傳動固有的高性能，多級齒輪傳動和離合器是不必要的。然而，這樣的級聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一個相對低的效率和三臺機(jī)器（內(nèi)燃機(jī)，電機(jī)和發(fā)電機(jī)）是必需的。另一個缺點是，所有這些推進(jìn)裝置需要為最大持續(xù)功率的大小，使系列混合動力電動汽車昂貴。另一方面，當(dāng)它只需要服務(wù)，如短行程通勤工作和購物，一個較低的額定值對應(yīng)的冰發(fā)電機(jī)組可以采用。最近，EVT（電子變速器）已經(jīng)取代行星齒輪。極值理論是一種具有兩個機(jī)械端口和一個電氣端口機(jī)電能量變換器（由兩個電機(jī)和逆變器） 15 。EVT 16-18，可以考慮作為一個組合的兩個感應(yīng)電機(jī)：EM1、EM2 EM2定子旋轉(zhuǎn)，和EM2轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的EM1。為了降低系統(tǒng)的重量和尺寸，將兩者集成在一臺機(jī)器上，作為雙轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)的19、15、雙轉(zhuǎn)子永磁機(jī) 20 。2.2并聯(lián)混合動力電動汽車從串并聯(lián)混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如果以除去EM2，然后得到一個并聯(lián)式混合動力汽車（圖4）。在并聯(lián)混合動力系統(tǒng)，能量的節(jié)點是在一個機(jī)械耦合發(fā)生。這種機(jī)械耦合可以看成是一個普通的軸或連接的2個軸的齒輪，皮帶輪皮帶機(jī)等。推進(jìn)功率可由內(nèi)燃機(jī)單獨提供，通過EM1或由。EM1可以作為發(fā)電機(jī)制動或吸收功率從內(nèi)燃機(jī)時其輸出大于所需的功率來驅(qū)動車輪再生電池充電。優(yōu)于串聯(lián)混合動力汽車，混合只需要兩推進(jìn)裝置，發(fā)動機(jī)，而且較小的設(shè)備，可以用來獲得相同的動態(tài)性能。但由于發(fā)動機(jī)與傳輸之間的機(jī)械耦合，內(nèi)燃機(jī)不能總是在其最佳的區(qū)域，因此離合器是必要的。另一個缺點是相對復(fù)雜的控制。2.3內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)汽車（圖5）仍然是串并聯(lián)混合式體系結(jié)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)車有很長的駕駛里程和很短的加油時間，但面臨著污染問題和石油需求的壓力。2.4電池供電的電動汽車電池驅(qū)動的電動汽車（圖6）是得到只有EM1基礎(chǔ)動力保持。因為只有電池或電能存儲為基礎(chǔ)的電源驅(qū)動的車輛，可以實現(xiàn)零排放。但其初始成本高，短驅(qū)動范圍和長期充電時間已導(dǎo)致其限制。2.5燃料電池車從結(jié)構(gòu)的角度看，燃料電池車可以被視為電池供電的電動汽車類型。燃料電池車也可以配備電池或超級電容器 6 。這種燃料電池車可以被認(rèn)為是作為一個串聯(lián)混合動力汽車類型的燃料電池作為一個發(fā)電機(jī)從氫 21 。車載燃料電池產(chǎn)生電力，這是用來給推進(jìn)電機(jī)EM1提供電源，或儲存在電池或超級電容器用于將來使用。2.6架構(gòu)與功能不同的功能可以通過使用以前的HEV架構(gòu)實現(xiàn)。他們可以被歸類為內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)之間的功率比。利用電力推進(jìn)技術(shù)，獲得了更多的燃油經(jīng)濟(jì)性。1） 微混合（Stop-and-Go功能）在混合型車輛的情況下，一個小功率電機(jī)作為起動發(fā)電機(jī) 22 。內(nèi)燃機(jī)保證了車輛的推進(jìn)力。在啟動時，電機(jī)能幫助內(nèi)燃機(jī)獲得更好的操作點。由于電機(jī)的快速動力學(xué)，微混合動力確?！巴Ｗ摺蹦Ｊ剑簝?nèi)燃機(jī)可以停止當(dāng)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)（如在交通燈）。從2%到10%的城市驅(qū)動循環(huán)的燃油經(jīng)濟(jì)性改善估計。2）輕度混合動力（增強(qiáng)功能）-在這種情況下，電動機(jī)是用來在加速或制動過程中增加一個附加扭矩的內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)然，停止和去功能也得到了保證。然而，電機(jī)器本身不能推動車輛。還實現(xiàn)了再生制動功能。