中度混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)匹配設(shè)計【3張CAD圖紙和說明書所見所得】【QX系列】
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開題報告開題報告題 目 中度混合動力電動汽 車動力傳動系統(tǒng)匹配設(shè)計學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 一、選題目的與意義混合動力車將使能源的利用多元化和高效化,達到能源的可靠、均衡和無污染的利用的目的。混合動力車同時具有電動機驅(qū)動和內(nèi)燃機驅(qū)動,其最大優(yōu)點是行駛里程長,而且基本上不需要新的基礎(chǔ)設(shè)施。但其缺點是它不是零排放車輛,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此,其維修工作量大。從環(huán)保的角度來看,混合動力車將使空氣污染大為減少。此外,混合動力汽車比傳統(tǒng)的燃料汽車更容易實現(xiàn)精確的控制,智能交通系統(tǒng)則有可能率先通過混合動力車來實現(xiàn),從而提高道路利用率和交通安全性。本設(shè)計題目主要針對某中度混合動力電動汽車,通過相關(guān)計算完成中度混合動力電動汽車內(nèi)燃機、電機性能參數(shù)、傳動系參數(shù)及動力電池參數(shù)的匹配設(shè)計,并繪制出中度混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)的總布置圖。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀一汽集團從1999年開始進行新能源汽車的理論研究和研制工作,并開發(fā)了紅旗混合動力轎車性能樣本。“十五”期間,一汽集團承擔(dān)了國家“863”計劃重大專項中“紅旗牌串聯(lián)方式混合動力轎車研究開發(fā)”任務(wù),正式開始了新能源汽車的研發(fā)工作。從2006年開始,一汽在奔騰B70的基礎(chǔ)上,進行混合動力化的技術(shù)研究,將原來的縱置發(fā)動機總成改成橫置發(fā)動機總成,采用了橫置發(fā)動機及雙電機混聯(lián)技術(shù)。同時,一汽還抓緊了對發(fā)動機、機電一體化變速器、整車控制網(wǎng)絡(luò)、整車控制系統(tǒng)的研發(fā),目前一汽混合動力轎車已經(jīng)取得了42的節(jié)油效果,達到了國際先進水平。上汽集團在新能源汽車的研發(fā)上,上汽明確了以混合動力為重點,燃料電池為方向,同時加快替代產(chǎn)品的研發(fā)?;旌蟿恿ζ?、燃料電池汽車、代用燃料汽車成為上汽集團新能源戰(zhàn)略的三大重點。2010年上汽榮威750中混混合動力轎車將投放市場,在上海世博會期間上汽將投放150輛混合動力汽車在世博越江專線上運行。2012年,榮威550插電式強混轎車將上市,目前該車的動力系統(tǒng)前期開發(fā)已經(jīng)啟動,并且進展順利。東風(fēng)集團從“十五”計劃開始,東風(fēng)公司每年投資上億元研發(fā)電動汽車,再加上國家以及省市政府投資,共達6個多億,目前東風(fēng)在純電動、混合動力、燃料電池等各種電動汽車的研發(fā)方面都獨立掌握了核心技術(shù),不依賴于任何外力,實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)。目前,東風(fēng)汽車公司已完成新車型外觀設(shè)計、關(guān)鍵零部件的設(shè)計生產(chǎn)、轎車總成等各方面工作,將在年內(nèi)正式上市混合動力轎車。中國長安在“十一五”期間,長安加大了對清潔能源汽車的投入,開展了多元化能源技術(shù)的探索性研究。通過在節(jié)能環(huán)保車型上不斷推陳出新、引領(lǐng)行業(yè)的技術(shù)升級,充分利用和調(diào)動全球資源,長安在中度油電混合動力汽車、強度油電混合動力轎車等技術(shù)領(lǐng)域均有探索。長安首款混合動力轎車長安杰勛HEV已于2009年6月成功上市;首批20輛長安志翔混合動力出租車今年1月正式在重慶投入投入運行。奇瑞汽車從2003年開始到2008年,奇瑞主要進行混合與中度混合動力轎車以及節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)的開發(fā),并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;奇瑞已經(jīng)在蕪湖的出租車上進行了試用,油耗將降低10%到30%,達到歐排放標準。從2004年開始,奇瑞主要進行強混合動力轎車的開發(fā),并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。