RL6100混合动力城市客车总布置设计rhf.docx

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1、摘要能源危机机和环境境污染是是当今世世界可持持续发展展所面临临的两大大根本问问题，混混合动力力汽车在在技术、经经济和环环境等方方面具有有综合优优势，是是目前缓缓解这两两个问题题的有效效途径。城市客车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。本文以运运用于城城市公交交系统的的传统客客车61100为为研究对对

2、象，将将其改装装为混合合动力城城市客车车。本文文首先分分析并比比较了串串联式、并并联式以以及混联联式混合合动力客客车的驱驱动结构构、类型型和使用用范围，确确定了混混合动力力客车驱驱动系统统的布置置型式；通过对对我国典典型城市市公交车车循环工工况的分分析，制制定了混混合动力力城市客客车性能能指标，并对所研究的混合动力客车的总体方案进行了设计，据此对发动机、电机、传动系的参数进行了匹配，初步确定了各部件的参数。油电混合合动力汽汽车融合合了传统统燃油汽汽车和纯纯电动汽汽车的优优点，具具有传统统内燃机机车动力力性好和和电动汽汽车清洁洁环保的的特点，能能够有效效的降低低能源消消耗，减减少污染染排放，具具

3、有重要要的研究究意义。关键词：混合动动力；城市客客车；动力系系统；参数匹匹配；人机工工程学ABSTTRACCTEnerrgy shoortaage andd ennvirronmmentt poolluutioon aare twoo seerioous proobleems thaat ccan preevennt tthe worrld froom ddeveeloppingg foorwaard rappidllyIIn tthiss caase HEVVS(hybbridd ellecttricc veehiccle)aree thhe kkey to sollve thee prro

4、bllemssItt haas aadvaantaagess inn maany fieeldss，suuch as tecchnoologgy, ecoonommy aand envviroonmeentCCityy buus iis bbearringg thhe ttaskk off thhe mmoveemennt oof tthe poppulaatioon. Citty bbus is widdelyy ussed andd thhe nnumbber is larrge. Thhe uusinng ccondditiion of citty bbus is speeciaal、

5、theere aree maany siggnall liightts、 shoort disstannce bettweeen ssitees 、ffixeed rrouttes, frrequuenttly staartiing, acccelleraatinng, braakinng, lonng iidlee tiime, loow aaverragee sppeedd annd sso oon. As thee veehiccle neeeds to meeet tthe reqquirremeent of thee hiigheest speeed andd maaximmum c

6、liimbiing deggreee whhilee deesiggninng, usuuallly aa hiigh-powwer engginee iss eqquipppedd, mmakiing thee ciity buss inn poowerr suurpllus staate, reesulltinng iin aa seerioous eneergyy waastee annd eenviironnmennt ppolllutiion.Thiss paaperr baasess onn thhe ttradditiionaal bbus 61000 uusinng iin t

7、the citty ttraffficc syysteem， andd reefitt itt too bee HEEB(hhybrrid eleectrric buss)TThe papper firrstlly aanallyzeed aand commparred thee drrivee sttruccturre，ttypee annd sscoppe oof aappllicaatioon oof SSHEVV,PHHEV andd PSSHEVV, aand madde ssuree thhe llayoout pattterrn oof HHEB driive sysstemm；

8、byy sttudyyingg sttatiistiicall daata of typpicaal CChinnesee ciity buss drriviing cyccle，iit fformmulaatedd thhe pperfformmancce iindeex ffor HEBB，annd tthe stuudy of hybbridd buus ddesiign thee ovveraall proograam, acccorddingg too thhe eengiine, mootorr, ddrivve ssysttem mattchiing parrameeterrs,

9、 iniitiaallyy seet tthe parrameeterrs oof eeachh coompoonennt.Hybrrid eleectrric vehhiclle ccombbinees tthe traadittionnal fueel vvehiiclees aand purre eelecctriic vvehiiclees aadvaantaagess efffecctivvelyy reeducce eenerrgy connsummptiion andd reeducce eemisssioons. Itt iss meeaniingfful to stuudy

10、on hybbridd veehiccless.Key worrds: Hyybriid ；Eleectrric Buss；Dyynammic Sysstemm；Paarammeteer MMatcchinng; Erggonoomicc；IV第1章 绪论1.1 选题的的背景和和意义电动汽车车的研究究是从单单独依靠靠蓄电池池供电的的纯电动动汽车开开始的，纯纯电动汽汽车或零零排放新新燃料汽汽车无疑疑是我们们的最终终目标，但但目前纯纯电动汽汽车初始始成本高高，行驶驶里程较较短。由由于高效效能蓄电电池、燃燃料电泡泡及其系系统均发发展相对对滞后，影影响了纯纯电动汽汽车的商商业化进进程；而而燃油发发动机

