混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

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1、 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)- I - 摘摘 要要 電動(dòng)汽車(chē)的再生制動(dòng)，就是利用電機(jī)的電氣制動(dòng)產(chǎn)生反向力矩使車(chē)輛減速或停車(chē)。對(duì)于感應(yīng)電機(jī)來(lái)說(shuō)，電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)、直流制動(dòng)和再生制動(dòng)等。其中，能實(shí)現(xiàn)將剎車(chē)過(guò)程中能量回收的只有再生制動(dòng)，其本質(zhì)是電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率超過(guò)電機(jī)的電源頻率，電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能通過(guò)逆變器的反向續(xù)流二極管給儲(chǔ)能裝置充電。 本文簡(jiǎn)要介紹再生制動(dòng)系統(tǒng)的種類(lèi)及其發(fā)展過(guò)程，分析了國(guó)內(nèi)外再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)，掌握其原理，設(shè)計(jì)出一臺(tái)再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)主要通過(guò)一個(gè)無(wú)級(jí)變速裝置實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的改變，配合其他裝置，實(shí)現(xiàn)能量回收。其中，對(duì)核心裝置，使用 CAD

2、 畫(huà)出其原理圖，并使用 CATIA 等三維軟件進(jìn)行建模。本文最后對(duì)自己所做工作進(jìn)行總結(jié)，探討了設(shè)計(jì)方案中可能存在的問(wèn)題，并對(duì)下一步的工作進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：再生制動(dòng)系統(tǒng)、試驗(yàn)臺(tái)、無(wú)級(jí)變速器、模型 周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)- II -Abstract Electric vehicle regenerative braking, reverse torque developed is the use of electric braking of the motor vehicle to slow down or stop. For induction motor, the

3、 electric braking is dc braking and regenerative braking, reverse connect braking, etc. Which can achieve the braking energy recovery is only in the process of regenerative braking, its essence is the power of the motor rotor rotational frequency over the frequency, the motor working in power state,

4、 convert mechanical energy into electrical energy through the inverter the reverse of the fly-wheel diode recharge energy storage device. This paper briefly introduces the kinds of regenerative braking system and its development process, and analyzes the domestic and foreign research status and deve

5、lopment trend of regenerative braking system, master the principle, design a regenerative braking system test bench. Test stand is mainly achieved by a stepless speed change device transmission ratio of the change, cooperate with other devices, to achieve energy recovery. Among them, the core device

6、, use CAD draw its principle diagram, and using CATIA three-dimensional modeling software. Finally to summarize their work, this paper discusses the design scheme of the problem4, and the further work is prospected.Key words: Regenerative braking system, test bench, stepless transmission, model 安徽工程

7、大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)III目錄目錄摘 要 .IABSTRACT .II引 言 .1第 1 章 緒論 .21.1 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究背景.21.2 再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀.21.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究意義.2第 2 章 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類(lèi) .42.1 再生制動(dòng)的分類(lèi).42.1.1 飛輪儲(chǔ)能式制動(dòng)能量再生系統(tǒng) .42.1.2 液壓儲(chǔ)能 .52.1.3 電化學(xué)儲(chǔ)能 .5第 3 章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì) .73.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體布置.73.2 試驗(yàn)臺(tái)主要裝置.83.2.1 無(wú)級(jí)變速器 .83.2.2 飛輪 .93.2.3 電機(jī) .93.2.4 蓄電池 .103.2.5 功率變換器 .103.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)與 CV

8、T 融合的技術(shù)優(yōu)勢(shì).10第 4 章 試驗(yàn)臺(tái) CVT 三維模型的建立 .124.1、CATIA 軟件介紹.124.2、CVT 建模過(guò)程.124.2.1、主動(dòng)工作缸建模.124.2.2、從動(dòng)工作輪建模.164.2.3、金屬傳動(dòng)帶建模.184.2.4、斜齒輪建模.204.2.5、飛輪軸及飛輪建模.224.3、主要零件裝配 .264.3.1、飛輪的裝配.274.3.2、無(wú)級(jí)變速器裝配.28第 5 章 模型的干涉檢測(cè) .32結(jié)論與展望 .34致 謝 .35參考文獻(xiàn) .36附錄 A.37附錄 B 主要參考文獻(xiàn)及其摘要.42周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)IV 插圖清單插圖清單圖 21 再生制動(dòng)系

9、統(tǒng)原理示意圖.6圖 22 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng).7圖 23 液壓儲(chǔ)能系統(tǒng).8圖 31 再生制動(dòng)系統(tǒng)方案布置圖.10圖 32 CVT 控制系統(tǒng)方案圖.11圖 41 主動(dòng)缸草圖 1.15圖 42 主動(dòng)缸草圖 2.15圖 43 旋轉(zhuǎn)體草圖.16圖 44 旋轉(zhuǎn)體.16圖 45 帶輪軸建模.17圖 46 模型倒角.17圖 47 圓形陣列.18圖 48 主動(dòng)工作輪.18圖 49 主動(dòng)缸草圖.19圖 410 從動(dòng)工作輪.20圖 411 金屬傳動(dòng)帶草圖.21圖 412 金屬傳動(dòng)帶.22圖 413 斜齒輪 1.23圖 414 斜齒輪 2.24圖 415 飛輪軸.25圖 416 螺栓.26圖 417 螺母.27圖 418

10、 飛輪.28圖 419 飛輪裝配圖.30圖 420 無(wú)級(jí)變速器.31圖 421 CVT 和飛輪裝配圖.32圖 51 “分解”對(duì)話框.33圖 52 模型爆炸圖.34圖 53 模型干涉檢測(cè).35圖 54 干涉檢測(cè)結(jié)果.33周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)0 引引 言言 汽車(chē)作為社會(huì)主要的交通工具之一，在社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了舉足 輕重的作用，但同時(shí)它也給社會(huì)帶來(lái)了環(huán)境污染和能源短缺等嚴(yán)重問(wèn)題，因此， 節(jié)能和環(huán)保就成了現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展的主題。為了解決這兩個(gè)難題，各國(guó)針對(duì)汽車(chē)節(jié)能和環(huán)保技術(shù)進(jìn)行了大量的研究與開(kāi)發(fā)，其中混合動(dòng)力汽車(chē)（Hybrid Electrical Vehicle, HEV）

