Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Анализ вариантов исполнения транспортных средств 8
1.2 Структурные схемы тягового электропривода электромобилей 16
1.3 Анализ технического задания 17
Раздел 2. Конструкторская часть 19
2.1 Описание структурной схемы 20
2.2 Принцип работы устройства 21
2.3 Анализ и выбор отдельных элементов системы управления
электрогибридным автомобилем 23
2.3.1 Анализ и выбор датчиков 23
2.3.2 Выбор двигателя внутреннего сгорания 26
2.3.3 Выбор стартер-генератора 30
2.3.4 Расчет и выбор тягового двигателя 32
2.3.5 Анализ и выбор преобразователей напряжения 34
2.3.6 Расчет и выбор аккумуляторной батареи 35
2.4 Выбор методы управления 39
2.5 Расчет силового модуля 43
2.6 Описание принципиальной электрической схемы 50
2.7 Проектирование печатной платы 53
2.8 Режимы работы силовой установки электрогибридного автомобиля 55
Раздел 3. Технологическая часть 58
3.1 Признаки неисправности системы управления элетрогибридным
автомобилем 59
3.2 Технология производства печатных плат 62
Раздел 4. БЖД 65
4.1 Обеспечение безопасности при производстве и монтаже устройства 66
4.2 Требования безопасности при обслуживании системы управления 70
Заключение 73
Список литературы 74
В современном мире к автомобильной промышленности и транспорту предъявляются серьезные требования, к которым относится повышение ресурса работы, снижение расхода топлива, уменьшение трудоёмкости технического обслуживания и ремонта транспортных средств, повышение безопасности дорожного движения, уменьшение количества выбросов в атмосферу вредных веществ.
Основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства, в которых источником энергии служит двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В результате сгорания топлива в ДВС в большом объеме выделяются газы, содержащие тяжёлые металлы и токсичные примеси, опасные соединения свинца, которые могут способствовать возникновению тяжелейших заболеваний.
В крупных городах ухудшение экологической обстановки обусловлено негативным воздействием автомобильного транспорта, главным образом из- за загрязнения воздушного пространства выбросами вредных веществ. Поэтому главной целью проектирования городского транспорта является снижение количества выбросов вредных веществ, а также повышение топливно-экономических показателей новых видов автомобилей.
Проблемы, связанные с негативным влиянием на окружающую среду, такие как глобальное потепление, все большее загрязнение атмосферы и другие, находятся под наблюдением ученых. Проводятся разработки гибридных автомобилей, целью которых является снижение нагрузок на окружающую среду благодаря уменьшению выбросов отработанных газов и меньшего потребления топлива. Быстрое снижение стоимости производства подобных автомобилей привел к росту спроса на них. Кроме того осуществляются меры по популяризации гибридных автомобилей и автомобилей на топливных элементах, которые имеют нулевое или минимальное негативное влияние на атмосферу и окружающую среду.
Гибридный автомобиль это - транспортное средство с высокими показателями экономичности, который приводится в движение за счет системы «электродвигатель - двигатель внутреннего сгорания», осуществляя питание горючим топливом, либо электрической энергией, хранимой в аккумуляторной батарее. Главным достоинством гибридного автомобиля является снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигается с помощью полного или частичного автоматического управлением режимами работы системы управления с помощью бортового компьютера. Такое управление начинается от временного отключения двигателя во время остановки, с возможностью дальнейшего комфортного движения без его запуска, расходуя энергию, накопленную в аккумуляторной батарее, и заканчивается сложным процессом рекуперации - использования тягового электродвигателя в роли генератора электрического тока для зарядки аккумуляторных батарей.
Цель работы - повысить экологичность, экономичность и безопасность автомобилей за счет проектирования и применения системы управления электрогибридным автомобилем со стартер-генераторной установкой. Данная система должна обеспечивать движение автомобиля с сокращением продолжительности работы двигателя внутреннего сгорания в режимах разгона и максимальной мощности, способствуя тем самым уменьшению количества вредных выбросов и потребляемого топлива.
В представленной выпускной квалификационной работе была спроектирована система управления электрогибридным автомобилем со стартер-генераторной установкой. Предназначением данной системы является повышение экологичности автомобилей и более рациональное использование энергии за счет уменьшения длительности работы двигателя внутреннего сгорания в начале движения, что также обеспечивает снижение расхода топлива.
В ходе выполнения работы были проанализированы основные схемы построения гибридных автомобилей, их достоинства и недостатки, выделены основные компоненты и принцип работы.
На основе анализа технического задания был проведен расчет, анализ и выбор основных элементов, таких как высоковольтная аккумуляторная батарея, тяговый электродвигатель, стартер-генераторная установка, преобразователи напряжения, силовой модуль и микроконтроллер; спроектирована система управления, структурная и принципиальная электрическая схема блока системы управления. Определены основные режимы движения электрогибридного автомобиля.
Также на основе электрической принципиальной схемы спроектирована печатная плата блока системы управления.
Рассмотрены признаки основных возможных неисправностей системы управления и способы их устранения, этапы технологического процесса производства печатной платы блока системы управления. Определены требования обеспечения безопасности при производстве, монтаже и обслуживании системы управления.