11、和和电动机机混合驱驱动的混混合动力力电动汽汽车是在在纯电动动汽车开开发过程程中有利利于市场场化而产产生的一一种新的的车型。它它将现有有内燃机机与一定定容量的的储能器器件(主主要是高高性能电电池或超超级电容容器)通通过先进进控制系系统相组组合，可可以大幅幅度降低低油耗减少污污染物排排放。国国内外普普遍认为为它是投投资少、选选择余地地大、易易于满足足未来排排放标准准和节能能目标、市市场接受受度高的的主流清清洁车型型，从而而引起各各大汽车车公司的的关注，得得到商业业市场的的响应并并迅速发发展，混混合动力力汽车动动力性能能、燃料料经济性性以及废废气排放放效果的的好坏，在在很大程程度上取取决于车车辆驱动

12、动系统参参数的合合理匹配配以及车车辆行驶驶过程中中对各部部件的协协调控制制。传统统燃油汽汽车的发发动机使使用工况况多数是是偏离其其最佳工工作区域域，未能能实现动动力传动动系统的的最佳匹匹配，因因此，通通过合理理匹配混混合动力力汽车的的驱动系系统，制制定适合合于车辆辆行驶工工况的控控制对对于提商商汽车行行驶效率率，降低低燃油消消耗和尾尾气排放放具有较较大的潜潜力，是是一个值值得研究究的课题题。对于于汽车的的动力性性能和燃燃料经济济性水平平，通常常是在进进行实车车道路试试验之后后给予最最后评价价，这样样做不但但周期长长，成本本高，而而且在产产品设计计阶段对对整车及及各总成成方案的的确定、结结构参数

13、数的选择择、传动动系参数数与发动动机的匹匹配等具具有一定定的盲目目性可能能遗漏较较优的方方案，造造成浪费费。如果果在设计计阶段，根根据有关关设计参参数利用用计算机机仿真模模拟对汽汽车动力力性和燃燃料经济济性进行行预测，可可以考察察驱动系系统参数数是如何何影响汽汽车动力力性和燃燃油经济济性，并并对其进进行优化化设计。此此外，按按预定的的程序模模拟各种种行驶工工况，包包括瞬变变的非稳稳定工况况，能全全面地预预测汽车车在多种种工况下下的动力力性能和和燃油经经济性。1.2 国内外外研究动动态1、国际际发展趋趋势目前世界界各国都都在积极极推进混混合动力力公交客客车的开开发和运运营。美美国纽约约在1999

14、8年年提供首首批100辆串联联式混合合动力公公交客车车的示范范运营，目目前有超超过5000辆此此类客车车在纽约约、多伦伦多和旧旧金山等等城市应应用。在在西雅图图通用公公司首先先推出了了并行式式混合动动力公交交客车进进行运营营，目前前城市市公用事事业共共有4000余辆辆车在包包括休斯斯顿、纽纽约、洛洛杉矶、西西雅图等等超过228个北北美城市市运行，今今年该公公司已获获得美国国境内各各城市超超过1 5000台订单单。在日日本，丰丰田、本本田等汽汽车业巨巨头都投投入巨大大的人力力和财力力发展混混合动力力公交客客车，并并已经推推出数款款车型。2、国内内发展状状况我国目前前十分重重视混合合动力车车的研制

15、制和开发发，国家家召开的的8633电动汽汽车会议议上，混混合动力力汽车在在中国电电动汽车车的研究究发展中中，被确确定为优优先发展展的对象象。大会会通过的的国家家中长期期科学和和技术发发展规划划纲要(20006220200年)明明确把新新能源汽汽车列为为68项项优先主主题之一一。混合合动力汽汽车作为为“从现现实的紧紧迫需求求出发，着着力突破破重大关关键技术术和共性性技术，支支撑经济济社会持持续协调调发展”的的一项技技术，是是符合“选选择具有有一定基基础和优优势、关关系国计计民生和和国家安安全的关关键领域域，集中中力量、重重点突破破，实现现跨越式式发展”要要求的。国国内东风风集团、一一汽集团团、上