11、是目前最適應(yīng) 21 世紀(jì)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的車(chē)型之一 。 混合動(dòng)力汽車(chē)是指車(chē)上裝有兩個(gè)及其兩個(gè)以上動(dòng)力源，符合汽車(chē)道路安全法規(guī)的車(chē)輛。國(guó)際電工委員會(huì)所屬電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)委員會(huì)對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的定義為：有多于一 種能量轉(zhuǎn)換器提供驅(qū)動(dòng)力的混合型電動(dòng)汽車(chē)。一般說(shuō)的混合動(dòng)力汽車(chē)是指油電（發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)）混合動(dòng)力汽車(chē) 。 混合動(dòng)力汽車(chē)不僅繼承了電動(dòng)汽車(chē)低排放的優(yōu)點(diǎn)，而且還保持了傳統(tǒng)汽車(chē) 比功率大和比能量高的優(yōu)勢(shì)，因此它既能改善汽車(chē)排放，又能克服電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù) 駛里程短的缺點(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代還沒(méi)到來(lái)之前，混合動(dòng)力汽車(chē)將承擔(dān)這一角色?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的主要節(jié)能技術(shù)主要有 4 個(gè)：(a)發(fā)動(dòng)機(jī)減小（down size） ； (

12、b)高效工作區(qū)域控制；(c)制動(dòng)能量回收；(d)消除怠速。因此，再生制動(dòng)的研究對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)節(jié)能效果的提高具有重要意義。 再生制動(dòng)系統(tǒng)就是在車(chē)輛制動(dòng)時(shí),將車(chē)輛行駛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái),在車(chē)輛啟動(dòng)或加速行駛時(shí)再次加以利用的裝置或系統(tǒng)這種系統(tǒng)屬于新型的節(jié)能裝置在未來(lái)的混合動(dòng)力汽車(chē)及純電動(dòng)汽車(chē)上將有廣泛的運(yùn)用在能源問(wèn)題越來(lái)越突出的今天節(jié)約能源已成為所有行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)之一再生制動(dòng)系統(tǒng),將原本摩擦制動(dòng)耗散的能量,部分回收再利用,有效地提高了車(chē)輛的能量效率。由于我國(guó)在實(shí)車(chē)方面研究落后于世界先進(jìn)國(guó)家，故多在搭建的試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第第 1 章章 緒

13、論緒論1.1 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究背景自 1886 年發(fā)明汽車(chē)以來(lái),汽車(chē)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械拇胶瓦\(yùn)輸工具,可以說(shuō)汽車(chē)大大的縮短了人們之間的距離,改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質(zhì)量。內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)經(jīng)過(guò) 120 年的發(fā)展和壯大,逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化和全面應(yīng)用現(xiàn)代高科技,其性能已達(dá)到很高的程度了,在安全、環(huán)保、節(jié)能和廉價(jià)等方面取得了重大的進(jìn)展。但是內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的發(fā)展也正在面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。首先，由于燃油汽車(chē)要消耗大量的石油資源,排放大量的廢氣,制造噪音,汽車(chē)也給世界帶來(lái)了無(wú)法回避的負(fù)面影響，機(jī)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響主要是大氣污染和噪聲污染。其次，20 世紀(jì) 90 年代以來(lái),由于石油等能源的日漸緊缺,節(jié)

14、能成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。而電動(dòng)汽車(chē)在環(huán)保和節(jié)能方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),日益受到汽車(chē)工業(yè)界重視。近年來(lái),各大公司在政府的支持下,也制定了發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,調(diào)動(dòng)了社會(huì)上各種力量參與電動(dòng)汽車(chē)的研制。1.2 再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀國(guó)外再生制動(dòng)技術(shù)的研究比較深入。除了大量的理論研究成果，實(shí)車(chē)應(yīng)用也比較成熟，豐田公司的Prius、Estima和本田公司的Insight轎車(chē)就是成功應(yīng)用再生制動(dòng)技術(shù)的典范。豐田公司Prius的再生制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)電液比例控制單元調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)與摩擦制動(dòng)的綜合控制，在豐田HTSII混合系統(tǒng)下，能提高整車(chē)能量利用率達(dá)20以上，同時(shí)確保制動(dòng)安全。豐田公司在混合動(dòng)力

15、汽車(chē)Estima中采用了電控柔性制動(dòng)系統(tǒng)，并將再生制動(dòng)納入整車(chē)動(dòng)力控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，通過(guò)CVT控制，提高了制動(dòng)能量回收率?；贗SG電機(jī)(Integrated Starter Generator集成啟動(dòng)電機(jī))、液壓系統(tǒng)并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)控制，本田公司提出了一種雙制動(dòng)力分配系數(shù)控制再生制動(dòng)系統(tǒng)，在Insight車(chē)上實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)能量的高效回收。在其EV PLUS純電動(dòng)汽車(chē)上，基于能量的最大化回收、駕駛員制動(dòng)感覺(jué)以及能量的較大回收兼顧駕駛員制動(dòng)感覺(jué)的三種再生制動(dòng)目標(biāo)，分別建立了再生制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力分配控制策略并進(jìn)行了試驗(yàn)。美國(guó)福特公司的Escape應(yīng)用了線傳電液系列再生制動(dòng)系統(tǒng)(線傳操控

16、技術(shù)、電子系統(tǒng)和機(jī)械制動(dòng)器)代替機(jī)械及液壓制動(dòng)系統(tǒng)，把來(lái)自駕駛者的命令轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)所需的操作，顯著提高了制動(dòng)能量回收效率、汽車(chē)制動(dòng)方向穩(wěn)定性和汽車(chē)舒適性。1.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)研究意義 汽車(chē)制動(dòng)能量是一種亟待開(kāi)發(fā)的能量，通過(guò)制動(dòng)能量的回收與利用可大大提高汽車(chē)能源綜合利用率，同時(shí)可降低汽車(chē)廢氣排放。隨著混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，再生制動(dòng)系統(tǒng)己成為這類(lèi)汽車(chē)的一種常規(guī)配置，在普通的內(nèi)燃機(jī)車(chē)上使用再生制動(dòng)也越來(lái)越多。但是，再生制動(dòng)能量回收與利用理論還很不完善，特別是在國(guó)內(nèi)還處于起步階段通過(guò)模擬試驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車(chē)再生制動(dòng)理論進(jìn)行驗(yàn)證與改進(jìn)，可縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究的時(shí)間，周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制

17、動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)2降低開(kāi)發(fā)成本。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為研究再生制動(dòng)回收能量最大化和能量利用最優(yōu)相關(guān)理論而設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)臺(tái)。 作為和純電動(dòng)汽車(chē)共通的混合動(dòng)力方式的特點(diǎn)之一，制動(dòng)能量是能夠在一定程度上進(jìn)行回收的。有資料表明，在日本、美國(guó)和歐洲的任何市區(qū)行駛工況下以Prius為例來(lái)看，制動(dòng)能量回饋對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性提高的貢獻(xiàn)超過(guò)了20，可以說(shuō)，和沒(méi)有制動(dòng)能量回收的其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)車(chē)輛相比其優(yōu)勢(shì)是異常明顯的。因此，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，混合動(dòng)力的再生制動(dòng)系統(tǒng)是必要的條件之一。 再生制動(dòng)系統(tǒng)在保證車(chē)輛制動(dòng)效能的條件下，先將車(chē)輛制動(dòng)或減速時(shí)的一部分機(jī)械能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)換(或轉(zhuǎn)移)為其他形式的能量(如旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、液壓能、化學(xué)能等)，