從10%到20%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善估計。3）全混合動力（電力牽引）在這種情況下，電機(jī)能夠確?！傲闩欧跑囕v的車輛的整體推進(jìn)”（ZEV）模式。此模式可用于城市中心。車輛的推進(jìn)也可以由冰或冰和電機(jī)的組合制成。從20%到50%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善估計。4）插電式混合（和范圍擴(kuò)展器）插電式混合動力汽車，電池可以充電使用外部電源插頭。通過這種方式，更多的能量可以從電池和電網(wǎng)中提取，而內(nèi)燃機(jī)是不需要保持在一個光范圍內(nèi)的電池組的片上系統(tǒng)（充電狀態(tài)）。在某些情況下，插電式汽車可以只是一個純以小功率冰從燃料電池進(jìn)行充電，延長續(xù)駛里程，冰和發(fā)電機(jī)，這種情況也被稱為“增程器”。如果不使用電池充電（例如在城市驅(qū)動循環(huán)），燃料電池的混合動力可以提高100%。然而，一些架構(gòu)是專門為一些混合動力車準(zhǔn)備的功能（表2）。純電動汽車和燃料電池汽車不在這張桌子是因為他們只使用電力，所有功能均由電機(jī)保證。表2功能與架構(gòu)的混合動力電動汽車（主要的工業(yè)解決方案）微型混合動力汽車中型混合動力汽車全混合動力汽車可外接充電式混合動力電動汽車串并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)圖7顯示的是動力總成技術(shù)路線圖。一種方式是持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)而另一種方式是發(fā)展先進(jìn)的電機(jī)驅(qū)動器。而混合動力汽車需要兩者的結(jié)合。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)是電機(jī)驅(qū)動器和電池。 圖8顯示電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展。圖9所示，電池技術(shù)的發(fā)展。3.純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的能源管理純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車，是一個真正的挑戰(zhàn) 23 。首先，它們是由不同的多物理子系統(tǒng)，它有自己的控制約束。其次，對傳統(tǒng)混合動力汽車和燃料電池汽車的目的，是取代傳統(tǒng)熱車輛。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須得到相同（或更好）的動態(tài)性能，而且，最佳的能量管理是必需的，以減少燃料消耗和污染物排放。它是必不可少的，以欣賞不同的控制水平 24 。由于這樣的系統(tǒng)的復(fù)雜性，可以定義2個控制水平。第一個是與本地控制的子系統(tǒng)。二級控制水平與整個系統(tǒng)的能量管理相關(guān)聯(lián)，以協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的能量管理。大多數(shù)混合動力汽車在能源管理的文獻(xiàn)都只是專注于全球控制水平。然而，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)谋镜乜刂?，并考慮到一些約束的子系統(tǒng)。1） 本地控制子系統(tǒng)子系統(tǒng)的局部控制在混合動力電動汽車的能量管理的研究往往被忽視。但是如果不以最佳方式控制子系統(tǒng)，則不能實現(xiàn)有效的策略。大部分的時間子系統(tǒng)被認(rèn)為是獨立的。從這個假設(shè)，經(jīng)典的控制，這些設(shè)備通常使用。但從系統(tǒng)的角度來看，所有的子系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的。因此，它們之間的相互作用將被考慮在內(nèi)。此外，一些協(xié)會的子系統(tǒng)導(dǎo)致修改他們的功能模型（整體方法）。例如，當(dāng)2個電動機(jī)和一個集成電路發(fā)動機(jī)通過行星齒輪連接時，三個軸必須用一二個等效慣性來表示：三個輸入扭矩在功能上只有2個獨立的旋轉(zhuǎn)速度。2個特定的速度控制器（而不是三）需要管理三個轉(zhuǎn)矩的速度。此外，本地控制計劃有其自身的動力學(xué)和限制，對全球控制的影響。2） 全球系統(tǒng)的全球控制，全球控制必須在能源管理戰(zhàn)略的功能中統(tǒng)籌各子系統(tǒng)。這種監(jiān)管水平一般會導(dǎo)致本地控制回路的引用。