16、汽汽集团、广广州客车车厂、深深圳五洲洲龙、长长沙联合合公司、宇宇通、金金龙、福福田、申申龙等已已成功开开发出产产品或样样车。其其中，220033年122月东风风公司率率先投入入10辆辆并联式式混合动动力公交交客车，在在武汉5510路路上进行行示范运运行。在在成功示示范运行行两年后后，20005年年12月月，首批批下线的的15台台东风EEQ61100HHEV混混合动力力电动公公交客车车交付武武汉市公公交公司司，在国国内首次次实现昆合动动力电动动汽车商商业化销销售，开开通了国国内首条条混合动动力绿色色公交专专线。220055年122月，一一汽集团团首辆混混合动力力公交客客车在无无锡客车车厂驶下下装

17、配线线。在深深圳和株株洲，串串联式混混合动力力公交客客车也已已经进入入了示范范运营阶阶段。在在关键零零部件方方面，研研制了33个系列列的混合合动力客客车用主主电机产产品，多多能源控控制系统统研发单单位与整整车企业业联合开开发整车车多能源源控制器器，配置置16种种不同的的整车。在在标准和和测试方方面，我我国已颁颁布混合合动力汽汽车国家家标准66项，混混合动力力汽车测测试方法法、试验验规程报报告2项项。上海海经过“十十五”期期间，已已完成“申申新动11号”混混合动力力大客车车概念样样车的开开发、“海海威”混混合动力力轿车样样车及其其他自主主品牌混混合动力力轿车的的研制工工作。现现在上汽汽集也正正在

18、积极极推进插插电式混混合动力力轿车与与大客车车的研发发。相对对国内其其他地方方，上海海的混合合动力汽汽车的发发展起步步虽晚，但但起点高高，现已已进入第第2轮开开发阶段段，在轿轿车和客客车领域域都有样样车面世世，相关关技术和和车辆还还有待通通过一定定数量的的示范运运营，在在科学评评判各类类混合动动力汽车车的优、劣劣势后，最最终选择择比较适适合城市市运营和和技术发发展的路路线，为为加速我我国混合合动力汽汽车的产产业化奠奠定基础础。目前前国内的的混合动动力汽车车技术已已经逐渐渐走向示示范运营营和市场场推广，但但是其关关键零部部件的性性能和可可靠性还还有待提提高。且且混合动动力车相相对于原原型内燃燃机

19、车成成本还较较高，将将成为混混合动力力公交客客车市场场化的一一大障碍碍。此外外，当前前混合动动力汽车车方案较较多，但但是测试试手段短短缺，尚尚不能通通过试验验评估与与优化，因因此测试试基地建建设也需需加强。发展混合合动力大大客车的的优势发发展混合合动力城城市公交交客车，不不仅有助助于实现现环境与与交通的的健康发发展，构构建一流流的城市市交通环环境，更更可能实实现重点点突破，掌掌握核心心技术，在在制定电电动汽车车技术标标准等方方面拥有有更大的的发言权权和主动动权，从从而在新新一轮的的竞争中中处于领领先的优优势地位位。同时时，混合合动力车车要想在在我国真真正实现现产业化化，混合合动力公公交客车车也

20、许就就是这个个产业的的突破点点。混合合动力公公交客车车必须以以传统汽汽车产业业为依托托，不能能脱离传传统整车车单独发发展。我我国客车车工业的的基础较较为雄厚厚，无论论是车身身、底盘盘等关键键总成还还是零部部件配套套体系，都都有着日日积月累累的经验验和优势势。因而而集成现现有客车车工业的的优势资资源，有有利于迅迅速打造造我国混混合动力力客车自自主品牌牌。混合合动力具具有先天天优势，目目前我国国城市中中行驶的的燃油公公交客车车和城市市团体旅旅游客车车是城市市交通的的主要污污染源，极极大地影影响了城城市形象象和城市市环境建建设，因因此，更更新城市市公交客客车成为为打造“绿绿色城市市”的重重要举措措。

21、近年年来，我我国各大大中城市市公交客客车年更更换数量量在4 7000辆至66 2000辆左左右，并并且以每每年177一223的的幅度增增长。220088年前后后由于中中小城市市的跟进进，公交交客车的的需求有有望达到到每年33万辆，其其中一部部分装备备混合动动力是完完全有可可能的。当当然，要要大力发发展混合合动力，降降低成本本是首要要问题。对对于混合合动力客客车，进进行推广广的最大大障碍是是高昂的的成本，包包括一次次性购车车成本和和使用成成本。目目前，我我国城市市公交大大部分还还是由政政府进行行补贴运运营，这这也相对对减轻了了混合动动力客车车的商业业化难度度，有利利于示范范和推广广应用。混混合动