18、并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能器中，同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使車(chē)輛減速制動(dòng)，當(dāng)車(chē)輛再次啟動(dòng)或加速時(shí)，又將儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中的能量轉(zhuǎn)換為車(chē)輛行駛所需的動(dòng)能(驅(qū)動(dòng)力)，這樣，既實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛所需的減速和制動(dòng)，又能夠?qū)⒛芰炕厥赵倮?，提高燃油?jīng)濟(jì)性和減少污染物排放。對(duì)于本文所研究的混合動(dòng)力汽車(chē)，能量的回饋和儲(chǔ)存是通過(guò)發(fā)電機(jī)和動(dòng)力電池組來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3第第 2 章章 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類(lèi)再生制動(dòng)系統(tǒng)原理及分類(lèi) 再生制動(dòng)又稱(chēng)再生回饋制動(dòng),混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)時(shí), 通過(guò)與驅(qū)動(dòng)輪(軸)相連的能量轉(zhuǎn)換裝置把制動(dòng)能量在儲(chǔ)存到電池中，把汽車(chē)的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在減速或制動(dòng)的同時(shí)達(dá)到回收制動(dòng)能量的

19、目的。在制動(dòng)過(guò)程中,汽車(chē)行駛的慣性能量也經(jīng)由車(chē)輪及傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給電機(jī),此時(shí)電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī),以發(fā)電形式工作,為動(dòng)力電池充電,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。而電機(jī)在發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的電機(jī)制動(dòng)力矩又可以對(duì)驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng),產(chǎn)生制動(dòng)力；然后在汽車(chē)起步或加速時(shí)義釋放儲(chǔ)存的能量(如圖1所示)，以增加驅(qū)動(dòng)輪(軸)上的驅(qū)動(dòng)力或增加混合動(dòng)力汽車(chē)及電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。 動(dòng)能 圖2-1 再生制動(dòng)系統(tǒng)原理示意圖 2.1 再生制動(dòng)的分類(lèi)車(chē)輛制動(dòng)能量再生方法根據(jù)不同的儲(chǔ)能機(jī)理可分為：飛輪儲(chǔ)能式、液壓儲(chǔ)能式和電化學(xué)儲(chǔ)能式。2.1.1 飛輪儲(chǔ)能式制動(dòng)能量再生系統(tǒng) 飛輪儲(chǔ)能是機(jī)械儲(chǔ)能的一種形式，在車(chē)輛制動(dòng)或減速過(guò)程中，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)拖動(dòng)飛輪加

20、速，將車(chē)身的慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)化為飛輪高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能；當(dāng)車(chē)輛啟動(dòng)或加速時(shí)，飛輪減速，釋放本身旋轉(zhuǎn)動(dòng)能給車(chē)身，以增加車(chē)輛的行駛動(dòng)能。 驅(qū)動(dòng)輪（軸）能量轉(zhuǎn)換再生能量?jī)?chǔ)能裝置周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)4 圖 2-2 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題：(1)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)不能長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能,只能是在汽車(chē)運(yùn)行時(shí)靠飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)暫時(shí)儲(chǔ)存能量,在汽車(chē)停止以后,飛輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)后就必須釋放能量。于是汽車(chē)上應(yīng)該再裝有與之相配套的蓄電池,可以在汽車(chē)熄火是儲(chǔ)存飛輪上剩余的能量，在電動(dòng)汽車(chē)上,這個(gè)能量又可以支持汽車(chē)的正常運(yùn)行。(2)安全問(wèn)題飛輪要儲(chǔ)存能量就要高速旋轉(zhuǎn),一旦應(yīng)力超過(guò)材料的極限應(yīng)力,飛輪破裂,后果不堪設(shè)

21、想于是要求,首先飛輪的質(zhì)量盡可能輕,儲(chǔ)存能量盡可能多,可承受的應(yīng)力盡可能的大最關(guān)鍵的是外面的殼體能承受飛輪在最高速旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂所帶來(lái)的沖擊汽車(chē)應(yīng)該有應(yīng)急系統(tǒng),在飛輪出現(xiàn)故障后,能按普通模式正常運(yùn)行。(3)能量損耗,采用磁懸浮軸承而減少飛輪摩擦而損耗的能量,但飛輪本身的設(shè)計(jì)和制造的不平衡,同樣會(huì)消耗能量,以及空氣阻力的影響到底有多大。(4)飛輪的高速旋轉(zhuǎn)不可避免的會(huì)產(chǎn)生熱量,完全消除熱量是不可能的,于是這個(gè)熱量怎么回收利用,才能使得整個(gè)回收系統(tǒng)回收到更多的能量。2.1.2 液壓儲(chǔ)能汽車(chē)起動(dòng)或加速的過(guò)程就是液壓系統(tǒng)將儲(chǔ)存的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并釋放給汽車(chē),以增加汽車(chē)動(dòng)能的過(guò)程系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵/

22、馬達(dá)、液壓蓄能器、變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、離合器和液壓控制系統(tǒng)組成起動(dòng)。加速或爬坡時(shí),液控離合器接合,液壓蓄能器與連動(dòng)變速箱連接,液壓蓄能器中的液壓勢(shì)能通過(guò)泵/馬達(dá)轉(zhuǎn)化為車(chē)輛動(dòng)能,用來(lái)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)滿足驅(qū)動(dòng)汽車(chē)所要求的峰值功率.減速時(shí),電控元件發(fā)出信號(hào),使系統(tǒng)處于蓄能狀態(tài),將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能儲(chǔ)存在液壓蓄能器內(nèi),這時(shí)車(chē)輛行駛阻力增大,車(chē)速降低直至停車(chē)在緊急制動(dòng)或初始車(chē)速較高時(shí),再生制動(dòng)系統(tǒng)不工作,不影響原車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮效能。 圖 2-3 液壓式儲(chǔ)能系統(tǒng)2.1.3 電化學(xué)儲(chǔ)能儲(chǔ)能器可采用蓄電池或超級(jí)電容器,由發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)械能一電能之間的轉(zhuǎn) 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5化系統(tǒng)還包括一個(gè)電子控制單元(E