奇瑞混合動力轎車油耗目標達到100公里3升,排放達到歐美法規(guī)。2.2國外研究現(xiàn)狀當(dāng)前,全球汽車工業(yè)正面臨著金融危機和能源環(huán)境問題的巨大挑戰(zhàn)。發(fā)展新能源汽車,實現(xiàn)汽車動力系統(tǒng)的新能源化,推動傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,在國際上已經(jīng)形成廣泛共識。在這種形勢下,美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū),不約而同地將新能源為代表的低碳產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略選擇,都希望通過新能源產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的結(jié)合,破解汽車工業(yè)能源環(huán)境制約,培育新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力,發(fā)展低碳經(jīng)濟,實現(xiàn)新一輪經(jīng)濟增長。在太陽能、電能等替代能源真正進入實用階段之前,混合動力汽車因其低油耗、低排放的優(yōu)勢越來越受到人們的關(guān)注。近年來,美、日、德等汽車工業(yè)強國先后發(fā)布了關(guān)于推動包括混合動力汽車在內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家計劃。美國奧巴馬政府實施綠色新政,計劃到2015年普及100萬輛插電式混合動力電動汽車(PHEV)。日本把發(fā)展新能源汽車作為“低碳革命”的核心內(nèi)容,并計劃到2020年普及包括混合動力汽車在內(nèi)的“下一代汽車”達到1350萬輛,為完成這一目標,日本到2020年計劃開發(fā)出至少38款混合動力車、17款純電動汽車。德國政府在08年11月提出未來10年普及100萬輛插電式混合動力汽車和純電動汽車,并宣稱該計劃的實施,標志德國將進入新能源汽車時代。從1995年起,包括日本豐田與美國三大汽車公司在內(nèi)的世界各大汽車生產(chǎn)廠商陸續(xù)投入混合動力汽車的研究開發(fā)。經(jīng)過多年發(fā)展,混合動力汽車在商用化、產(chǎn)業(yè)化進程上的發(fā)展已經(jīng)較為迅速。特別是2004 年全球各大汽車制造商繼續(xù)加大環(huán)保車型的開發(fā)力度,混合動力車型成為各大公司的戰(zhàn)略重點,逐漸突破了小型車的限制越來越多的應(yīng)用在中大型車上,技術(shù)競爭愈演愈烈。2009年世界汽車市場混合動力汽車銷量估計已經(jīng)超過70萬輛,據(jù)預(yù)測, 2015年將在世界汽車市場占15%,2020年占25%。三、主要研究內(nèi)容1分析中度混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)功能總成,提出動力傳動系統(tǒng)總布置設(shè)計方案;2確定中度混合動力電動汽車的主要技術(shù)參數(shù);3根據(jù)整車動力性要求,對內(nèi)燃機、電機、電池及傳動系主要性能參數(shù)進行匹配設(shè)計; 4繪制動力傳動系統(tǒng)布置圖(0號圖幅);5. 運用Matlab/Simulink模塊進行建模仿真,分析設(shè)計所得數(shù)據(jù),從而對所設(shè)計中度混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的合理性進行驗證; 四、研究方法與實施方案4.1研究方法在本論文中,利用計算機輔助設(shè)計和計算機建模仿真同定量和定性綜合分析法相結(jié)合的研究方法對中度混合動力汽車傳動系統(tǒng)的各部分(蓄電池、電動機、主減速器傳動比等)進行匹配設(shè)計和建模仿真,使所設(shè)計的傳動系能夠滿足整車的動力性能,增加續(xù)駛里程和降低成本。4.2實施方案(1) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計和匹配的理論研究,探討特定用途的并聯(lián)式混合動力汽車動力性能指標的確定方法,發(fā)動機、蓄電池、電機和變速箱等動力部件的合理選擇,以及整個驅(qū)動系統(tǒng)的匹配;(2) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要部件的特性分析與建模,建立整車的動力學(xué)模型,分析發(fā)動機、蓄電池、電機和 變速箱等動力部件的特性,建立適合分計算的數(shù)學(xué)模型;(3) 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制策略優(yōu)化,綜合考慮車輛的行駛性能、燃油經(jīng)濟性和電池荷電狀態(tài),建立優(yōu)化的實時控制策略;(4) 混合動力汽車性能仿真,在車輛的動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,以Matlab為軟件平臺,打開并聯(lián)式混合動力汽車性能仿真程序,并利用該程序?qū)λ芯康脑蛙囘M行性能仿真。