机械毕业设计（论文）开题报告-纯电动汽车动力传动系统匹配设计.doc

毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告题 目 纯电动汽车动力传动 系统匹配设计 专 业 车辆工程（城市轨道交通与车辆）班 级 学 生 指导教师 一、 选题目的与意义选题目的：本论文主要针对某一纯电动汽车，通过相关设计计算完成纯电动汽车电机性能参数、传动系传动比及动力电池参数的匹配设计，并绘制出纯电动汽车动力传动系统的总布置图。同时，通过本论文的写作，能巩固所学理论知识，在完成毕业论文的过程中能得到全面的训练；对产品开发设计流程能有进一步认识；能进一步熟练掌握常用仿真和制图软件（如Matlab、Auto-CAD等）。选题意义：纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶，且满足道路安全法规对汽车的各项要求的车辆。电动汽车能够实现零排放，节能环保，可以解决汽车对环境的污染问题，对保护环境和生态具有重大意义。动力传动系统是电动汽车中最关键的系统，电动汽车的运行性能主要取决于动力系统的类型和性能。参数匹配就是在满足整车动力性能要求的基础上合理选择动力总成中各部件参数，提高整车动力性能，降低改装成本和提高续驶里程。二、国内外研究现状纯电动汽车是由蓄电池(如镍氢电池、锂离子电池、铅酸电池或镍氢电池等)直接释放电能为汽车提供动力的一种电动汽车。随着化石能源的大量消耗，能源危机逼近，各国都将纯电动汽车的发展提升到了战略高度。全球各大汽车制造商也争先研发纯电动汽车，极具战略前瞻性，为能够占领未来汽车市场做足准备。尤其是近两年，陆续有纯电动车型亮相各大国际车展。2.1 国内研究现状早在上世纪60年代，我国就开始了纯电动汽车相关的研究工作，并于上世纪90年代掀起了一股研究高潮，国内一些高校、科研单位和企业陆续开始研究纯电动汽车，并取得了一些成果。2006年，我国第一批纯电动轿车取得了产品准入公告，吸引了更多的企业和单位加入了纯电动汽车的研发或试运营阵营。目前，我国政府已经确定把纯电动汽车为汽车产业转型的主要方向，而普通混合动力汽车将作为节能车看待，不享受国家对新能源汽车的支持政策。政策就是导向，这导致汽车企业失去了研发普通混合动力汽车的动力而纷纷转向纯电动汽车。在2010年10月的广州国际车展上，比亚迪、长安、江淮、奇瑞等自主品牌就纷纷推出了自主研发的纯电动汽车。如比亚迪公司推出的全球首款批量投放纯电动出租车E6，长安新能源汽车研发团队研发的长安奔奔MINI纯电动汽车就成为车展的亮点。而且，国内研究纯电动汽车主要是以改装的形式进行，围绕改装纯电动汽车整车动力性能和经济性方面做的研究比较多。当然，在目前电池技术没有得到有效突破的情况下，在相同电池条件下，怎样提升整车的动力性和增加续驶里程显得尤为重要。姜辉，余银辉，夏青松，周保华等1-20在纯电动汽车动力传动系统的匹配设计和整车性能仿真方面做了大量卓有成效的工作，为国内纯电动汽车的后续研究作出了重要贡献，极具参考价值。2.2 国外研究现状电动汽车的研究最早是从纯电动汽车研究开始的，到目前为止纯电动汽车技术的发展已经相对完善，但是还有一些技术瓶颈有待解决，比如蓄电池的寿命普遍偏短，行驶里程普遍不长等等。除了技术问题，制约纯电动汽车大范围推广应用的还有其他许多因素比如充电基础设施建设落后、资金缺乏和对传统汽车工业的依赖等。目前世界各国的纯电动汽车的应用仍处于示范运行阶段。美国、日本和欧洲现阶段都将纯电动汽车的研究转向了以公交车、社区用车及特定用途的微型电动汽车为主，并开始对车辆运行机制，基础设施建设等方面做了大量的研究工作。世界知名的汽车制造商如戴姆勒克莱斯勒、通用、丰田、福特等，在不断对传统汽车进行研发的同时，也都投入大量的人力、财力和物力，进行对电动汽车的研究与开发，以抢占先机。美国采用政府和企业双作用力的方式，加速电动汽车产业发展。美国汽车工业十分发达，汽车产量大，保有量最多，石油消耗量和汽车排放污染物均居世界首位。为保持汽车产业的可持续发展，美国制定了非常严格的汽车尾气排放标准，并较早地大力鼓励发展电动汽车，先后推出了PNGV、Freedom CAR、AVP计划。