23、CU),用來(lái)控制蓄電池或超級(jí)電容器的充放電狀態(tài)，并且保證蓄電池的剩余電量在規(guī)定的范圍內(nèi)。電儲(chǔ)能形式的再生制動(dòng)系統(tǒng)使用的蓄電池作為蓄能器,相對(duì)其他儲(chǔ)能方式而言,具有儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng),一次儲(chǔ)能量大,儲(chǔ)能穩(wěn)定性好,維護(hù)次數(shù)少,使用方便等優(yōu)點(diǎn)理論上講,電化學(xué)儲(chǔ)能方式再生制動(dòng)方法適用于各種車(chē)輛近年來(lái)正在開(kāi)發(fā)和研制的電動(dòng)汽車(chē)上普遍考慮采用這種方法實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng),以節(jié)約能源,增加汽車(chē)連續(xù)行駛能力制約這一方法應(yīng)用的技術(shù)瓶頸仍是缺乏高性能!低成本的電化學(xué)儲(chǔ)能器當(dāng)前作為電化學(xué)儲(chǔ)能器主要是各種可充電電池和超級(jí)電容;超級(jí)電容的低比功率特性使之不可能單獨(dú)用作電動(dòng)汽車(chē)的能量源,但用它作為輔助能量源則具有顯著的優(yōu)點(diǎn)一充放電率高,與

24、蓄電池相比可迅速高效地吸收和釋放制動(dòng)回收的能量。所以,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用蓄電池加超級(jí)電容的電化學(xué)儲(chǔ)能形式。 周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)6 第第3 3章章 試驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì) 無(wú)論任何車(chē)輛的制動(dòng)性能，首先必須滿足安全性能的要求。作為汽車(chē)三大功能(行駛,制動(dòng)和轉(zhuǎn)向)之一的制動(dòng)性能，也是汽車(chē)安全性能中的重要指標(biāo)之一。整車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)的搭建及試驗(yàn)成本較高，而簡(jiǎn)易的再生制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)能夠節(jié)約再生制動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本， 縮短開(kāi)發(fā)周期。3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體布置再生制動(dòng)理論主要是研究回收制動(dòng)能量方法、回收制動(dòng)能量的效率、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與功率轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)、再生制動(dòng)控制策略、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)的協(xié)調(diào)等。

25、模擬試驗(yàn)臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，如圖3所示，包括制動(dòng)踏板輸入模塊、制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換模塊、慣性模塊、道路阻力模擬模塊（負(fù)載電動(dòng)機(jī)）、常規(guī)制動(dòng)模塊、能量?jī)?chǔ)存管理模塊、測(cè)控系統(tǒng)模塊等。 試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)機(jī)械和電氣連接，主要完成把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能和蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為飛輪的動(dòng)能和把飛輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為蓄電池的電能，由此模擬能量回收過(guò)程。其中，通過(guò) CVT無(wú)級(jí)變速器在啟動(dòng)時(shí)給起動(dòng)機(jī)減速，保證飛輪在合適的轉(zhuǎn)速下工作；在減速制動(dòng)時(shí)，打開(kāi)離合器，中斷動(dòng)力裝置，由于慣性，飛輪旋轉(zhuǎn)，再次通過(guò) CVT 調(diào)節(jié)，使發(fā)電機(jī)增速，保證飛輪的動(dòng)能一直能夠被利用發(fā)電。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過(guò)變化器存儲(chǔ)在蓄電池中。具體布置圖如下圖所示： 安徽工程大學(xué)機(jī)電

26、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7 圖 3-1 再生制動(dòng)系統(tǒng)方案布置圖 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器(CVT)的速比是在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)連續(xù)變化的，此過(guò)程由電控單元 ECU 以及控制系統(tǒng)的測(cè)試、執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成。通過(guò)電子控制技術(shù)，將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源和 CVT 結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制，能夠使動(dòng)力源與傳動(dòng)系統(tǒng)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。3.2 試驗(yàn)臺(tái)主要裝置 試驗(yàn)臺(tái)主要裝置包括無(wú)級(jí)變速裝置、飛輪裝置、電機(jī)、蓄電池、ECU、功率轉(zhuǎn)換器等。3.2.1 無(wú)級(jí)變速器 CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國(guó)奔馳公司是在汽車(chē)上采用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車(chē)上。1958年，荷蘭的DA

27、F公司H.Van Doorne博士研制成功了名為Variomatic的雙V型橡膠帶式CVT，并裝備于DAF公司制造的Daffodil轎車(chē)上，其銷(xiāo)量超過(guò)了100萬(wàn)輛。1997年上半年，日本日產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)了使用在2.0L汽車(chē)上的CVT。在此基礎(chǔ)上，日產(chǎn)公司在1998年開(kāi)發(fā)了一種為中型轎車(chē)設(shè)計(jì)的包含一個(gè)手動(dòng)換檔模式的CVT。新型CVT采用一個(gè)最新研制的高強(qiáng)度寬鋼帶和一個(gè)高液壓控制系統(tǒng)。通過(guò)采用這些先進(jìn)的技術(shù)來(lái)獲得較大的轉(zhuǎn)矩能力，日產(chǎn)公司研究開(kāi)發(fā)CVT的電子控制技術(shù)，傳動(dòng)比的改變實(shí)行全檔電子控制，汽車(chē)在下坡時(shí)可以一直根據(jù)車(chē)速控制發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而且在濕滑路面上能夠平順地增加速比來(lái)防止打滑。 德國(guó)博世的電子式

28、CVT控制系統(tǒng)是基于用傳感器和執(zhí)行器單元控制基礎(chǔ)上的電子/液力模塊。博世公司已經(jīng)將獨(dú)立部件、執(zhí)行器、傳感器和變速器換檔ECU組成一個(gè)單獨(dú)的模塊，變速器制造商只需增加一個(gè)集成控制單元。 CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理如上圖所示，該系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)則固定?？蓜?dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來(lái)與V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)

29、汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)作軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)輪的軸向移動(dòng)是根據(jù)汽車(chē)的使用要求，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)8 圖 3-2 CVT 控制系統(tǒng)方案圖 3.2.2 飛輪 飛輪是具有適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、起貯存和釋放動(dòng)能作用的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。安裝在機(jī)器回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的輪狀蓄能器。當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速增高時(shí)，飛輪的動(dòng)能增加，把能量貯蓄起來(lái)；當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速降低時(shí)，飛輪動(dòng)能減少，把能量釋放出來(lái)。飛輪可以用來(lái)減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的速度波動(dòng)。一般由飛輪、齒圈、離合器定位銷(xiāo)、軸承等組成，部分產(chǎn)品