22、力力汽车技技术已经经成为世世界汽车车产业发发展的重重要方向向。随着着全球气气候逐步步恶化、城城市大气气污染加加剧和石石油资源源过度消消耗，环环保与节节能已经经成为世世界的焦焦点，发发展节能能型、环环保型汽汽车已成成为世界界汽车工工业技术术创新的的重要方方向和汽汽车产业业可持续续发展的的必然选选择，研研发和推推出一系系列有商商业应用用价值的的环保、节节能混合合动力汽汽车已经经并将在在相当长长时间内内成为世世界汽车车工业发发展的主主流和趋趋势。混混合动力力汽车是是新一轮轮竞争的的切人点点，也是是民族汽汽车工业业健康发发展的保保证，为为我国汽汽车工业业提供了了跨越式式发展的的契机。虽虽然我国国的混合

23、合动力汽汽车技术术研究起起步相对对较晚，与与世界领领先的混混合动力力技术有有一定的的差距，但但从世界界范围来来看，混混合动力力汽车产产业目前前还处于于起步阶阶段，与与传统的的燃料汽汽车技术术相比，我我国在混混动技术术领域差差距相对对较小，这这为我们们赶超国国际先进进水平提提供了一一个平台台，为我我国民族族汽车工工业坚持持自主创创新，打打造民族族品牌，提提供了一一个良机机。1.3研研究内容容与方法法混合动力力汽车有有两套动动力系统统，因此此具有高高度的复复杂性，而而正是这这种复杂杂性为混混合动力力系统的的设计提提供了更更大的空空间。本本论文主主要研究究内容主主要为客客观评价价混合动动力城市市客车

24、采采用各种种驱动型型式时的的优劣，然然后确定定动力总总成的结结构方案案，系统统研究混混联混合合动力总总成及其其应用，比比较混合合动力客客车各种种驱动方方式，提提出混联联混合动动力驱动动方式及及对动力力系统参参数进行行设计，完完成混联联式混合合动力系系统中电电动动力力系统的的部件选选型，从从而实现现不同的的驱动模模式。第2章 混合动动力城市市客车驱驱动系统统选型2.1 混合动动力客车车的分类类 混合动力力电动汽汽车提高高燃油经经济性分分析，混混合动力力电动汽汽车之所所以节能能，很大大程度与与它的控控制策略略，动力力系统的的匹配，及及工况的的特点有有很大的的关系，所所以说不不同驱动动方式燃燃油经济

25、济性是不不同的，但但总体来来说，混混合动力力电幼汽汽车之所所以节能能是以下下原因：1、限制制发动机机怠速；公交车车的发动动机平均均约有220的的时间处处于怠速速状态，当当发动机机处于怠怠速或车车辆减速速时将其其关闭能能降低大大约58的燃油油消耗。与与传统的的起动电电机相比比，混合合动力汽汽车采用用的大功功率电动动机能快快速起动动发动机机，同时时计算机机技术燃燃油喷射射技术的的发展已已经有效效解决了了发动机机快速起起动问题题。35kWW的电机机在O5s之之内就可可以把发发动机拖拖动到正正常怠速速转速之之上，这这时发动动机才开开始工作作，就降降低了油油耗，减减少了燃燃料的不不完全燃燃烧及由由此引起

26、起的HCC排放。2、制动动能量回回收；传传统车辆辆在减速速或者制制动时，大大部分的的车辆动动能都以以制动蹄蹄片的摩摩擦、发发动机的的机械摩摩擦和泵泵气损失失等各种种形式消消耗掉了了。混合合动力汽汽车采用用电机可可以回收收车辆的的部分动动能。制制动能量量回收的的多少与与电机的的功率很很储能装装置的容容量有关关。100200kW的的电机足足以回收收大部分分可回收收的车辆辆动能。制制动能量量回收的的比例必必须与车车辆摩擦擦制动时时消耗的的能量一一致，否否则驾驶驶员进行行制动时时，车速速会下降降太快或或者发生生点头。制制动能量量回收一一般在车车速为116kmmh以以下时不不起作用用，因为为低速时时的制

