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1、混合动力电动汽车驱动系统的研究与设计(论文)开题报告 湖北文理学院毕业设计论文开题报告题 目混合动力电动汽车驱动系统的研究与设计专 业机械设计与制造及其自动化(汽车方向)班级车辆XXXX班姓 名XXX学 号XXXXXX指导教师职 称张? 助教2012年 3 月1日一、选题背景和意义 课题名称:混合动力电动汽车驱动系统的研究与设计 选题背景: 汽车在给人类带来无数便利的同时,也伴随带来了众多不利影响。目前世界汽车保有量约8亿辆,预计到2010年全球汽车保有量将达到10亿辆。2003全球57%的石油消费在交通领域,预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。在汽车保有量高和使用集中的大城
2、市,汽车噪声和尾气排放对城市环境己造成严重污染,对生态环境构成严重威胁。因此从节约资源,保护环境,降低汽车污染物的排放量,以绿色环保汽车代替燃油汽车也是社会可持续发展战略的需要,成为世界共同关注的问题。 电动汽车Electric Vehicle是一种节约石油资源、减少污染甚至无污染的理想清洁汽车,无疑是解决上述问题的有效途径,因此受到了广泛的关注和重视。上世纪70年代,以美国、日本为代表的国家加快了电动汽车的研究和开发,电动汽车也由最初问世时的单一全电池供电的纯电动汽车发展成为现在的三大类:纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车其中纯电动汽车发展时间最长,经验也丰富,纯电动汽车的缺点是一次充电
3、续驶里程短、蓄电池充电时间长、成本高、而且存在废旧电池的二次污染回收问题,这些瓶颈问题抑制了其发展的步伐,使其市场化推广进程十分缓慢,尚需漫长过程。燃料电池汽车是目前所能看到的最有可能产业化的终极汽车新动力方案,燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换电能的装置,其最大特点是反应过程不涉及燃烧和热机做功,能源利用效率是普通内燃机的2倍。氢燃料电池动力系统不仅高效、低噪音,而且无污染、无二氧化碳排放,是一种新兴的环保动力源。由于氢在地球中的蕴藏十分丰富,氢气来源极其广泛,可从多种物质中提取,是一种可再生的能源资源,可通过石油、天然气、甲醇、甲烷等进行重整制氢:也可通过电解水制氢、生物制
4、氢等方法获取氢气。但由于燃料电池技术尚未突破以及由此形成的成本问题及可靠性和运行寿命较低等问题,大批量投入市场也需很长一段时间。在上述背景下,以发动机和电动机为动力源的汽车?混合动力汽车Hvbrid ElectricVehicle应运而生,成为新型汽车开发的热点。混合动力汽车被认定为是目前电动汽车中最具有产业化和市场化前景 的车型之一。混合动力汽车在不降低动力性的前提下,可大幅提高燃油经济性及减少汽车排放,因此,许多国家政府和大型汽车公司加大了混合动力电动汽车的研究开发工作,并取得了卓有成效的成果。可以相信,在蓄电池技术没有根本性突破之前,使用混合动力电动汽车是解决能源与排放问题的最具有现实意
5、义的途径之一。 我国也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发,国家发展改革委员会发布的汽车产业发展政策明确提出:“国家引导和鼓励发展节能环保型小排量汽车。汽车产业要结合国家能源结构调整战略和排放标准的要求,积极开展电动汽车、车用动力电池等新型动力的研究和产业化,重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术。国家在科技研究、技术改造、新技术产业化、政策环境等方面采取措施,促进混合动力汽车的生产和使用。国家科技部制定的“十一五汽车创新工程中,也明确提出将混合动力汽车及其产业化推广作为十一五汽车工业的重要发展方向之一,同时将混合动力汽车的3大关键零部件电池、电机和控制系统的相关研究列为3个纵向发展目标
6、。 本课题就是基于这样的一个研究背景。当前,电动汽车的发展水平离商品化还有相当距离,有相当多的问题需要进一步研究解决,主要有:高性能动力电池系统的开发;高性能驱动系统包括多种电动机系统及内燃机系统的研制:整车性能优化及集成管理单元的开发等,在当前车载蓄电池技术未能突破的情况下,电动汽车电驱动系统是实现电动汽车基本性能和解决上述制约问题的关键,这要求电动汽车电驱动系统应具有尽可能高的转矩密度、良好的转矩控制能力、高可靠性及在宽车速范围内的高效率;同时,电动汽车电驱动系统还应保证在满足车辆动力学性能的前提下,使动力蓄电池放电电流最小。电动汽车电驱动功能的实现涉及电机、电力电子、微处理器、蓄电池、控