30、軸承用花鍵代替。本試驗(yàn)臺(tái)中飛輪主要功能是模擬汽車(chē)在實(shí)際道路行駛中的慣量，因此選用的飛輪的慣量應(yīng)當(dāng)與選擇的汽車(chē)的自重相適應(yīng)。采用車(chē)輛慣性四分之一的慣性飛輪組來(lái)模擬車(chē)輛慣性，這樣負(fù)載電動(dòng)機(jī)與輔助制動(dòng)電動(dòng)機(jī)可選較小功率電動(dòng)機(jī)，降低了試驗(yàn)系統(tǒng)搭建成本和試驗(yàn)成本。3.2.3 電機(jī)電機(jī)既可以把蓄電池電能轉(zhuǎn)換成飛輪動(dòng)能，也可以把無(wú)級(jí)變速器傳過(guò)來(lái)的動(dòng)能再裝換成電能存儲(chǔ)在蓄電池中，也是十分重要的裝置。一般可以選用的電機(jī)有：異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、磁阻電機(jī)、爪極電機(jī)等。當(dāng)然，每種電機(jī)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。爪機(jī)電機(jī)的有點(diǎn)表現(xiàn)在可調(diào)節(jié)性和費(fèi)用方面，這一點(diǎn)使爪機(jī)電機(jī)非常具有吸引力，因?yàn)樗商峁┲敝良s6KW的發(fā)電機(jī)功率及大體

31、積發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的足夠的啟動(dòng)功率。主機(jī)電機(jī)受取決于機(jī)型結(jié)構(gòu)尺寸的限制。其他電機(jī)都適合于向上擴(kuò)大功率頻譜。永久磁鐵的同步電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是勵(lì)磁無(wú)損耗，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式只有少量的磁場(chǎng)減弱。這個(gè)必須通過(guò)超限度的脈沖反用換流器來(lái)平衡。磁阻原理首先在噪聲性能和對(duì)間隙公差要求上暴露出了弱電。異步電機(jī)不因其最佳值而引人注目，但在所有領(lǐng)域中都可提供可接受的特性，這是將它作為曲軸電機(jī)使用的最大理由。在故障情況下它也具有良好的特性，如在機(jī) 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9動(dòng)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的離合器范圍中看到的那樣，它比較適用環(huán)境條件（如：水、油、鐵屑）。綜上所述，對(duì)于起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，異步電機(jī)（盤(pán)式轉(zhuǎn)子）的優(yōu)點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子孔的內(nèi)腔可以用來(lái)

32、安裝主動(dòng)的機(jī)械部件，在裝有自動(dòng)變速器的汽車(chē)上就可以使用這個(gè)內(nèi)腔。這樣可以更好的利用空間，這種盤(pán)式轉(zhuǎn)子電機(jī)就是一種理想的解決方案，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用異步電機(jī)。3.2.4 蓄電池 近些年，許多汽車(chē)制造商都完成了新汽車(chē)電源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。努力的兩個(gè)主要目標(biāo)是：1、開(kāi)發(fā)高效率的技術(shù)方案，并以此繼續(xù)降低汽車(chē)單位電能消耗。2、順應(yīng)汽車(chē)上使用越來(lái)越多的電氣負(fù)載的發(fā)展趨勢(shì)，提供必要的功率。對(duì)汽車(chē)制造商的挑戰(zhàn)是將這兩點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的，當(dāng)然也能給用戶提供一種具有新功能和新特點(diǎn)的汽車(chē)電源結(jié)構(gòu)?；旌想娏?chē)輛可以選用的電池種類(lèi)有鉛酸電池，鎳氫電池，鎳鎘電池、鋰離子電池，鐵電池等很多種。但是鎳氫電池以其非常好的綜合性能成為了大

33、多數(shù)混合動(dòng)力車(chē)輛的首選配套電池。其能量密度、功率密度均高于鉛酸電池和鎳鎘電池，循環(huán)使用壽命在實(shí)際電動(dòng)車(chē)輛使用電池中是最高，快速充電和深度放電性能很好，充放電效率高，無(wú)重金屬污染，全密封免維護(hù)。所以在此采用的也是鎳氫電池作為動(dòng)力電池。電池組額定電壓為 216V，16Ah。電池和電機(jī)和配合工作在改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況方面，特別在動(dòng)力性能不變的前提下提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能和排放性能的方面起到了巨大的作用。3.2.5 功率變換器 功率變換器調(diào)節(jié)不同的負(fù)載處于額定功率運(yùn)行同時(shí)也有不受電網(wǎng)波動(dòng)影響的作用。功率變換器通過(guò)電力電子裝置，在一個(gè)周期內(nèi)調(diào)節(jié)而導(dǎo)通時(shí)間或是在幾個(gè)周期內(nèi)調(diào)節(jié)若干個(gè)連續(xù)導(dǎo)通或管斷，保證再生發(fā)電

34、時(shí)蓄電池充電穩(wěn)定。3.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)與 CVT 融合的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 由于無(wú)級(jí)變速器(ContinuouslyVariable Transmission，CVT)可以連續(xù)改變速比，使得汽車(chē)在任意行駛工況下，都可以按照駕駛員的操作意圖實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)與變速器的最佳匹配(最佳經(jīng)濟(jì)性匹配或最佳動(dòng)力性匹配)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與車(chē)速相互獨(dú)立，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié) CVT 的速比使車(chē)速在一定范圍內(nèi)變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，從而可降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、操縱性及乘坐舒適性。用在本試驗(yàn)臺(tái)上，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的： （1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)提供額外的轉(zhuǎn)矩，克服CVT技術(shù)僅適用于小排量汽車(chē)的局限性，將其搭

35、載到中、高排量的汽車(chē)上。 (2)CVT速比的可連續(xù)變化配合適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)作為動(dòng)力源，能夠降低其電機(jī)功率和電池組容量，達(dá)到減輕自重和降低成本的目的。 周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)10(3)兩者結(jié)合提高了試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化水平，為合理分配動(dòng)力與改進(jìn)綜合控制策略提供了廣闊的空間。 (4)因?yàn)樽兯倨鞯目傋兯俦冗x擇得很長(zhǎng)，所以在回收時(shí)，不能因?yàn)榇鎯?chǔ)重要的動(dòng)能而把飛輪慣量提到足夠高的轉(zhuǎn)速，即使不能足夠地利用機(jī)械回收，無(wú)級(jí)變速器也能使達(dá)到對(duì)功率和作用率有利的轉(zhuǎn)速。這樣，小型電機(jī)的回收也能得到改進(jìn)。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11 第第 4 4 章章 試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)臺(tái) CVTCVT 三維建模三維建模4.1