27、动动能量回回收也易易造成车车辆点头头。3、降低低发动机机排量；车辆行行驶时并并不总是是需要发发动机提提供峰值值功率。在在混合动动力系统统中，电电动机能能为发动动机提供供功率辅辅助，使使在降低低发动机机的排量量时而不不影响车车辆的动动力性。在在给定的的负荷下下，排量量小的发发动机摩摩擦损失失、热损损失和泵泵气损失失都比较较小。4、提高高发动机机效率；发动机机在低负负荷时效效率很低低，采用用混合动动力系统统可以使使发动机机尽量工工作在高高效区，主主要原因因是：电电机能在在低速和和低负荷荷时提供供助力，使使发动机机在停车车、怠速速等工作作效率较较低的情情况下关关闭，减减少油耗耗和降低低排放(基本零零

28、排放)；车辆辆在高速速行驶时时，由于于电机的的高转矩矩特性使使发动机机在转速速较低、效效率较高高时仍能能维持足足够的加加速度，电电机助力力也可以以减少发发动机的的瞬态工工况；电电机和变变速器的的优化匹匹配使发发动机可可以运行行于高效效的工况况区域：电机的的助力便便于在进进行发动动机设计计时采用用一些革革新技术术。5、提高高发动机机附件的的工作效效率；在在混合动动力系统统中提高高发动机机附件的的效率也也可以提提高车辆辆的燃油油经济性性，例如如空调压压缩机、动动力转向向泵和水水泵。目目前，大大部分的的发动机机附件都都是通过过皮带、齿齿轮、链链条等与与发动机机机械连连接，靠靠发动机机直接驱驱动，效效

29、率很低低，采用用电机驱驱动这些些附件时时可以使使其相对对于发动动机独立立地工作作。同时时传统车车辆的电电器附件件最高电电压只有有14VV，电路路系统的的损耗较较大，导导线的成成本也较较高而混混合动力力系统采采用高压压电，减减少了能能量损失失。2.1.1 串串联式混混合动力力城市客客车串联式混混合动力力系统如如图2.1所示示，串联联式混合合动力汽汽车Seeriees HHybrrid Eleectrric Vehhiclle(SSHEVV),由由发动机机、发电电机和电电动机33部分组组成，它它们之间间以串联联的方式式联结，发发动机驱驱动发电电机发电电，电能能通过控控制器输输送到电电池或电电动机，

30、由由电动机机通过变变速机构构驱动汽汽车。小小负荷时时由电池池驱动电电动机，带带动车轮轮，大负负荷时通通发动机机带动发发电机，发发电机驱驱动电动动机。串串联式结结构适用用于城市市内频繁繁起步和和低速行行驶工况况，可以以将发动动机调整整在最佳佳工况点点附近稳稳定运转转，通过过调整电电池和电电动机的的输出来来达到调调整车速速的目的的。使发发动机避避免了怠怠速和低低速运转转的工况况，从而而提高了了发动机机的效率率，减少少了废气气排放。但但是它的的缺点是是整个动动力系统统功率储储备大，需需要功率率足够大大的电动动机。另另外，发发动机输输出的机机械能需需要转化化为电能能再转化化为机械械能，几几经转换换，效

31、率率降低。蓄电池逆变器电动机驱动轴发电机发动机图2.11SHEEV结构构示意图图SHEVV的优点点:(1)SSHEVV只有驱驱动电机机作为驱驱动系统统，其特特点更加加趋近于于EV。从从总体结结构上看看比较简简单，易易于控制制，三大大动力总总成之闻闻没有机机械联系系，在电电动汽车车上布置置起来有有较大的的自由度度，可以以独立地地布置。(2)此此外，SSHEVV中的发发动机一一发电机机组中的的发动机机的工作作状态可可以不受受汽车行行驶工况况的影响响，能在在稳定、高高效、低低油耗、低低污染的的状态下下运转，因因此SHHEV具具有更好好的排放放性能和和燃油经经济性。(3)在在繁华市市区行驶驶时，可可以

32、单独独以动力力电池组组为动力力源，实实现“零零排放行驶。当当动力电电池组电电量不足足时，可可以通过过发电机机组发出出的电能能给电池池充电，这这样就可可以进一一步提高高燃油经经济性。SHEVV的缺点点:(1)SSHEVV由于仅仅依靠驱驱动电机机驱动车车辆，驱驱动电机机的功率率和扭矩矩必须能能够满足足汽车的的动力性性能，克克服汽车车在行驶驶过程中中的最大大阻力，因因此驱动动电动机机的功率率要求较较大，外外形尺寸寸较大，质质量也较较重。因因此整个个系统的的规模庞庞大，增增加了车车辆成本本及机构构布置难难度。一一般在轿轿车上很很少采用用串联式式混合动动力系统统，串联联式混合合动力系系统主要要应用于于大

