燃料电池客车驱动系统设计(含CAD零件图装配图)

燃料电池客车驱动系统设计(含CAD零件图装配图)(任务书,开题报告,论文说明书15000字,CAD图7张)
摘  要
燃料电池汽车作为新能源汽车的典型之一，近年来受到国际汽车行业的广泛关注。燃料电池汽车具有无污染、零排放的显著优点，同时它又克服了纯电动汽车续驶里程短的严重缺点。与传统内燃机汽车相比，燃料电池的发展有着更多的可能性，相信在不久的将来燃料电池车必将成为汽车行业的重要一环。而驱动系统作为燃料电池汽车的核心，其研发已然成为燃料电池汽车发展的关键所在。
本篇文章主要内容是进行某燃料电池城市客车驱动系统的设计，首先确定了该车的整车结构参数和动力系统的驱动模式，其次依据所选参数完成驱动系统重要部件（驱动电机、燃料电池、蓄电池）的选型，再次完成驱动系统各部件在车辆不同工况下的参数匹配。最后完成驱动桥的总体设计，通过以上完成对燃料电池驱动系统的总体设计。
关键词：燃料电池客车，驱动系统，驱动桥，设计

Abstract
As one of the typical new energy vehicles, fuel cell vehicles have received extensive attention from the international automotive industry in recent years. Fuel cell vehicles have the obvious advantages of no pollution and zero emissions, while at the same time it overcomes the serious shortcomings of the short range of pure electric vehicles. Compared with traditional internal combustion engine vehicles, the development of fuel cells has more possibilities. It is believed that in the near future, fuel cell vehicles will become an important part of the automotive industry. As the core of fuel cell vehicles, the drive system has become the key to the development of fuel cell vehicles.
The main content of this article is the design of a fuel cell city bus driving system. First of all, the vehicle's structural parameters of the vehicle and the drive mode of the power system are determined. Secondly, the important components of the drive system (drive motor, fuel cell) are completed according to the selected parameters. And the selection of the battery) again completes the parameter matching of the various parts of the drive system under different conditions of the vehicle. Finally, the overall design of the drive axle is completed and the overall design of the fuel cell drive system is completed.
Key Words:Fuel cell bus, drive system, drive axle, design
 
2.1整车总体结构参数确定
表2.1 初始数据表
车辆总长    10~12m
车辆总质量    ＜16500kg
最高车速    ＞70km/h
一次充气续航里程    ＞350km
为设计准确，参考某款燃料电池客车，结合设计要求，初步选择整车结构参数如表2.2：
表2.2  整车结构参数
总质量    16500kg
整备质量    12500kg
尺寸参数    10500×2500×3470mm
轴荷分配    5950/10550
轴距    5700mm
前后悬    2300/2500m
离地高度    320mm
最高车速    70km/h
前轮距    2070mm
后轮距    1860mm
质心高度（空载）    1500mm
质心高度（满载）    1300mm
轮胎规格    295/80R22.5
滚动阻力系数    0.014
传动效率    ≈1
Cd    0.65
最大爬坡度    25%
加速时间    0-50km/h＜28s（满载）
最小转弯半径    17m
下面对表中的参数进行说明：
1.总体质量、最高车速：由设计给定数据确定；
2.整备质量、轴荷分配、轴距、轮胎规格、质心高度：根据参考车型数据选取；
3.尺寸参数：按GB 1589-2016规定，二轴客车总长不可超过12000mm，宽不可超过2550mm，高不可超过4000mm[2]。最后结合参考车型选择参数如上；
4.前后悬：城市公交车前悬通常较长，结合参考车型选取上述值。按GB1589-2016规定，后悬长应小于或等于轴距的65%，并且要小于或等于3500mm。综合考虑选取上述后悬值；
5.轮距：城市公交车轮距一般在1740~2050mm之间。结合参考车型选取轮距值如上；
6.滚动阻力系数：城市客车行驶路面f值一般为0.010~0.018，本次设计取0.014；
7.传动效率：燃料电池动力系统结构简单、没有复杂的变速部件，转矩经电机通过主减速器直接传递到差速器和半轴，故取传动效率η≈1。
8.Cd值：城市公交车Cd一般为0.5~0.8，取中间值0.65；
9.最大爬坡度：城市公交车最大爬坡度最高为25%，本次设计取最大爬坡度为25%；
10.加速时间：按照CJ/T162-2002规定，城市大型公交车（车长在10m到12m之间）0~50km/h的加速时间应满足≤28s；
11.最小转弯半径：大型客车的最小转弯直径为17~22m，本次设计取17m。

3.1驱动系统简述
汽车的核心部分就是驱动系统，对于燃料电池汽车更是如此。本文就燃料电池城市公交车的驱动系统进行设计，结合目前国际上选用最多的两类燃料电池车动力系统——纯燃料电池驱动、燃料电池与辅助动力源混合驱动[3]，本次设计采用燃料电池与辅助动力混合驱动的驱动形式。接着对动力系统中各个部件进行参数匹配和选型，由此为本车确定一个最佳的动力系统。
 

目录
第1章绪论    1
1.1燃料电池驱动系统设计的目的及意义    1
1.2国内外燃料电池汽车动力系统的发展现状    1
第2章整车总体结构参数选择    2
2.1整车总体结构参数确定    2
第3章燃料电池客车驱动系统设计    4
3.1驱动系统简述    4
3.2燃料电池系统的特性    4
3.3燃料电池客车动力系统结构选型：    5
3.3.1单燃料电池系统    5
3.3.2燃料电池和蓄电池混合动力系统    5
3.3.3燃料电池和超级电容混合驱动系统：    6
3.3.4燃料电池、蓄电池、超级电容混合驱动系统：    6
3.3.5驱动模式方案的确定    7
3.4燃料电池动力系统部件选型    7
3.4.1燃料电池类型确定    7
3.4.2驱动电机类型的选择    8
3.4.3蓄电池类型的选择    10
3.4.4部件选型结果    11
3.5燃料电池混合动力驱动系统参数匹配    11
3.5.1驱动电机参数确定    11
3.5.3燃料电池参数匹配    15
3.5.3蓄电池的选择    16
第4章车桥设计    18
4.1 驱动桥结构选型    18
4.2  主减速器设计    18
4.2.1　主减速器结构选型    18
4.2.2  主减速器的齿轮类型    19
4.2.3  主减速器锥齿轮的支承形式    19
4.2.4  主减速器计算载荷的确定    19
4.2.5  主减速器锥齿轮参数选择    20
4.2.6  主减速器弧齿锥齿轮几何尺寸计算    23
4.2.7  主减速器锥齿轮强度计算    25
4.2.8  强度计算后的尺寸调整    26
4.2.9  锥齿轮材料    26
4.2.10  主减速器的润滑    26
4.3 差速器设计    27
4.3.1  差速器结构型式选择    27
4.3.2  对称式圆锥行星齿轮差速器的结构    27
4.3.3  差速器齿轮主要参数的选择    27
4.3.4  差速器齿轮的几何计算    29
4.3.5  差速器齿轮的强度计算    31
4.4 半轴设计    32
4.4.1 半轴结构型式的选择    32
4.4.2 半轴直径的选取及载荷计算与校核    33
4.4.3 半轴的结构设计及材料与热处理    33
4.5万向节设计    33
4.5.1万向节结构选择    33
4.5.2万向节设计计算    34
4.5.3万向节材料及热处理    34
4.6驱动桥壳设计    34
4.7传动轴设计及强度校核    35
第5章总结    36
参考文献    37
附录A    38
附录B    40
致谢    41