五、主要參考文獻1 秦大同, 葉心, 胡明輝. ISG型中度混合動力汽車驅(qū)動工況控制策略優(yōu)化J. 機械工程學(xué)報, 2010, 12: 90-96.2 Yutaka Takada, Shigeru Ueki, Akira Saito. Study on Fuel Economy and NOx Emissions of Medium Duty Hybrid Truck in Real Traffic Conditions C. SAE Paper, 2004-01-1086.3 葉心, 秦大同, 胡明輝. ISG型中度混合動力汽車油門動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略J. 重慶大學(xué)學(xué)報, 2010, 33(11): 1-8.4 秦大同, 葉心, 胡明輝. ISG型中度混合動力汽車驅(qū)動工況控制策略優(yōu)化J. 機械工程學(xué)報, 2010, 46(12): 86-92.5 葉心, 秦大同, 胡明輝. ISG型中度混合動力汽車能量管理策略研究J. 系統(tǒng)仿真學(xué)報, 2011, 23(4): 832-837.6 王上鋒. 混合動力汽車動力性能匹配的研究D. 蘭州: 蘭州理工大學(xué), 2006.7 張桂連. 基于行駛工況的混合動力汽車參數(shù)匹配、控制策略研究及仿真平臺搭建D. 廣州: 華南理工大學(xué), 2010.8 葉心. ISG型中度混合動力AMT汽車綜合控制策略研究D. 重慶: 重慶大學(xué), 2011.9 翼爾聰. 并聯(lián)混合動力汽車模式切換中的協(xié)調(diào)控制問題研究D. 吉林: 吉林大學(xué), 2005. 10 劉建春. 并聯(lián)混合動力電動汽車參數(shù)匹配與控制策略研究D. 南昌: 南昌大學(xué), 2007.11 葉心,秦大同,胡明輝. ISG 型中度混合動力汽車AMT 換擋綜合控制D.重慶:重慶大學(xué),2011.12 楊雪梅. ISG型混合動力長安汽車關(guān)鍵技術(shù)研究D.重慶:重慶大學(xué),2004.13 申彩英. 串聯(lián)混合動力汽車能量優(yōu)化管理策略研究D.天津:天津大學(xué),2010.14 蒲斌, 秦大同. 混合動力汽車參數(shù)設(shè)計及電機控制系統(tǒng)仿真D.重慶:重慶大學(xué),2003.15 于海芳. 混合動力汽車復(fù)合儲能系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制策略研究D.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2010.16 姚明亮,秦大同. 長安混合動力汽車排放控制研究D.重慶:重慶大學(xué),2007.17 高銀平. 中度混合動力汽車燃油經(jīng)濟性最優(yōu)控制研究D.重慶:重慶大學(xué),2008.18 潘文軍. 中度混合動力汽車再生制動模型預(yù)測控制策略D.重慶:重慶大學(xué),2010.19王鵬宇,王慶年,胡安平,于遠彬.基于Simulink-AMESim聯(lián)合仿真的混合動力客車再生制動系統(tǒng)分析J.吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版).2008年2月第38卷增刊:7-11.20A.Rajagopalan,G.Washington,G.Rizzoni,and Y.Guezennec Development of Fuzzy Logic and Neural Network Control and Advanced Emissions Modeling for Parallel Hybrid VehiclesR.NREL/SR-540-32919 2003.12.21舒紅.并聯(lián)型混合動力汽車能量管理策略研究D.重慶:重慶大學(xué),2008.22胡明輝,秦大同,石萬凱,等.混合動力汽車鎳氫電池組溫度場研究J.汽車工程,2007.六、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師: 時 間:七、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)小組意見負 責(zé) 人: 時 間: 6
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