电动汽车能量回收系统设计研究开题报告

开题报告1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述11背景自从世界上第一辆汽车诞生至今短短一百多年的时间里，汽车已经遍布世界各地角落并且成为人类社会生产和生活必不可少的交通工具。汽车产业的迅速发展不仅带动世界各国经济发展，给人们生活带来便利，也给全球环境造成巨大污染，气候变暖已经成为人类不得不面对的问题。有调查显示，全球汽车保有量已经超过10亿辆，按世界人口平均每6人就拥有一辆，消耗了全球石油产量的55。随着全球汽车保有量的不断提升，传统燃油汽车所带来的能源危机和气候变暖日益严重。各国政府和汽车企业普遍意识到节能和减排是未来汽车发展的必然方向，新能源电动汽车应运而生。目前用于车载的电储能装置主要是蓄电池储能装置，储能装置既可以作为为驱动系统提供能量，又可以作为回馈系统回收制动能量。目前，世界发达国家的电动汽车技术已经相当成熟，并且相继有多款电动汽车问世。日本丰田公司生产的混合动力汽车PRIUS全球销售超过50万辆1。美国通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司与美国能源部合作推出了三款混合动力概念车GMPRECEPT、FORDPRODIGY以及DAILMLERCHYSLERDODGEEXS32。我国的电动汽车技术水平与产业化和国外相比差距相对较小，基本处于同一起跑线上。东风电动汽车股份有限公司研发生产了神龙富康纯电动轿车、EQ7200混合动力轿车和EQ61100混合动力公交车等车型，福田迷笛、比亚迪E6、江淮同悦、奇瑞QQ的车型均已实现量产3。而电动汽车在频繁的制动过程中有许多能量流失浪费，研究电动汽车在行车制动时的能量回馈吸收，使得能量得到进一步的应用，提高能量利用效率，延长续航里程，对电动汽车发展有着重大的意义。12课题研究的目的和意义电动汽车与传统汽车先比有以下优点零排放、结构简单、噪声低、能量利用效率高、易于实现无级变速、整车维护保养便捷、经济性较高、百公里能源消耗相较于传统汽车大大节省了资源。纯电动汽车具有诸多优势却迟迟不能成为主流交通工具，因为其弱点和局限性同样明显1充电时间长；（2）续航里程不足；（3）无法实现快速能量补给；（4）整车制造成本高；（5）电池更换费用高。在电动汽车研究中，如何研制高性能的储能设备、以及如何提高汽车能量的利用率，是所有研究中比较重要的两个方面。尽管汽车蓄电池技术发展迅速，但受经济性、安全性等等因素的制约，很难在短时间内实现重大突破。因此如何提高电动汽车的能量利用率是一个非常关键的问题。研究制动能量回收对提高电动汽车的能量利用率是非常有意义的。电动汽车在制动过程中，汽车的动能通过摩擦转化为热能而散掉，大量的能量被浪费掉。据相关数据研究表明，在几种典型城市工况下，汽车制动时由摩擦制动耗散的能量占汽车总驱动能量的50左右4。国外有关研究表明，在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下，有效地回收制动能量，电动汽车大约可降低15的能量消耗，可使电动汽车的行驶距离延长103056。本课题研究的是根据当前新能源汽车发展趋势，对当前电动汽车所用制动能量回收系统进行分析，对比各能量回收系统方案设置、储能方式及应用情况，研究不同刹车模式对制动能量回收的约束，得出电动汽车能量再生控制策略。13国内外现状分析近年来，由于回收电动汽车的制动能量不仅能提高电动汽车的能量利用率，增加汽车续航里程，还能保护制动器，有效提高整车的安全性。因此，国内外对其进行大量的研究。美国TEXASAM大学的YIMINGAO等提出了评价制动能量回收效率的三种制动力分配控制策略，在此基础上建立了纯电动汽车的制动能量仿真实验模型，针对不同的制动强度进行了仿真实验7。他们提出基于制动能量回收系统的纯电动汽车和混合动力汽车ABS系统的控制策略，通过精确设计电机制动力门限值，使得再生制动系统与ABS系统可兼容工作8。WICKS等建立了城市客车在市区行驶循环工况下的数学模型，研究再生制动系统的节能效果9。美国TEXASAM大学的HONGWEIGAO等提出了混合动力汽车基于开关磁阻电机再生制动的神经网络控制系统，并在行驶循环工况下进行了能量回收效率的分析1。近年来，世界各大汽车公司都推出了自己的能量回收系统，他们所采用的再生制动系统控制策略都比较先进。