33、型客客车上。此此外驱动动电机由由于不是是经常在在满负荷荷状态下下运转，因因此效率率较低。(2)发发电机将将机械能能量转变变为电能能、电和和放电都都有能量量损失，能能量几经经转换，电电动机将将电能转转变为机机械能、电电池的充充发动机机输出的的能量利利用率比比较低。2.1.2 并并联式混混合动力力城市客客车并联式混混合动力力汽车PParaalleel HHybrrid Eleectrric Vehhiclle(PPHEVV)可以以利用发发动机和和电机共共同驱动动车轮，结结构比较较复杂，如如图2.2所示示，发动动机与电电动机分分属两套套系统，可可以分别别独立地地向汽车车传动系系统提供供扭矩。发发动机

34、通通过变速速箱驱动动汽车，电电力驱动动系统通通过蓄电电池及电电动机经经过耦合合同时驱驱动汽车车。在PPHEVV上可以以实现发发动机驱驱动模式式， 驱驱动电动动机驱动动模式和和发动机机-驱动动电动机机混合驱驱动模式式3种驱驱动模式式。发动动机和发发电机各各自的功功率，可可以是PPHEVV的最大大驱动功功率的005l倍，两两大动力力总成的的功率可可以叠加加，因此此可以采采用较小小功率的的发动机机和驱动动电动机机，使整整个动力力总成的的尺寸较较小，质质量较轻轻，造价价也较低低。蓄电池逆变器电动机驱动轴发动机耦合器图2.22 PHHEV的的结构示示意图PHEVV的优点点:(1)PPHEVV的基本本驱动

35、模模式是发发动机驱驱动模式式，由于于发动机机的机械械能可赢赢接输出出到汽车车驱动桥桥，没有有机械能能一电能能一机械械能的转转换过程程，与串串联式布布置相比比，能量量综合效效率较高高。(2)在在车辆需需要最大大输出功功率时(即加速速或爬坡坡时)，驱驱动电机机可向汽汽车提供供额外的的辅助动动力，因因此发动动机的功功率也可可以选择择得比较较小，汽汽车的燃燃油经济济性也相相应地提提高。(3)由由于驱动动电机仅仅在车辆辆输出大大功率时时提供辅辅助动力力，因此此驱动电电机的尺尺寸和体体积也要要小得多多。此外外，PHHEV比比SHEEV少一一个发电电机，因因此汽车车的质量量也相对对较轻。PHEVV的缺点点:

36、(1)由由于基本本驱动模模式是发发动机驱驱动，故故需要配配备与内内燃机汽汽车相同同的传动动系统，在在总布置置上基本本与内燃燃机汽车车相同，动动力性能能接近内内燃机汽汽车，发发动机有有害气体体的排放放高于串串联式。(2)发发动机驱驱动模式式需要装装置离合合器、变变速器、传传动轴和和驱动器器等传动动总成，另另外还有有驱动电电动机、动动力电池池组，以以及动力力组合器器等装置置，因此此使动力力系统结结构复杂杂，布置置和控制制也更加加困难。(3)发发动机与与车辆驱驱动轮间间有直接接的机械械连接，发发动机运运行工况况不可避避免地受受到汽车车具体行行驶工况况的影响响，要维维持发动动机在最最佳工作作区工作作，

37、则控控制系统统和控制制策略较较复杂。2.1.3 混混联式混混合动力力城市客客车混联式混混合动力力汽车SSpliit HHybrrid E1eectrric Vehhiclle(PPSHEEV)是是综合SSHEVV和PHHEV结结构特点点组成的的，由发发动机、电电动/发发电机和和驱动电电动机33大动力力总成组组成，如如图2.3所示示，PSSHEVV兼有SSHEVV和PHHEV的的优点，可可以组合合成更多多种形式式的混合合驱动模模式，能能够使发发动机，发发电机和和电动机机等部件件进行更更多的优优化匹配配，从而而在结构构上保证证在更复复杂的工工况下使使系统工工作在最最佳状态态。进而而，车辆辆的整备备