在美国能源部的大力支持下，汽车厂商在电动汽车的开发研制中投入大量的人力物力，并且取得了很大的研究成果26-27。日本的资源贫乏，能源供给大部分得依靠海外，且主要是石油资源，各领域都在寻求更好的对策以便应对能源问题，在日本的能源消费中，运输部门大约占25%(1997年)，其中50%以上的石油是用于汽车产业上的，也就是说，电动汽车的发展和促进，对日本能源状况的改善可以说是至关重要的。我国目前的能源消耗情况和日本类似，但随着汽车保有量的快速增长，形势会比日本更加严峻。1967年，日本为了促进本国电动汽车产业的发展成立了日本电动汽车协会在之后的20年间，日本制定了电动汽车的开发计划和第三届电动汽车普及计划，并制定了汽车生产和保有量目标。本田公司作为日本主要的汽车制造商之一在电动汽车方面的研究主要集中在混合动力和燃料电池汽车两个方向。在1999年推出Insight、2004年推出Accord Hybrid、2006年推出Civice Hybrid都显示了本田公司在混合动力电动汽车上做的努力。燃料电动汽车方面也于2006年试行FCX，该车由交流同步电动机驱动，最高车速为160km/h，可以连续行使570km。与本田相比，丰田公司在电动汽车领域也取得了更大的成功，只是丰田主要把研究的重点放在了混合电动汽车，自上世纪80年代开始，丰田公司就研制了EV10-EV40的一系列电动汽车。1995年普锐斯研制成功并与1997年投放市场并取得很大成功。普锐斯2005属于重度混合动力电动汽车，它采用永磁同步电动机和四缸发动机共同驱动，使得该车的节能与续航能力更加突出，因此更具有实用性，截至2010年年底，全球销量已经超过140万辆，是当前最成功的混合动力电动汽车。日本另外的一个著名的汽车品牌日产，也致力于发展电动汽车，日产公司设计的电动汽车主要是纯电动汽车和混合动力电动汽车，同时也将燃料电池电动汽车上升到一定战略地位。比较成熟的产品有Altra、Nissan Tino以及Altima Hybrid，日产在燃料电动汽车的主要作品是FCV2005，它集中了日产公司的核心技术，如理电池技术、高压电子技术和Tino Hybrid的控制技术等21-25。在欧洲，法国是目前世界上推广纯电动汽车最为成功的国家之一，其己经在电动汽车研发、应用、配套服务设施和政策支持方面，初步形成一套完整的体系。据最新统计数字显示，法国目前拥有超过1.5万辆纯电动汽车，全国建有200多座公共充电站，欧盟内75%的纯电动汽车来自法国，而且法国最大的汽车制造商标致雪铁龙集团己经是世界最大的电动汽车生产商。雪铁龙C-Zero的动力系统为一台永磁同步电动机，当转速在3200-6200rpm时，最大功率为48kw，最大扭矩为182N.m，0100km/h加速时间为15s，最高车速约为130km/h。一次充电后可行驶160公里（日本10-15模式）。雪铁龙C-Zero采用锂电池供电，充电需要6个小时，而快速充电时，只需要半小时就可达到80%的电量。奔驰Smart电动车型配置输出功率为40马力的电机。电机放置在该车的车尾,采用后驱结构。其从060Km/h所需的加速时间为6.5s，最高时速可达100Km/h。Smart电动车的电动机由锂离子电池提供电能，最大可储存14KW的电能，续航里程可115Km。锂离子电池被安放在车身的中部，凭借每百公里仅消耗12Kw.h电量，Smart电动汽车成为城市交通中最节能、最环保的车型之一28-33。三、主要研究内容本设计题目主要针对某纯电动汽车，通过相关计算完成纯电动汽车电机性能参数、传动系参数及动力电池参数的匹配设计，并绘制出纯电动汽车动力传动系统的总布置图和关键零部件图。其主要内容如下：1查找并学习文献，分析纯电动汽车动力传动系统功能总成，提出动力传动系统总布置设计方案；2确定纯电动汽车的主要技术参数；3根据整车动力性要求，对驱动电机、电池及传动系主要性能参数进行匹配设计；4. 学习Matlab/advisor模块进行建模仿真，分析设计所得数据，从而对所设计纯电动汽车动力传动系统的合理性进行验证。