畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目 :基于 ADVISOR 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究 院 系 名 稱 : 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 : 車輛 07-6 班 學(xué) 生 姓 名 : 導(dǎo) 師 姓 名 : 開 題 時 間 : 2011 年 2 月 28 日 指導(dǎo)委員會 審查意見： 指導(dǎo)委員會 審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛 07-6 班 指導(dǎo)教師姓名 職稱 實驗師 從 事 專業(yè) 汽車服務(wù) 是否外聘 是 否 題目名稱 基于 ADVISOR 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究 一、 課題研究 現(xiàn)狀、 選題 目的 和意義 研究現(xiàn)狀 : 1.國內(nèi)的研究現(xiàn)狀： 隨著石油資源的枯竭、人們環(huán)保意識的提高，混合動力汽車及電動汽車將成為新世紀(jì)前幾十年汽車發(fā)展的主流，并成為我國汽車界所有業(yè)內(nèi)人士的共識。我國政府也已經(jīng)在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863 計劃 )中專門開列了包括混合動力汽車在內(nèi)的電動汽車重大專項。 目前，我國在新能源汽車的自主創(chuàng)新過程中，堅持了政府支持，以核心技術(shù)、關(guān)鍵部件和系統(tǒng)集成為重點的原則，確立 了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以整車控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力蓄電池 /燃料電池為“三橫”的研發(fā)布局，通過產(chǎn)學(xué)研緊密合作，我國混合動力汽車的自主創(chuàng)新取得了重大進展。形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，建立了混合動力汽車技術(shù)開發(fā)體系。混合動力汽車的核心是電池（包括電池管理系統(tǒng)）技術(shù)。除此之外，還包括發(fā)動機技術(shù)、電機控制技術(shù)、整車控制技術(shù)等，發(fā)動機和電機之間動力的轉(zhuǎn)換和銜接也是重點。 從目前情況來看，我國已經(jīng)建立起了混合動力汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)體系，取得了一系列 突破性成果，為整車開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。截止到 2009 年 1 月 31 日，在混合動力車輛技術(shù)領(lǐng)域，我國知識產(chǎn)權(quán)局受理并公開的中國專利申請為 1116 件。 在 1116 件專利申請中，發(fā)明為782 件（授權(quán)為 107 件）、實用新型為 334 件。掌握了關(guān)鍵零部件核心技術(shù)，自主開發(fā)出系列化產(chǎn)品，關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化全面跟進。在混合動力汽車的核心 電池技術(shù)研發(fā)方面，我國已自主研制出容量為 6Ah-100Ah 的鎳氫和鋰離子動力電池系列產(chǎn)品，能量密度和功率密度接近國際水平，同時突破了安全技術(shù)瓶頸，在世界上首次規(guī)模應(yīng)用于城市公交大客車；自主開 發(fā)的 200kW 以下永磁無刷電機、交流異步電機和開關(guān)磁阻電機，電機重量比功率超過 1300w/kg，電機系統(tǒng)最高效率達到 93；自主開發(fā)的燃料電池發(fā)動機技術(shù)先進，效率超過 50%，成為世界上少數(shù)幾個掌握車用百千瓦級燃料電池發(fā)動機研發(fā)、制造以及測試技術(shù)的國家之一。與此同時，混合動力汽車關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化全面跟進，生產(chǎn)配套能力顯著增強。近來，力神、比亞迪、比克、萬向等動力電池企業(yè)投入數(shù)十億資金加快產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，上海電驅(qū)動、大郡、湘潭電機、南車時代等電機企業(yè)加強與上下游企業(yè)合作，積極完善產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。在未來 2-3 年內(nèi)，預(yù)計 將形成 20 億 Ah 以上的動力電池和全系列驅(qū)動電機生產(chǎn)能力，能夠滿足100 萬輛混合動力及電動汽車的配套要求。 掌握了電動汽車整車開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，形成了各類電動汽車的開發(fā)能力。我國混合動力汽車在系統(tǒng)集成、可靠性、節(jié)油性能等方面進步顯著，不同技術(shù)方案可實現(xiàn)節(jié)油 10%-40%。同時，各汽車企業(yè)對混合動力汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入顯著增強，產(chǎn)業(yè)化步伐不斷加快。