38、质量可可以降低低，而且且性能更更加完善善，经济济性更好好，在动动力性能能方面接接近和达达到内燃燃机汽车车的水平平，有害害气体的的摊放更更少，达达到“超超低污染染的标标准要求求。因此此，混联联式混合合动力汽汽车最具具影响力力。蓄电池逆变器电动机驱动轴发动机发电机图2.33 PSSHEVV的结构构示意图图PSHEEV的优优点:(1)发发动机的的工作不不受汽车车行驶状状况影响响，总是是在最高高效率状状态下工工作或自自动关闭闭，使汽汽车在任任何时候候都可实实现低排排放及超超低油耗耗，达到到环保和和节能效效果。(2)车车辆的最最大输出出功率相相当于三三个动力力装置共共同组成成混合动动力驱动动汽车时时发动

39、机机和电动动机的最最大输出出功率之之和。因因此发动动机排量量可减少少，电动动机功率率可降低低，其体体积减少少，而且且加速性性能很好好。(3)配配有专用用电动/发电机机发电系系统，所所以对电电池的依依赖较少少。PSHEEV的缺缺点:系统结构构及控制制策略过过于复杂杂，控制制系统开开发难度度大，部部件性能能要求高高，设计计加工困困难，而而且成本本很高。2.2混混合动力力城市客客车驱动动系统的的选择2.2.1混合合动力城城市客车车动力系系统对比比混合动力力客车的的动力系系统结构构形式复复杂多变变，如何何从各个个动力系系统结构构中选择择合适的的结构，我我们就要要对各种种形式的的混合动动力汽车车动力总总

40、成结构构进行对对比分析析：1、串联联式混合合动力电电动汽车车结构最最简单，同同时控制制策略也也不复杂杂，开发发难度较较小，可可开发用用于降低低城市污污染的公公交车，并并为其他他类型的的HEVV积累开开发经验验。在串串联混合合动力的的两种常常用控制制方式中中，由于于功率跟跟随式控控制策略略在动力力性和燃燃油经济济性方面面有较好好的综合合性能，所所以该控控制方式式较为常常用。采采用功率率跟随与与恒温器器综合控控制方式式引更有有利于避避免电池池大电流流放电和和发动机机的频繁繁启动，降降低油耗耗提高排排放性能能。2、并联联式混合合动力电电动汽车车可以使使油耗和和排放都都得到显显著的降降低，其其控制策策

41、略优化化后优点点更加明明显。采采用小功功率电动动机和小小容量蓄蓄电池组组的并联联式混合合动力汽汽车，能能够极大大地降低低混合动动力汽车车的自重重和制造造成本，是是十分有有市场化化前景的的一种结结构型式式。特别别是这种种结构型型式与CCVT配配合，是是获得较较高的燃燃油经济济性、较较低的排排放、平平稳的驾驾驶性能能的一种种比较理理想的系系统型式式。对于于这种系系统，如如何对蓄蓄电池组组的SOOC进行行合理而而有效的的能量管管理是获获得整车车最佳燃燃油经济济性的关关键。电电力辅助助控制策策略是并并联式混混合动力力电动汽汽车较为为普遍采采用的一一种控制制策略。电电力辅助助控制策策略比较较简单，易易于

42、实现现，但控控制效果果不够精精确。3、混联联式混合合动力汽汽车易于于实现最最优的燃燃油经济济性和排排放性，但但结构复复杂，相相对成本本高。为为了更好好地解决决当前大大中城市市普遍存存在的空空气污染染严重问问题，同同时作为为对低排排放、低低油耗车车辆的探探索，必必须深化化对其的的开发工工作。在在混联式式混合动动力汽车车控制策策略中，全全局最优优模式是是最佳的的。发动动机恒定定工作点点模式、发发动机最最优曲线线模式这这两种控控制策略略是比较较实用的的控制方方法。与串联和和并联式式混合动动力汽车车的动力力系统相相比，混混联式结结构相对对要复杂杂一些，自自由度也也要多一一些，控控制方式式比较复复杂，但

43、但是在节节能方面面比较突突出，符符合目前前的技术术潮流与与日益增增长的环环保和节节能要求求。另外外动力总总成的重重量和成成本相对对较低，虽虽然开发发成本比比较高，控控制器和和控制策策略复杂杂，但是是对于我我国的汽汽车先进进制造技技术积累累与持续续发展有有着重要要的意义义。4、三种种混合动动力的比比较不同驱动动形式的的混合动动力各自自有自己己的特点点，下面面介绍三三种比较较的结果果：串联联式发动动机能够够经常保保持在稳稳定、高高效、低低污染的的工作范范围。但但各动力力部件的的功率要要求大，并并且对电电池要求求很高，容容量大，增增加了电电池和汽汽车的制制造成本本及重量量。电机机是唯一一的动力力源，