例如，電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩參考通常是從一個并聯(lián)混合動力電動汽車的能量管理。因為這個全球控制必須管理整個車輛，它通常是基于一個簡化的模型。向后，非因果或穩(wěn)態(tài)模型可以用來減少計算時間。3） 本地和全球的相互作用-因為這一全球控制必須給本地控制提供參考，其動態(tài)必須低于本地的閉環(huán)動態(tài)。這一事實證明了使用的準(zhǔn)靜態(tài)模型開發(fā)的全球控制。此外，限制往往強(qiáng)加在瞬態(tài)狀態(tài)（即轉(zhuǎn)矩限制）。如果全球控制水平?jīng)]有考慮到本地控制的局限性，在這些階段中不能實現(xiàn)所需的能量管理。它已被證明，對于系統(tǒng)與能量共享，能量節(jié)點是一個關(guān)鍵問題 25 。的方式來分配能量往往是多個和幾個解決方案可以使用。這些自由度必須強(qiáng)調(diào)。在一些作品中這種自由度是用來連接的本地控制和車輛 26 能源管理。事實上，兩個控制水平的邊界是不那么明顯。第一步包括定義什么可以考慮在本地控制，以及可以考慮在一個全球性的控制。 總之，混合動力電動汽車的能量管理，使用多種能源的電動汽車和燃料電池汽車，一般都是在兩個層面。各個子系統(tǒng)的控制有明顯的保證，以保證受監(jiān)督程度的參考?？焖賱討B(tài)響應(yīng)快速響應(yīng)不同的功率需求。整個系統(tǒng)的監(jiān)督，以確保最佳的能源管理，以減少燃料消耗和污染物排放。這一全球級別的子系統(tǒng)控制的本地引用。兩者之間的分解，控制水平是不那么明顯，當(dāng)多個子系統(tǒng)強(qiáng)烈互動，通過充滿活力的節(jié)點。在這些情況下，功能因果關(guān)系的描述是非常有用的，分析當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)協(xié)會的約束。此外，如果一個子系統(tǒng)是在限制，這個信息必須考慮到在監(jiān)管水平，以更合適的方式分配的電力需求。本地子系統(tǒng)的控制一般來自于專業(yè)知識，如內(nèi)燃機(jī)或電機(jī)控制。對于新的組件，如燃料電池，反轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的控制是有用的，以利用子系統(tǒng)的最佳方式。動態(tài)因果模型，因此需要開發(fā)這些實時控制。整個系統(tǒng)的能量管理（監(jiān)督）具有較低的動態(tài)子系統(tǒng)的控制。此外，他們必須從全局的角度來考慮系統(tǒng)的整體系統(tǒng)。4.商業(yè)化路線圖降低成本，減少尺寸和重量，高性能，所有利益相關(guān)者的支持是成功的市場普及電動汽車的主要問題，混合動力汽車和燃料電池汽車。政府機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、消費(fèi)者、主要零部件供應(yīng)商、石油、天然氣和電力公用事業(yè)的支持尤為關(guān)鍵。關(guān)鍵問題是：用戶可以得到什么經(jīng)濟(jì)或其他利益？社會能享受什么環(huán)境效益？和傳統(tǒng)的汽車相比，開沒有消極的點是有趣的嗎？適當(dāng)?shù)牧⒎ù胧┖图畲胧┦潜匾?，以有效地減少二氧化碳和減少對石油的依賴。杠桿影響電動和混合動力汽車的滲透，包括燃料價格、監(jiān)管和稅收，地方立法，購買激勵，股權(quán)等無形的綠色形象和駕駛樂趣、公共教育等。電動汽車普及的成功依賴于合理的成本，良好的基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)濟(jì)，高效，方便，創(chuàng)新的商業(yè)模式，可以充分利用電池的初始成本。圖14說明了這些概念圖。為了最大限度地提高電動汽車的附加值，電動汽車與智能電網(wǎng)的整合 29 ，也與信息和通信技術(shù)是必不可少的。圖15和圖16說明了這些優(yōu)點。電動汽車的電池有2個作用：它作為電動汽車的能量和動力儲存，它也作為一個旋轉(zhuǎn)備用電源。雖然網(wǎng)格是強(qiáng)大的，網(wǎng)格將收取的電池，但當(dāng)網(wǎng)格是弱，電池提供電力的電網(wǎng)。因此，它可以實現(xiàn)三個優(yōu)點，即：1.提高網(wǎng)格的穩(wěn)定性和負(fù)載系數(shù)；2.為了提高電池的壽命，因為電池充電和放電，通過控制電池的充電狀態(tài)（電池）；3.在惡劣的天氣條件下減少風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的損失，連接到網(wǎng)格，因為電池可以作為存儲接受風(fēng)力和太陽能的動態(tài)能力。圖17顯示了電動汽車商業(yè)化路線圖。可以看出，第一步是由政府推動。這是必要的，以獲得經(jīng)驗，提高質(zhì)量和可靠性。