目前，國內(nèi)汽車企業(yè)已將混合動力汽車作為未來主流競爭型產(chǎn)品在戰(zhàn)略上高度重視，一汽、東風(fēng)、上汽、長安、奇瑞、比亞迪等都已投入了大量的人力、物力，混合動力車型已完成樣車開發(fā)， 并有部分車型已經(jīng)實現(xiàn)小批量上市。 雖然電動汽車具有很多優(yōu)點，但是它不能取代傳統(tǒng)的燃氣動力模式，而混合動力汽車是目前新型清潔動力汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場化前景的車型，其發(fā)展方向是真正零排放、無污染，不消耗燃油的燃料電池車輛?，F(xiàn)在混合動力汽車在歐美國家及日本已形成產(chǎn)業(yè)化，而國內(nèi)還處于起步階段，沒有形成產(chǎn)業(yè)化。 2.國外的研究現(xiàn)狀： 日本混合動力汽車的發(fā)展： 在 1997 年日本就率先進入混合動力汽車商業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)完全成熟，進入大批量生產(chǎn)，產(chǎn)銷量逐年增加，現(xiàn)在混合動力汽車已經(jīng)開始成為發(fā)展的主流。 美國在混合動 力車開發(fā)生產(chǎn)中的表現(xiàn)： 早在 1997 年，美國 PNGV 就根據(jù)當(dāng)時的進展情況，篩選出壓燃直噴 (CIDI)發(fā)動機，混合動力電驅(qū)動系統(tǒng) ,燃料電池 (含儲能電池 )和輕質(zhì)材料 4 項新技術(shù) ,組織和號召大家重點突破，混合動力技術(shù)是重點之一，鑒于直噴柴油機也是一項重點，為了容易達到 PNGV80MPG(33.78Km/L)的目標(biāo)，美國三大汽車公司都發(fā)展了柴油機電動機混合動力，而且都按計劃于 1999 年制造出柴油機混合動力轎車。如戴 -克公司 Dodge ESX3,適度混合動力系統(tǒng)（ mild hybrid），福特公司 Prodigy，低儲能 需求 (LSR)混合電驅(qū)動系統(tǒng)，通用汽車公司 Precept，雙軸混合電驅(qū)動系統(tǒng)等。雖然三家公司都完成了與政府的合作計劃 ,并獲得了 PNGV 的資金補助。但是都沒有考慮商業(yè)化問題。現(xiàn)在為了實現(xiàn)商業(yè)化不得不重新開發(fā)市場需要的產(chǎn)品，并安排制造計劃，這就比日本公司落后了大約 5 年。 2000 年以來，三大汽車公司總結(jié)了低批量生產(chǎn)電動汽車的經(jīng)驗教訓(xùn)，決定實施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，將其混合動力系統(tǒng)裝于高耗能和高價格的 SUV 和輕型載貨車上。輕型載貨車和 SUV 這類汽車在美國銷售數(shù)量極大，所以改善這些車輛的燃料經(jīng)濟性 ,將對降低總體燃料消耗和 CO2 的產(chǎn)生更有意義。 歐洲對于混合動力汽車的觀點： 歐洲的汽車公司認為 ,雖然汽油機混合動力技術(shù)節(jié)省汽油，也能降低排放 ,但相比之下柴油機轎車更好，因為柴油機已經(jīng)發(fā)展成為清潔，平順，安靜的動力。增壓器 ,高壓燃料噴射系統(tǒng)已經(jīng)將柴油機改進得和汽油機一樣好 ,加上清潔低硫的柴油燃料，柴油機轎車已經(jīng)具有更高的燃料經(jīng)濟性，同時柴油機比汽油電動混合動力更加簡單、高效、制造費用較低 ,也能使制造者獲得合理的利潤。 1.8LTDI柴油機轎車燃油經(jīng)濟性大約是 21.1Km/L,價格則低于本田的 Civic。所以歐洲汽車公司的主要精力放在發(fā)展現(xiàn) 代增壓直噴柴油機轎車上。 目的和意義： 在能源和環(huán)保的壓力下，世界各大汽車公司無不涉足電動汽車領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟上存在的各種困難，電動汽車還有相當(dāng)長的路要走才有可能實現(xiàn)商品化，而混合動力汽車技術(shù)相對更為成熟，由于采用了精湛的機電耦合技術(shù)和智能化的整車控制策略，從而實現(xiàn)整車的高性能，低能耗和低排放，因此，日本、美國等多家汽車公司已經(jīng)和正向市場推出各種混合動力汽車產(chǎn)品，預(yù)測表明到 2010 年全球混合動力汽車年產(chǎn)可達 294 萬輛。 隨著石油資源的枯竭、人們環(huán)保意識的提高，電動汽車及混合動力汽車將成為新世紀(jì)前幾十 年汽車發(fā)展的主流，這一點也是我國汽車界所有業(yè)內(nèi)人士的共識。我國政府已經(jīng)在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃 (863 計劃 )中專門有電動汽車重大專項 (包括燃料電池整車、混合動力整車和純電動車 )，北京申報成功 2008 年奧運會后，我國政府對汽車排放的要求將會越來越嚴(yán)，北京市環(huán)保局明確表示北京市將與國際汽車排放的要求同步，上海、廣州也將一步和國際接軌。在我國大中城市都普遍存在著十分嚴(yán)重的汽車尾氣排放污染問題，其中轎車排放為城市汽車尾氣排放污染的主要污染源之一，因此混合動力汽車有著廣闊的市場空間，特別是開發(fā)用于城市交通 (如出租車 )和城市之間的混合動力汽車在我國有著得天獨厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景。 