44、能能量转换换效率低低。所以以比较适适合大型型公交车车上。并联式动动力总成成由发动动机和电电机两部部分组成成，发动动机通过过机械装装置直接接与驱动动轴相联联，输出出能量的的利用率率较高。但但发动机机的变化化受到车车子工况况变化的的影响大大，所以以排放性性较差，使使用的范范围较小小，使用用小型汽汽车，更更适合在在高速公公路上行行驶。混联式发发动机功功率选择择较小。排排放性能能较好。对对电池依依赖比较较小，基基本上不不需外来来充电系系统。三三动力源源传递效效率高，使使用车型型范围广广。且发发动机工工作不受受车辆行行使工况况的影响响。不要要求像传传统发动动机那样样具有良良好的响响应特性性及宽广广的转速

45、速运行范范围。另另外，它它不要求求即具有有最大转转速又要要最大转转矩的特特性，而而这特性性是传统统发动机机调整匹匹配时比比较难解解决的。可可以充分分利用串串联式和和并联式式的优点点，确保保发动机机和电动动机基本本上工作作在经济济区，大大大的提提高了车车辆的经经济性。但但其结构构和控制制复杂。虽虽然三种种混合动动力电动动汽车各各自都有有自己的的特点，总总的来说说混联式式是最优优的，但但是其结结构和控控制的复复杂。所所以在国国内的研研究发展展的速度度还是很很慢的。其其动力系系统比较较见表22.1所所示。表2.11 动力力系统比比较燃油经济济性改进进驱动能力力怠速停车车能量回收收高效率运运转控制制总

46、效率加速性持续功率率输出串联式口口口并联式口口口口混联式口口很好口口较好稍差2.2.2混合合动力系系统结构构选型依依据1、使用用环境城市客车车运行的的工况有有以下显显著特点点：(1)城城市客车车由于交交通拥挤挤，站距距短，因因而起步步、停车车频繁，大大多数时时间以加加速减减速滑滑行怠怠速等过过渡工况况工作，且且平均加加速度小小。(2)城城市道路路有其自自身特点点随着城城市基础础设施建建设的逐逐步完善善，城市市道路条条件逐步步完善，道道路质量量比较好好，车辆辆行驶较较平稳；由于大大城市广广泛采用用了立体体交通，立立交桥路路面坡度度一般为为4%-6%，在在没有公公交专线线的情况况下城市市车辆行行驶

47、速度度较低。(3)路路线固定定，往复复运行城城市公交交车不像像其他车车辆运行行路线千千变万化化，而是是每天都都在指定定线路运运行并来来回往复复。每条条线的车车辆都在在固定站站点停靠靠，而且且现在城城市广泛泛采用了了立体交交通，立立体桥线线路的车车辆每天天在固定定地段爬爬坡和下下坡。运运行时间间固定。(4)载载荷多变变且时间间特征明明显随着着城市规规模的逐逐步扩大大，城市市交通网网也日趋趋复杂，城城市公交交线路众众多，每每条线路路的长度度也不相相同，每每条线路路途径地地区的行行驶速度度、道路路特点、乘乘客数量量各不一一样，上上、下班班高峰时时段和中中心城区区乘客拥拥挤，非非上、下下班高峰峰期和郊

48、郊区乘客客相对稀稀少，车车辆负荷荷低，造造成了能能源的极极大浪费费。2、性能能要求不同类型型的HEEV之间间性能差差异十分分明显，在在选型时时必须注注意由动动力系统统结构引引发的性性能差异异。考虑虑到加速速性和经经济性的的综合要要求，混混联式成成为合适适的选择择。3、技术术条件所谓技术术条件，除除研究开开发的条条件和力力量外，还还包括工工业基础础。强调调工业基基础是因因为一些些常见的的动力系系统部件件，我国国的产品品水平还还不能满满足需要要或尚无无法生产产。进行行时间的的产品开开发总会会有一定定的进度度要求，如如果技术术条件无无法保证证，就难难以实现现预定开开发目标标。开发发性是指指动力系系统需要要进一步步完善的的空间。产产品性能能是一个个完善的的过程，同同样开