公共交通的推廣在城市區(qū)域的減少具有明顯的優(yōu)勢，公共交通的路線是固定的，因此可以根據(jù)公交車的工作循環(huán)進(jìn)行電池的運(yùn)行。此外，它似乎是促進(jìn)小型電池電動汽車將有明顯的優(yōu)勢，因為所需的能量和功率的電池是比較小的。此外，微型電動汽車的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化，如使用輕質(zhì)材料和創(chuàng)新的設(shè)計，等等。 圖18顯示了預(yù)測的電動汽車普及。準(zhǔn)確預(yù)測是很難的，因為電動汽車的發(fā)展是關(guān)鍵和動態(tài)的階段。電動汽車行業(yè)是一個顛覆性的行業(yè)，因此創(chuàng)新設(shè)計和制造以及商業(yè)化的方法應(yīng)該被采納。 圖19顯示了傳統(tǒng)的汽車工業(yè)和電動汽車行業(yè)的明顯區(qū)別。預(yù)計除了傳統(tǒng)的汽車原始設(shè)備制造商（代工），新的電動汽車制造商，只生產(chǎn)電動汽車將出現(xiàn)。這些新的電動汽車制造商將沒有負(fù)擔(dān)的冰相關(guān)的投資，因此將能夠創(chuàng)造新的價值鏈。電動汽車及其基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化，必然會增強(qiáng)其安全性、兼容性和性能。電動汽車應(yīng)該能夠安全地到處充電。圖20顯示了相關(guān)的電動汽車標(biāo)準(zhǔn)。重要的是，該公司有適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)化路線圖。公司首席執(zhí)行官應(yīng)率先繪制商業(yè)化道路圖和技術(shù)路線圖。這項任務(wù)不應(yīng)該只專注于研發(fā)部或銷售部，因為這是一個重大的項目，這將對社會和公司產(chǎn)生重大的影響。除了要有明確的目標(biāo)外，高級管理者還應(yīng)具有整體性和創(chuàng)造性的思維來監(jiān)督項目的進(jìn)展。以下是一家大型汽車公司在混合動力汽車開發(fā)和商業(yè)化中的成功經(jīng)驗：1）有正確的戰(zhàn)略計劃，包括近期、中期和長期。2）有足夠的資金支持發(fā)展計劃。3）有創(chuàng)新的核心技術(shù)，特別是創(chuàng)新技術(shù)在汽車技術(shù)和電驅(qū)動技術(shù)和能源存儲技術(shù)的融合。4）有正確的技術(shù)路線圖。了解技術(shù)的藝術(shù)狀態(tài)，技術(shù)，成本和市場之間的貿(mào)易。了解電動汽車、混合動力車和燃料電池汽車的性能、效益、成本特征等不同的情況。一家公司可能會選擇生產(chǎn)全光譜混合動力汽車，從微型到全混合動力汽車的各種類型和尺寸。另一家公司可以選擇專注于微型或輕度混合動力車的某些類型和規(guī)模的車輛。一個新的代工可能只專注于電池電動汽車的發(fā)展。5）徹底了解市場需求和所需的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)。5.結(jié)論在環(huán)境保護(hù)和能源保護(hù)日益關(guān)注的世界，電動、混合動力和燃料電池汽車的發(fā)展已加快步伐。商業(yè)上可行的電動和混合動力汽車的夢想成為現(xiàn)實。電動和混合動力車在市場上已經(jīng)上市。本文提供了一種及時的系統(tǒng)的審查，對電動，混合動力和燃料電池汽車的技術(shù)重點，技術(shù)特點，建筑，能源管理和商業(yè)化路線圖。電動汽車普及的成功依賴于合理的成本，良好的基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)濟(jì)，高效，方便，創(chuàng)新的商業(yè)模式，可以充分利用電池的初始成本。電動汽車與智能電網(wǎng)和信息通信技術(shù)的融合是必不可少的。電動汽車及其基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化，必然會增強(qiáng)其安全性、兼容性和性能。電動汽車應(yīng)該能夠安全地到處充電。我們很高興能參與電動汽車的發(fā)展，這將對我們的未來一代的福利產(chǎn)生影響。6.確認(rèn) 部分3和4本文基于教授阿蘭.bouscayrol和科技大學(xué)法國里爾科宇陳博士的討論，作者在發(fā)表了簡短的課程和研討會在2007十二月和2008十二月份在論文準(zhǔn)備IEEE車輛技術(shù) 2 。作者感謝他們的重大貢獻(xiàn)。也感謝育和黃博士他在編輯工作的協(xié)助。參考文獻(xiàn)1 Chan C C. 混合動力和燃料電池汽車工藝. 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