相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車而言，混合動力電動汽車的優(yōu)勢在于增加了動力系統(tǒng)部件的種類和組合方式。并根據(jù)車輛的運行工況對各部件的工作方式進行了優(yōu)化組合，使作為主動力源的內(nèi)燃機能夠在經(jīng)濟運行區(qū)工作，以保證車輛低能耗性、低排放性和良好的動力性。 自改革開放以來，我國的汽車工業(yè)取得了很大的發(fā)展，但在全球市場所占比重仍很小，尤其是大多數(shù)國產(chǎn)汽車的排放污染比較嚴(yán)重?，F(xiàn)行的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的限制水平遠低于發(fā)達國家，如一氧化碳的限值是歐洲標(biāo)準(zhǔn)的 8 倍，而碳氫和氮氧化 物更高達 lO 倍。國際上，涌動的混合動力汽車熱，為我國汽車工業(yè)實現(xiàn)技術(shù)跨越發(fā)展提供了空前的機遇。但混合動力汽車與傳統(tǒng)的汽油汽車對比，它不單純是發(fā)動機的簡單替換，其設(shè)計、加工、材料以及電氣、控制系統(tǒng)都要相應(yīng)地做出改變，使整車參數(shù)合理匹配。這意味著以汽車工業(yè)為國民經(jīng)濟支柱的世界發(fā)達國家的工業(yè)體系面臨著重大的調(diào)整，選擇發(fā)展 混合動力汽車為我國汽車工業(yè)發(fā)展的新的增長點，對于改變我汽車工業(yè)的落伍狀況、促進經(jīng)濟發(fā)展、增強國家實力具有現(xiàn)實的戰(zhàn)略意義，而不僅僅只是環(huán)境保護和節(jié)約能源的問題。 二、設(shè)計（論文） 的基本內(nèi)容 、 擬解決的主要問題 1、研究的 基本 內(nèi)容 1) 研究混合動力汽車的關(guān)鍵性問題，如電池、驅(qū)動系統(tǒng)、控制機電機等 2) 針對電力輔助混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)進行分析 3) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 4) 針對混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)進行建模仿真 5) 設(shè)計混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)，發(fā)動機、電動機和儲能元件的選型并計算加速與勻速行駛時的功率以及傳動系傳動比等 2、 擬解決的主要問題 1) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計和匹配的理論研究 2) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要部件的特性分析 3) 電力輔助型混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 4) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制策略研究 三、技術(shù)路線 （研究方法） 查閱相關(guān)資料 確定設(shè)計方案與方法 發(fā)動機、電動機選擇，驅(qū)動系統(tǒng)控制策略研究 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 建模、仿真 得出結(jié)論 調(diào)查研究 調(diào) 查 研 究 查研究 電力輔助型混合動力汽車發(fā)展需解決的問題 電池及電池的管理系統(tǒng) 電機及控制系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)控制策略 分析行駛路況、發(fā)動機扭矩特性，確定工作模式 建立數(shù)學(xué)模型 調(diào) 研 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 混合動力車分類 四、進度安排 ( 1 ) 調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第 12 周 ( 2 ) 論文的撰寫，完成中期檢查 第 39 周 ( 3 ) 畢業(yè)論文提交 第 913 周 ( 4 ) 畢業(yè)論文修改完善 第 1316 周 ( 5 ) 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第 17 周 五、 參考文獻 1、張興業(yè) .國際汽車工業(yè)的技術(shù)革命 .汽車工程 .2005 年 (第 27 卷 )第一期。 2、麻友良，陳全世 .公路交通科技?；旌蟿恿﹄妱悠嚨陌l(fā)展 .2001(2)。 3、何洪文，祝嘉，光李劍 .車輛與動力技術(shù) .混合動力電動汽車技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 .2004(2) 4、劉正耀等 .豐田 PRUISE 混合電動車測試分析 .電動汽車、清潔燃料及汽車環(huán)保技術(shù)交流研討會 .2004 5、王冬 等 .混合動力電動汽車動力系統(tǒng)選型策略分析 .汽車工業(yè)研究 .2001 年第二期 6、張俊智等 .不同混合動力電動轎車方案的比較與分析 .汽車工程 .2002 年（第 24 卷）第 4 期 7、孫立清 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