36、、CATIA 軟件介紹 CATIA是法國(guó)達(dá)索公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來(lái)的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿足客戶在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機(jī)、機(jī)械加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開(kāi)放式可擴(kuò)展的V5架構(gòu)。 作為世界領(lǐng)先的CAD/CAM軟件，CATIA在過(guò)去的二 十多年中一直保持著驕人的業(yè)績(jī)，并繼續(xù)保持其強(qiáng) 勁的發(fā)展趨勢(shì)。CATIA在汽車(chē)、航空航天領(lǐng)域的統(tǒng) 治地位不斷增強(qiáng)。同時(shí),CATI

37、A也大量地進(jìn)入了其他 如摩托車(chē)、機(jī)車(chē)、通用機(jī)械、家電等行業(yè)。國(guó)際一 些著名的公司如空中客車(chē)、波音等飛機(jī)制造公司， 寶馬、克萊斯勒等汽車(chē)制造公司都將CATIA作為他 們的主流軟件。國(guó)內(nèi)10幾家大的飛機(jī)研究所和飛機(jī) 制造廠選用了CATIA，一汽集團(tuán)、二汽集團(tuán)、上海 大眾集團(tuán)等10多家汽車(chē)制造廠都選用CATIA作為 車(chē)型的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 4.2、CVT建模過(guò)程實(shí)體造型主要有兩種模式。第一種模式是以立方體，圓柱體，球體，錐體和環(huán)狀體等為基本體素，通過(guò)交、并、差等集合運(yùn)算，生成更為復(fù)雜形體；第二種模式是以草圖為基礎(chǔ)，建立基本的特征，以修飾特征方式創(chuàng)建形體。兩種模式生成的形體都具有完整的幾何信息，是真實(shí)而唯一

38、的三維實(shí)體。CATIA側(cè)重第二種模式。零件設(shè)計(jì)的基本思路是以二維草圖為基礎(chǔ)，通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作生成三維實(shí)體，再通過(guò)倒角、變換、布爾操作等操作對(duì)三維實(shí)體做進(jìn)一步修飾。通過(guò)第二章對(duì)無(wú)級(jí)變速器工作原理的介紹可知，其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以考慮實(shí)際情況，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，只畫(huà)出CVT零件輪廓，不畫(huà)出內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)。4.2.1、主動(dòng)工作缸建模選擇菜單【開(kāi)始】【機(jī)械設(shè)計(jì)】【零件設(shè)計(jì)】，即可進(jìn)入零件三維建模模塊。1）選擇XY平面，點(diǎn)擊草圖，使用草圖編輯器，在草圖中畫(huà)圓直徑120mm，完成草圖后使用凸臺(tái)命令拉伸長(zhǎng)度為10mm。 周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)12 圖41 主動(dòng)缸草圖1 圖42 主動(dòng)缸草圖

39、22）選擇上一步建立的凸臺(tái)圓面為基面點(diǎn)擊草圖再次進(jìn)入草圖界面完成草圖后，使用凸臺(tái)命令過(guò)程與第一步相同。繼續(xù)使用凸臺(tái)命名完成模型上部。3）選擇Y-Z平面為基面進(jìn)入草圖編輯器完成旋轉(zhuǎn)體的建模。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13 圖43 旋轉(zhuǎn)體草圖 圖44 旋轉(zhuǎn)體4）選擇旋轉(zhuǎn)體面為基面使用凸臺(tái)完成拉伸，選擇第一步的凸臺(tái)圓面為基面完成帶輪軸的建模周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)14 圖45 帶輪軸建模5）選擇上一步的凸臺(tái)圓面為基面完成帶輪另一側(cè)圓盤(pán)的建模草圖圓的直徑為120mm拉伸長(zhǎng)度10mm。6）建立固定帶輪的螺母具體步驟同上。7）模型完成后進(jìn)行倒角 圖46 模型倒角 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院

40、畢業(yè)設(shè)計(jì)158）主動(dòng)缸上端蓋的緊固件使用螺釘，螺釘?shù)慕Ｍ瓿珊筮M(jìn)行圓形陣列 圖47 圓形陣列9)主動(dòng)缸的最終模型 圖48 主動(dòng)工作輪4.2.2、從動(dòng)工作輪建模1、在二維平面繪制如下圖的草圖，添加約束，保證對(duì)稱(chēng)。周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)16圖 49 從動(dòng)缸草圖2、通過(guò)旋轉(zhuǎn)體、倒角、凹槽、凸臺(tái)等操作，形成如下從動(dòng)缸外形輪廓。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17 圖410 從動(dòng)工作輪4.2.3、金屬傳動(dòng)帶建模 建立如下草圖，然后依次通過(guò)凸臺(tái)、凹槽、兩次倒圓角完成金屬帶建模。周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)18 圖 411 金屬傳動(dòng)帶草圖 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19 圖

41、412 金屬傳動(dòng)帶4.2.4、斜齒輪建模 由于使用 CATIA 畫(huà)斜齒輪難度比較大，要先創(chuàng)建參數(shù)及關(guān)系，然后利用這些參數(shù)創(chuàng)建出齒輪模型，比較復(fù)雜。而 UG NX8.0只需輸入?yún)?shù)，可以快速生成齒輪，快捷方便，為節(jié)約時(shí)間，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在斜齒輪繪制環(huán)節(jié)，使用 UG NX8.0畫(huà)出齒輪，然后轉(zhuǎn)換成 CATIA 格式。具體從動(dòng)缸上斜齒輪1和飛輪軸上斜齒輪2如下圖所示：周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)20 圖413 斜齒輪 1 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)21 圖414 斜齒輪 2 4.2.5、飛輪軸及飛輪建模1、飛輪軸用于連接斜齒輪和飛輪，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)簡(jiǎn)單的拉伸，倒角即可得到。周勐：混

42、聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)22 圖 415 飛輪軸2、同樣，飛輪也是通過(guò)簡(jiǎn)單的拉伸得到。為了安裝固定飛輪，設(shè)計(jì)成6顆螺栓連接形式。繪圖時(shí)通過(guò)圓形陣列得到。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)23 圖416 螺栓周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)24 圖 417 螺母 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)25 圖418 飛輪 4.3、主要零件裝配裝配圖是將已經(jīng)繪制好的三維零件圖形，通過(guò)相合約束、接觸約束、偏移約束等周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)26約束條件，將其組裝形成一個(gè)最終的部件三維圖。根據(jù)飛機(jī)的各個(gè)部件的關(guān)系使用相應(yīng)約束。首先點(diǎn)擊開(kāi)始機(jī)械設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)。進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)工作臺(tái)。4.