四、研究方法与实施方案4.1 研究方法在本论文中，利用计算机辅助设计和计算机建模仿真同定量和定性综合分析法相结合的研究方法对纯电动汽车传动系统的各部分（蓄电池、电动机、主减速器传动比等）进行匹配设计和建模仿真，使所设计的传动系能够满足整车的动力性能，增加续驶里程和降低成本。4.2 实施方案本毕业论文提出了一条明确的思路：提出设计要求；选择适当的某一车型；进行设计计算，完成动力传动系统主要参数匹配；在Matlab/advisor中进行建模仿真，验证整车动力性是否满足设计要求；得出结论和研究展望。4.3 论文提纲如下：摘要ABSTRACT第一章 绪 论1.1 研究背景及意义1.2 纯电动汽车基本结构和工作原理1.3 纯电动汽车国内外发展现状1.3.1 国内纯电动汽车发展研究状况1.3.2 国外纯电动汽车发展研究状况1.4 本文主要研究内容第二章 纯电动汽车动力传动系统匹配设计2.1 纯电动汽车动力系统的布置方案2.2 纯电动汽车整车参数及性能指标确定2.3 电动机参数匹配2.3.1 电动机类型选择2.3.2 电动机参数确定2.4 动力电池参数匹配2.4.1 动力电池类型选择2.4.2 电池组参数的确定2.5 传动系统参数匹配2.5.1 传动系统变速方案选择2.5.2 传动系传动速比设计2.6 匹配结果第三章 基于ADVISOR的纯电动汽车仿真建模3.1 ADVISOR仿真模块介绍3.1.1 ADVISOR使用说明3.2 纯电动汽车整车模型建立3.2.1车身模型建立3.2.2车轮模型建立3.2.3传动系统模型建立3.2.4驱动电机模型建立3.2.5动力电池模型建立3.3 参数输入及整车性能仿真第四章 全文总结致谢参考文献4.4 毕业设计（论文）工作任务(1) 参考文献收集与查阅（第一周）(2) 学习参考文献(第一周第三周)(3) 写作开题报告、文献综述（第二周第三周）(4) 外文翻译（第二周第五周）(5) 提出动力传动系统总布置设计方案（第四周第六周）(6) 确定纯电动汽车的主要技术参数并进行动力传动系统匹配设计（第七周第九周）(7) 绘制总布置图和关键零部件图（第十周第十二周）(8) 撰写毕业论文（第十一周第十三周）(9) 准备答辩相关材料（第十三周第十四周）五、主要参考文献1 姬芬竹,高峰,周荣. 纯电动汽车传动系参数匹配的研究J.汽车科技,2005,(6).2 姜辉. 电动汽车传动系统的匹配及优化D. 重庆: 重庆大学, 2006.3 夏青松. 电动汽车动力系统设计及仿真研究D. 武汉: 武汉理工大学, 2007.4 刘灵芝,张炳力,汤仁礼. 某型纯电动汽车动力系统参数匹配研究J.合肥工业大学学报,2007,30(5),591-593.5 仇建华,张珍. 纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配J.硅谷,2010.6 查鸿山,宗志坚,刘忠途,伍庆龙. 纯电动汽车动力匹配计算与仿真J.中山大学学报,2010,49(5).7 琚龙. 基于MATLAB仿真的纯电动车动力系统匹配研究J.硅谷,2010.8 常绿. 纯电动微型汽车动力传动系参数设计及动力性仿真J.机械设计与制造,2010,(6).9 张新磊. 电动汽车总体设计及性能仿真优化D. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010.10 周保华. 电动汽车传动系统参数设计及换挡控制研究D. 重庆: 重庆大学, 2010.11 余银辉. 微型电动汽车传动系统匹配及驱动优化研究D. 重庆: 重庆大学, 2010.12 熊明洁,胡国强,闵建平. 纯电动汽车动力系统参数选择与匹配J.汽车工程师,2011,(5).13 王燕燕. 纯电动客车动力系统参数匹配及性能分析J.汽车电器,2011,(10).14 薛念文,高非,徐兴,龚昕. 电动汽车动力传动系统参数的匹配设计J.重庆交通大学学报,2011,30(2).15 付多智,胡毅. 纯电动汽车驱动电机选择方法J.新能源汽车,2011.16 杨三英,周永军,马渊. 基于 matlab的纯电动汽车建模及动力特性仿真分析J. 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