7、制理论等多学科技术领域,是赶超世界汽车先进水平的核心技术。因此,对电动汽车电驱动系统的研究开发具有重要的社会意义和工程实际意义。本课题针对混合动力电动汽车的动力系统进行设计和分析,并对电机及其控制系统的关键技术进行理论及实际应用研究。 课题提出的目的和意义: 电动汽车己有三种驱动类型:以高效能蓄电池驱动的电动汽车EV、以燃料电池为动力源的电动汽车FEV和以燃油发动机与电动机混合驱动的混合动力电动汽车HEY。电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的,纯电动汽车或零排放新燃料汽车无疑是我们的最终目标,但目前纯电动汽车初始成本高,行驶里程较短。由于高效能蓄电池、燃料电池及其系统韵发展相
8、对滞后,影响了纯电动汽车的商业化进程;而燃油发动机和电动机混合驱动的混合动力电动汽车正是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新的车型。它将现有内燃机与一定容量的储能器件主要是高性能电池或超级电容器通过先进控制系统相组合,可以大幅度降低油耗.减少污染物排放。国内外普遍认为它是投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁车型,从而引起各大汽车公司的关注,得到商业市场的响应并迅速发展,这其中以丰田的PriUS和本田的Insight为代表。二、项目概述及系统设计 项目概述: 本论文将以并联式混合动力电动汽车为研究对象,主要针对以下问题进行研究讨论: 1混合动力
9、电动汽车的分类及各类别的优缺点。论文介绍了混合动力电动汽车的三个类别,通过比较各类别的优缺点确定并联式混合动力电动汽车为研究对象; 2混合动力汽车驱动系统的特点和功能。探讨特定用途的并联式混合动力汽车动力性能指标的确定方法,发动机、蓄电池、电机和变速箱等动力部件的合理选择,以及整个驱动系统的匹配; 3混合动力汽车驱动系统硬件的确立。本系统采用Ti的TMS320ULF2407aDSP芯片构成主控制器;驱动选用lR21366s;功率器件根据母线电压、最大电流的要求可以选用单片IGBT或IPM,小功率可以选用MOSFET;CAN通讯使用TMS320LF2407aDSP芯片集成的CAN 2.0模块,C
10、AN的收发驱动采用Ti的SN65HVD230;电机的转子位置检测采用霍尔位置传感器,通过换算可以获得转子转速从而实现转速闭环。电流检测采用电流传感器。最后确立功率主电路和保护电路。 系统设计: 1、永磁无刷直流电机驱动系统设计和实现 2、混合动力电动汽车驱动系统分析和设计 3、混合动力电动汽车驱动控制策略 三、进度安排1、2011.10.13-2011.10.26 学生选题;2、2011.10.26 -2011.11.15 教师下达任务书;3、2011.11.15-2011.12.30 学生提交开题报告和文献综述,教师审阅,批准开题;4、2012.1.1-2012.4.30编写论文;5、201
11、2.4.30 学生提交论文初稿、英文文献翻译、毕业实习报告;6、2012.5.1-2012.5.15学生论文修改;7、2012.5.20 学生答辩资格审批;8、2012.5.25-2012.5.29 学生答辩,成绩评定;四、参考文献1 陈清泉,孙逢春等. 现代电动汽车技术M. 北京:北京理工大学出版社, 2002.2 段岩波、张武高、黄震. 混合动力电动汽车技术分析J.柴油机,2002,(6):43-463 刘金玲,宋健等. 并联混合动力客车控制策略比较J. 公路交通科技, 2005, 2214 高海鸥,王仲范等. PRIUS混合动力汽车驱动系统键合图建模仿真J. 武汉理工大学学报, 2004
12、, 261:63-65.5 程伟,徐国卿等. 混合动力车用永磁无刷电动机驱动系统J. 微特电机, 2004年9期6 范健文,马小强等. 电动汽车电驱动系统控制技术J. 广西工学院学报, 2003年3期 1988, 02 7 邵海岳. 混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化D. 长沙:湖南大学,2004,3,208 侯雪璐. 混合动力汽车驱动电机控制系统及性能的研究D. 成都:西南交通大学,2006,4,19 陈晓丽. 混合动力汽车电驱动控制系统研究D. 上海:上海交通大学,2008,5,110 王望予,汽车设计,北京:机械工业出版社,北京:北京理工大学出版社,1998,90?10111雷雨成.
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