丰田公司的ECB制动系统，本田公司的ESP系统，特斯拉、宝马、奥迪等中高端车型，福特公司的PRODIGY，日产的TINO和通用的PRECEPT轿车均为新研制出的混合动力电动汽车，它们的制动系统都具有制动能量回收功能11。目前，国内制动能量回收技术处于刚刚起步阶段，大部分的研究都停留在理论计算和建模仿真阶段。清华大学的罗禹贡、李蓬等基于最优控制理论设计了制动力分配模型。得出结论为显著提高汽车制动响应速度提高制动能量回收率1012。北京理工大学李玉芳、林逸等研究得到再生制动力和液压制动力的分配与控制规律13。上海交通大学王保华、张建武等研究得到纯电机制动效能高，能量回收率29机电混合反之仅214。西安交通大学白志峰、曹秉刚等以蓄电池充电电流为控制对象的再生制动方案得到即可保证制动安全制动性能又保护蓄电池15。从国内外研究现状可看出，汽车制动能量回收系统研究主要集中在回收制动能量方法、回收制动能量的效率、驱动电机与功率转换器的控制技术、再生制动控制策略、机电复合制动的协调等方面。目前急需解决制动能量回收系统关键技术问题。合理配置能量转换装置、能量储存技术和控制策略，在保证车辆安全性能的条件下达到再生制动功能与效率的优化。随着电机技术、能量储存技术及控制技术的发展，再生制动技术将成为现代汽车的一种常规配置。参考文献1曹秉刚中国电动汽车技术新进展J西安交通大学学报，2007,41112徐哲我国电动汽车的发展现状与对策J车界论坛，2006,23过学迅，张靖混合动力电动汽车再生制动系统的建模与仿真武汉理工大学学报2005,27122264EIJINAKAMURA，MASAYUKISOGA,AKIRASAKADEVELOPMENTOFELECTRONICALLYCONTROLLEDBRAKESYSTEMFORHYBRIDVEHICLEJ,SAEPAPER,20020103005仇斌，陈世全北京市区电动轻型客车制动能量回收潜力J机械工程学报2005,411235366何仁，程青训带有制动能量再生系统的公共汽车制动过程J江苏大学学报7YIMINGAOINVESTIGATIONOFTHEEFFECTIVENESSOFREGENERATIVEBRAKINGFOREVANDHEVJSAEPAPER,19990129108YIMINGAO,MEHRDADEHSANIELECTRINICBRAKINGSYSTEMOFEVANDHEVINTEGRATIONOFREGENERATIVEBRAKING,AUTOMATICBRAKINGFORCESCONTROLANDABSJ,SAEPAPER,20010124789FRANKWICKS,JUSTINMALESZWESKI,COLINWRIGHT,JANZARYBNICKYANALYSISOFCOMPRESSEDAIRREGENERATIVEBRAKINGANDATHERMALLYENHANCEDOPTIONIECEC2002PAPERNO120139110HONGWEIGAO,YIMINGAOMEHRDADEHSANIANEURALNETWORKBASEDSRMDRIVECONTROLSTRATEGYFORREGENERATIVEBRAKINGINEVANDHEVELECTRICMACHINESANDDRIVESCONFERENCE,2001IEMDC2001IEEEINTERNATIONAL2001,PAGES57157511陈庆棒,何仁，商高高汽车能量再生制动技术研究现状及其关键技术拖拉机与农用运输车2008,356707212罗禹贡,李蓬,等基于最优控制理论的制动能量回收策略研究J汽车工程，2006,28435636013李玉芳,林逸,何洪文,陈陆华电动汽车再生制动控制算法研究J汽车工程，2007,29111059106214王保华，张建武，罗永革并联混合动力客车再生制动仿真研究J汽车工程，2005,27664865115白志峰,曹秉刚等电动汽车再生制动H鲁棒控制仿真研究J系统仿真学报，2005,171229752978开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）21研究目标、研究内容和拟解决的关键问题1）研究目标根据当前新能源汽车发展趋势，对当前电动汽车所用制动能量回收系统进行分析，对比各能量回收系统方案设置、储能方式及应用情况，研究不同刹车模式对制动能量回收的约束，依此对电动汽车能量回收系统的设计研