43、3.1、飛輪的裝配操作步驟： 1、調(diào)用新建功能，在【新建】對(duì)話框中選擇“product” ，建立文件。 2、在【產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具】工具欄單擊“插入現(xiàn)有部件”按鈕，在特征樹(shù)中選擇產(chǎn)品1，彈出對(duì)話框，選擇上面做好的部件文件。 3、在【約束】工具欄中單擊“固定約束”按鈕，選擇第二部插入的零件，建立固定約束，如相合、偏移。 4、重復(fù)第二步和第三步插入其他零件和建立相應(yīng)的約束。 圖4-19 飛輪裝配圖 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)274.3.2、無(wú)級(jí)變速器裝配 圖4-20 無(wú)級(jí)變速器周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)28 圖4-21 CVT和飛輪裝配圖 至此，再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)核心部分的無(wú)級(jí)變速器和

44、飛輪建模完成。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)29 第第 5 章章 模型的干涉檢測(cè)模型的干涉檢測(cè)5.1 模型爆炸圖裝配體完成后，把裝配體分解成分解圖，便可以清楚地反映出部件間的裝配關(guān)系。具體操作步驟如下：1、選取命令。先進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模塊，然后選擇下拉菜單“編輯”“移動(dòng)”“在裝配件中分解”命令，系統(tǒng)彈出圖 51 所示的“分解”對(duì)話框。 圖 51 “分解”對(duì)話框2、在“分解”對(duì)話框中進(jìn)行如下設(shè)置：定義分解層次。在“深度”下拉列表中選擇“所有級(jí)別”選項(xiàng)，如圖 51 所示。定義分解類(lèi)型。在“類(lèi)型”下拉列表中選擇“3D”選項(xiàng)。如圖 51 所示。3、單擊“應(yīng)用”按鈕，在彈出“信息框”對(duì)話框中，單擊“確定”按

45、鈕。4、定義分解程度。將滑塊拖拽到 0.72，單擊“確定”按鈕。在系統(tǒng)彈出的“警告”對(duì)話框中單擊“是”按鈕，此時(shí)，裝配圖如下圖 52 所示。周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)30 圖 52 模型爆炸圖5.2、模型的干涉檢測(cè) 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)各零部件組裝完成后，設(shè)計(jì)者最關(guān)心的是各個(gè)零部件之間的干涉情況，碰撞檢測(cè)和裝配分析功能可以幫助設(shè)計(jì)者了解這些信息。CATIA的干涉檢測(cè)功能，是分析當(dāng)前文檔中所有部件之間是否存在干涉關(guān)系。它首先分析部件之間干涉的不同類(lèi)型，可以用圖來(lái)表示干涉的部位，并計(jì)算出部分之間的距離。1、選擇【視圖】【工具】【空間分析】，點(diǎn)擊在分析菜單中的碰撞，彈出一個(gè)檢查碰撞的

46、對(duì)話框。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)31 圖 51 模型干涉檢測(cè)2、“名稱(chēng)”輸入欄是確定干涉檢測(cè)的名稱(chēng)，并在特征樹(shù)中顯示?！邦?lèi)型”中的第一個(gè)下拉框是選擇干涉檢測(cè)的類(lèi)型。 接觸+碰撞：檢測(cè)部件之間是否存在接觸或者碰撞。 間隙+接觸+碰撞：檢測(cè)部件之間是否存在接觸、碰撞和小于設(shè)定的間隙。第二個(gè)下拉框包含了部件檢測(cè)的目標(biāo)范圍（在所有部件之間：默認(rèn)選項(xiàng)，檢測(cè)所有部件中的每一個(gè)部件與其他部件之間是否存在干涉）。 對(duì)所做模型選擇“接觸+碰撞”的檢測(cè)類(lèi)型，并選擇“在所有部件之間”的目標(biāo)范圍，單擊“應(yīng)用”按鈕進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果如下圖所示：周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)32 圖52 干涉檢測(cè)結(jié)果3、對(duì)

47、話框中亮起了黃燈，并列出了干涉具體類(lèi)型和項(xiàng)目。在“過(guò)濾器列表”中可以根據(jù)需求列出要求的干涉類(lèi)型。由檢測(cè)結(jié)果可知，從動(dòng)缸與金屬帶裝配初裝配的不好，其他地方尚可。 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)33 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 再生制動(dòng)理論技術(shù)是混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其控制系統(tǒng)的研究比 較復(fù)雜，而我國(guó)關(guān)于這方面的研究與開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，還有很多關(guān)鍵問(wèn)題 亟待解決。 在混合動(dòng)力汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究方面，本文只能說(shuō)是拋磚引玉，僅僅分析了電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)的原理和方法，進(jìn)行了試驗(yàn)臺(tái)方案的設(shè)計(jì)，繪制出核心部件的三維模型等，該方向的研究仍然任重道遠(yuǎn)，還有許多有待深入研究的工作。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的工作，提

48、出以下兩點(diǎn)展望：(1)從生產(chǎn)和裝配的角度出發(fā)，要盡量使再生制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)影響最小，以達(dá)到安裝更方便、通用性更強(qiáng)、適用范圍更廣的目的。(2)從制動(dòng)新技術(shù)的角度出發(fā)，考慮用電磁場(chǎng)原理革新再生制動(dòng)技術(shù)。從能量轉(zhuǎn)換角度出發(fā)?？梢钥紤]將這部分制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為易于再生的電磁能。從電機(jī)制動(dòng)方式得到啟示，電磁場(chǎng)原理可應(yīng)用于汽車(chē)制動(dòng)，即：在制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪作為電動(dòng)機(jī)給電機(jī)反相電壓，使車(chē)輪產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁力矩，從而達(dá)到減速停車(chē)的目的。這符合能量守恒原理，理論上是可行的。它不再借助摩擦制動(dòng)，不需要摩擦制動(dòng)器，卻能有效回收利用制動(dòng)能量，是再生制動(dòng)研究和探索的新方向。周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)

49、實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)34致致 謝謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在肖平老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)完成過(guò)程中，肖平老師百忙之中抽出時(shí)間定期指導(dǎo)畢，了解我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度和所遇到的難點(diǎn)，予以積極建議和耐心指導(dǎo)，并盡可能地為我搜集了相關(guān)設(shè)計(jì)資料。肖老師不僅以其多年來(lái)在無(wú)級(jí)變速器領(lǐng)域積累的豐富研究經(jīng)驗(yàn)幫助指導(dǎo)我完成了原本相對(duì)困難的課題，使我對(duì)本課題的知識(shí)有了更透徹更深入的了解，而且，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、契而不舍的科研態(tài)度將繼續(xù)影響著我，使我受益終身。飲水思源，我將永遠(yuǎn)牢記肖平老師的幫助和指導(dǎo)，并在今后的工作學(xué)習(xí)中效仿。在此，向肖平老師及其家人表示我最衷心的感謝。 在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，閱讀了大量汽車(chē)專(zhuān)業(yè)人士的學(xué)

