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武汉理工大学毕业论文（设计）
Abstract
The energy and environment protection problem would be taken the most attention in this century, the land transport vehicles contribute the most to the two big problem, so a new type of vehicle is urgently required to take the place of the traditional vehicle in odder to deal with the problems, Hybrid Electric Vehicle (HEV)is proven the best choice in the near future. The development of hybrid technology mostly depends on the hybrid test technology, and advanced test technology is ensured by perfect test equipments. So as a necessary basic equipment of developmenting hybrid technology, the study and development of test bed is very necessary and important. This paper analyzed the composing of the HEV power unit firstly, classified the HEV’ structure type based on this, and gave the powertrain distributing of each type under every work condition, then introduced the hybrid bed test technology briefly, finally offered the power unit test bed initial scheme of the HEV, the analyzing of the ergometer choicing ,the designing of the coupling and transmission shaft has been finished, cooling water supplying system, the initial scheme of fuel supplying system, intake and exhaust system and electricity supplying system has been gaven. Key Words: Hybrid Electric Vehicle power unit test bed
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1 绪论
1.1 混合动力电动汽车开发的背景和意义
21 世纪环保问题和能源问题将成为全球最为关注的问题，为了解决这些问题，急需一 种更节能、更环保的新型汽车，零排放汽车无疑是我们的最终目标。纯电动汽车被认为是 满足零排放要求的最好汽车。各国政府及各大汽车公司曾在纯电动汽车上投入了大量的人 力和财力，取得了一定的成绩，但是在电池技术这一关键技术上仍然难有突破性进展，这 导致纯电动汽车量产化过程中的很多问题难以克服，例如：车身过重，续驶里程短，价格 昂贵等。这些问题使得很多汽车公司暂时减轻了对纯电动汽车的开发力度，并转向了一种 “准绿色”产品——混合动力电动汽车（HEV）。目前，世界各大汽车公司的技术路线基 本趋于统一：中近期内，发展超低排放的混合动力电动汽车，远期则发展零排放汽车，例 如氢动力燃料电池电动汽车等。下面简要介绍一下国内外混合动力电动汽车的发展近况：
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优秀学位论文作者声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关 学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀学位论文评选 机构将本学位论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同 意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。
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摘要
能源和环保问题将成为本世纪全球最为关注的问题，陆地交通工具是造成这两大问题 罪魁祸首，因此急需一种新的车型来取代传统的车型来缓解这些问题，混合动力电动汽车 (HEV)被证明是最近一段时间内的最佳选择。混合动力技术的开发很大程度上依赖于混合 动力试验技术，而先进的试验技术又要由完善的试验设备来保证。因而作为混合动力技术 开发的一种必不可少的基础设施，混合动力试验台架的研究与开发是非常必要和重要的。 本文首先分析了混合动力电动汽车动力系统的构成，依此对混合动力电动汽车结构形式进 行了分类，并给出了每一类混合动力电动汽车在各种工况下的能量流分配，然后对混合动 力台架试验技术做了概括性介绍，最后提出了混合动力电动汽车动力系统试验台架的前期 建设方案，完成了测功机的选型分析，联轴器及传动轴的设计，提出了冷却水供给系统， 燃油供给系统，进排气系统及供电系统的初步方案。 关键词：混合动力电动汽车 动力系统 试验台架
近几年来，世界各大汽车公司都推出了混合动力电动汽车，有的已经陆续投放市场。 例如日产公司的Tino混合动力轿车，丰田公司的Prius混合动力轿车，本田公司的Insight混 合动力轿车，通用公司的PRECEP混合动力轿车，福特公司的Prodigy混合动力轿车，戴姆 勒-克莱斯勒公司的道奇ES3 混合动力轿车。其中丰田公司 1997 年推出的Prius是混合动力 电动汽车的最佳代表，在日本 10~15 工况下燃油经济性达到了 3.57L/100km，CO、NOX 、 HC排放水平仅相当于日本现行法规的 1/10；CO2 排放量相当于传统轿车的 1/2。截至 2004 年，该车型在全球的销量已经超过 22 万辆。本田公司 2000 年推出的Insight混合动力跑车 在装备手动 5 挡变速器时创造了 3L汽油行驶 105km的好成绩。这些车型，都是展示混合动 力电动汽车生机的很好的例子。
本学位论文内容不涉及国家机密。
论文题目：混合动力电动汽车动力系统试验方案 及试验台架方案设计
作者单位：武汉理工大学 作者签Fra bibliotek：年月日
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目录
中文摘要和关键词……………………………………………………………………………...1 英文摘要和关键词………………………………………………………...…………..….….....2 1 绪论……………………………………………………………………………............……...3 1.1 混合动力电动汽车开发的背景及意义……………………………...…………….………3 1.2 混合动力试验台架开发的意义……………………………………………......……..……4 1.3 论文研究的主要内容……………………………………………...…………..….…..……4 2 混合动力电动汽车及试验技术……………………………………......................….….…...5 2.1 混合动力电动汽车概念…………………………………………......................….….……5 2.2 混合动力电动汽车动力系统的结构……………………………......................…..………5 2.2.1 混合动力电动汽车动力系统的构成……………………...……………...……..……….5 2.2.2 串联式混合动力电动汽车………………………………..........………………..……….7 2.2.3 并联式混合动力电动汽车………………………………………………...…..…...…….7 2.2.4 混联式混合动力电动汽车……………………………………...…………….....……….8 2.3 混合动力电动汽车动力系统的能量流分配……………………...............….....…………8 2.3.1 典型混合动力系统的能量流分配…………………………………….……...………….8 2.3.2 SHEV 动力系统的能量流分配………………………………………......….…………...9 2.3.3 PHEV 动力系统的能量流分配……………………………………............……...…….10 2.3.4 PSHEV 动力系统的能量流分配………………………….………….…..……...……...11 2.4 混合动力电动汽车台架试验技术………………………….…..……….…......………...12 2.4.1 动力总成控制技术……………………………………….…….……..……...…………13 2.4.2 CAN 数据通信技术………………………………………………......….………...……15 2.4.3 dSPACE 实时仿真技术……………………………………….…….…….…...………...15 2.5 小结…………………………………………………………….……..………...…………15 3 混合动力电动汽车动力系统试验台架设计……………………….…….….…………......16 3.1 测功机的选型分析……………………………………………...……………………...…16 3.1.1 AMT 第二轴输出参数的确定……………………………….……………….………….16 3.1.2 测功机的选型及升速器传动比的确定………………….…………….....………...…..19 3.2 联轴器及传动轴的设计…………………………………..………………………...…….19 3.2.1 联轴器的选择及传动轴的结构………………………..…………………………...…..20 3.2.2 传动轴联接盘上尼龙绳的拉力与角度计算………..……………………………...…..21 3.2.3 传动轴矩形花键联接强度的计算………………..……………………………...……..22 3.3 冷却水供给系统…………………………………..……………………………...……….23 3.4 燃油供给系统…………………………………..………………………………...……….23 3.5 进排气系统……………………………………..………………………………...……….24 3.5.1 进气系统……………………………………..………………………………...………..24 3.5.2 排气系统…………………………………..…………………………………...………..24 3.6 供电系统…………………………………..…………………………………...………….24 3.7 小结……………………………………..………………………………………...……….24 结论………………………………………..……………………………………...……………24