50、術(shù)成果，在此表示感謝。 在制圖過(guò)程中，與同學(xué)共同鼓勵(lì)，互相支持。特別是謝思長(zhǎng)同學(xué)和張碩，我們是同一組跟隨肖老師做畢業(yè)設(shè)計(jì)的，謝思長(zhǎng)同學(xué)論文題目與我類(lèi)似，我們經(jīng)常就肖老師布置的任務(wù)進(jìn)行交流、探討；張碩同學(xué)善于使用三維軟件，在最后的三維建模過(guò)程中，給與我極大的幫助，感謝你們的幫助，感謝同窗四載相伴走過(guò)的日子。 值此學(xué)業(yè)完成之際，對(duì)多年來(lái)一直辛苦養(yǎng)育、全力支持我的父母表示最深的敬意。沒(méi)有老師的指導(dǎo)建議、同學(xué)的支持幫助和汽車(chē)專(zhuān)業(yè)前輩的經(jīng)驗(yàn)成果，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是不可能順利完成的。再次向所有曾經(jīng)給予我?guī)椭娜吮硎旧钌畹闹x意！ 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)35參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 周云山 鐘勇，汽車(chē)電子控制技術(shù)

51、M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20092 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)編，汽車(chē)工程手冊(cè)(設(shè)計(jì)篇) ,人民交通出版社,20013王望予，汽車(chē)設(shè)計(jì)M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社4 陳家瑞，汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社5 王維平 張磊 宋錦 朱敏，電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)再生制動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)研究J，微電機(jī)，2009,06（1）:63656王軍 申金升.國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)J公路交通科技,2000,17(l):71 一 747趙金龍，再生制動(dòng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)D 重慶大學(xué) 2011（11）8何仁汽車(chē)制動(dòng)能量再生方法的探討J江蘇大學(xué)學(xué)報(bào),20039葛安林.車(chē)輛自動(dòng)變速原理與設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版

52、社，1993. 10K.Wipke, T. Markel, D. Nelson Proceedings of the 18th Electric Vehicle Symposium, Berlin, Germany (2003)11劉博.基于純電動(dòng)汽車(chē)的再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) 2004;1212張培斌.電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)控制的研究與仿真 D 武漢理工大學(xué) 2006（1）13李鳴 公共汽車(chē)制動(dòng)能量再生系統(tǒng)電控裝置的研制D山東理工大學(xué) 2006;114Avernethy Francisco,Andrew Frank.PlugIn Hybrid Electric Vehicles With Full

53、 Performance From Sports Cars to Full Sized Trucks.EVS18,2001.Berlin Germany15詹熙達(dá)主編，CATIA V5 R20 產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201116謝龍漢 杜如虛主編，CATIA V5 R20 產(chǎn)品造型及設(shè)計(jì)M，北京：清華大學(xué)出版社，201117陳慶樟 何仁 商高高，汽車(chē)能量再生制動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)J，農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008；39（4）：154218陳清泉，孫逢春，祝嘉光，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)M，北京理工大學(xué)出版社，200119 隋妮 王廣萍等 直流無(wú)刷電機(jī)再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證J.汽車(chē)技術(shù)，20

54、11,1（01）495320 王旭，電儲(chǔ)能式再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的研究D 江蘇大學(xué) 2009（6）21 Chan CC.The state of the art of electric and hybrid vehicle J.IEEE，2002，90（2）:247275 周勐：混聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)36附錄附錄 A A 外文文獻(xiàn)及其翻譯外文文獻(xiàn)及其翻譯As the standard of peoples lives increase, the demands to the automotive increase too. Moreover, as the energy of o

55、ur earth being consuming, the environments becoming worse, humanity believe that they must save the world and save ourselves through some measurements. So different field people do their best to save energy and reduce the damage to the environment. So people working at automotive now are working not

56、 only at the comfortability for consumers, but also at the saving energy, sustainable development, less polluting. I listen to lecture form Nissan, getting some information as follow.The history of the automobile begins as early as 1769, with the creation of steam-powered automobiles capable of huma

57、n transport. In 1806, the first cars powered by internal combustion engines running on fuel gas appeared, which led to the introduction in 1885 of the ubiquitous modern gasoline- or petrol-fueled internal combustion engine. Cars powered by electricity briefly appeared at the turn of the 20th century

58、 but largely disappeared from commonality until the turn of the 21st century, when interest in low- and zero-emissions transportation was reignited.And I learned some imagines for automotive. Potential future car technologies include new energy sources and materials, which are being developed in ord

59、er to make automobiles more sustainable, safer, more energy efficient, or less polluting. Cars are being developed in many different ways. With rising gas prices, the future of cars is leaning towards fuel efficiency, energy savers, hybrid vehicles, battery electric vehicle and the fuel cell vehicle

60、. Becoming auto-driving, the cars do not need people to drive them by himself/herself, and no matter the driver is an older or a kid. And each family will own just one car. With only one dirvers seat. Then the cars can be designed with less materials.So we can know that how important are strategies

61、of one automotive cooperation. What should they do to have a better competition in future? I have some comments.First one also the most important is the talented personnel. From old times, technology has being the driving force for humanity to make progress with nature and history. And talent people

62、 drive technology going ahead. The professional standards of industrial psychologists require that any selection system be based on a job analysis to ensure that the selection criteria are job-related. The requirements for a selection system are knowledge, skills, ability, and other characteristics,

63、 known as KSAOs. U.S. law also recognizes bona fide occupational qualifications (BFOQs), which are requirements for a job which would be discriminatory were they not necessary - such as only employing men as wardens of maximum-security male prisons, or enforcing a mandatory retirement age for airlin

64、e pilots, or a religious college only employing professors of its religion to teach its theology.The goal of personnel selection, as all business processes, is to ensure an adequate return on investment. In the case of selection, this entails assurances that the productivity of the new 安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)

65、計(jì)37hires produces more value than the costs of recruiting, selecting, and training them. Within industrial psychology, the area of utility analysis specifically addresses this issue.Several screening methods exist that may be used in personnel selection. Examples include the use of minimum or desire

66、d qualifications, resume/application review, scored biodata instruments, oral interviews, work performance measures (e.g., writing samples), and tests (cognitive ability, personality, job knowledge). Development and implementation of such screening methods is sometimes done by human resources departments; larger organizations hire consultants or firms that specialize in developing personnel selection systems.On the basis of many talent personnel, I think the following comments are very easy to b