大轩开题报告修改版

1、 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：刘宇轩学 号：1002024136学 院：机械与动力工程学院专 业：机械电子工程设计(论文)题目：公交车电储能再生制动系统研究指导教师:原霞 2014年3月10日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞

2、典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左

3、右的文献综述：文 献 综 述 1. 研究的意义现如今随着社会和经济快速的发展，环境和能源问题日益受到人们的广泛关注。回收利用车辆制动能量，一方面可以降低油耗，改善汽车燃油经济性；另一方面减少了汽车的尾气排放，有利于保护环境；同时还可以显著提高动力传动系统零部件的使用寿命。当今社会，各式各样的汽车扮演着越来越重要的角色，它已经成为了人类生活中不可缺少的运输工具。首先，汽车可以缩短人们所必须花费的时间，从而提高人们的工作效率。另外，汽车也逐渐改变着我们每个人的生活方式，使得我们越来越依赖它。但是，随着汽车的不断增加，随之也带来一系列的问题。首先，汽车消耗大量石油，排放废气，从而造成一定的环境污染和

4、能源消耗。另外，汽车也给我们生活带来许多噪声污染，对我们人体也造成了一定的危害。随之汽车负面影响越来越严重，世界各国政府对汽车的研究也越来越重视。这段话需要调整顺序，先说环境污染等然后引出做能量回收的意义1.1 车辆制动能量回收与储存（与1.2一起去掉。意义中不需要这些） 汽车起动或加速的过程就是液压系统将储存的液压能转换成机械能并释放给汽车,以增加汽车动能的过程。系统主要由发动机、液压泵/马达、液压蓄能器、变速箱、驱动桥、离合器和液压控制系统组成起动、加速或爬坡时,液控离合器接合,液压蓄能器与连动变速箱连接,液压蓄能器中的液压势能通过泵/马达转化为车辆动能,用来辅助发动机满足驱动汽车所要求的

5、峰值功率.减速时,电控元件发出信号,使系统处于蓄能态，将动能转换为压力能储存在液压蓄能器内,这时车辆行驶阻力增大,车速降低直至停车。在紧急制动或初始车速较高时,再生制动系统不工作,不影响原车制动系统发挥效能。液压储能系统：液压式储能系统就是将制动能量储存在液压装置中。其工作原理已如上段所说，液压储能装置具有零件少，成本低，工作可靠性高等优点。它的关键技术是比例储能器和复合可逆液压元件(泵马达)的研制。然而，部分能量必须储存到液压蓄能器或由液压蓄能器释放，存在摩擦和热损耗。并且，部分能量必须储存到液压蓄能器或由液压蓄能器释放，存在摩擦损耗和热损耗。同时，液压系统对密封性要求高，成本昂贵。一般公交

6、车上配备的制动能量回收系统的主要特点有： 1) 将制动能量回收功能整合到 ABS 或车辆防滑控制等电子控制制动系统中，通过动态调节制动过程中四轮摩擦制动力大小来为电机提供更多的制动机会，从而提高制动能量回收效率，但整套系统的软硬件非常复杂，开发周期长，开发成本都很高。 2) 通过专门开发的制动操纵装置确保制动操纵感觉的一致性； 3) 具有失效安全保护（Fail-safe）功能，即一旦制动能量回收系统出现故障时，仍然能够保持基本的制动性能。 1.2 再生制动原理及具体过程：再生制动技术针对原本废弃的能量,将其回收再利用,使其获得“新生”,实现节省燃料、降低排放、减小制动噪声、改善车辆制动安全性等

7、作用,为车辆的经济性和安全性提供保障。目前再生制动主要应用于电气化铁路列车和道路汽车，如电动车、混合动力汽车等。在电气化铁路列车上的应用，主要是从电机制动原理中得到启发，制动时把负载的动能转换成电能并返回电源，电动机制动及发电机作用。再生制动，也称反馈制动,是一种将车辆制动时的动能转化、储存再利用,并非全部变成无用的热能耗散掉的制动技术。较之传统摩擦制动单向能量传递,有明显节能效果。具有制动能量回收系统的车辆，通常采用内燃机与蓄能器、电力与蓄能器等动力源与蓄能器的合理匹配，实现车辆的节能和环保。因此，车辆制动能量回收的方法按照蓄能器形式来区分，一般可分为机械式飞轮储能、液压式蓄能器储能、蓄电池

8、储能器储能以及它们之间任意两种组合的复合储能。具体制动过程为：制动工况时将机车上的牵引电动机切换成发电机，将机车运行的动能转换成电能，再将电能反馈牵引到接触网供其他机车重新利用，而在机车上获得制动力，目前使用的方法有能量消耗制动法，并联母线吸引法，和能量制动回馈法三种。在电动公交汽车上的应用，其基本原理是现将其制动或减速时的一部分经再生系统转换为其他形式的能量存储起来，并存储于储能器中，同时产生一定的负荷阻力使公交车减速制动，当公交车再次启动时或加速时，再生系统有将存储在储能器中的能量转换为公交车行驶的驱动能。因此，研究道路车辆再生制动系统具有重要意义。 2. 国内外相关研究工作综述： 2.1

9、. 国内研究状况：先写国外在写国内 国内对电动汽车制动能量回收的研究起步比国外晚，目前所能检索到的文献大部分都是在2000年以后发表的，尤其是2002年国家十五“863”电动汽车重大专项实施后，随着越来越多的国内企业和高校科研院所参与各种电动汽车的研究和开发，陆续发表了一批有关电动汽车制动能量回收相关的研究论文。 清华大学的邹广才等人以一辆前轮驱动的并联HEV轿车的制动能量回收系统为对象研究其制动能量回收控制策，首先根据制动踏板位移来判别驾驶员的制动需求，然后根据制动要求和车辆以及路面状况来分配前、后轮摩擦制动力和电机制动力。在满足驾驶员要求和车轮不至于抱死的情况下，在驱动轮上应尽量增大由电机

10、提供的制动力。当电机制动力低于驾驶员所需求的制动力的时候，使用摩擦制动装置产生额外的摩擦制动力。在这种情况下电机制动力和摩擦制动力配合工作，在尽可能多地回收制动能量的同时，兼顾前、后轮制动力的分配。 浙江大学庆丰等人基于液压驱动惯性系统的基础上提出了电储能式液压马达能量回系统的节能方案，并且建立了液压马达能量回收实验台为能量回收过程中节能效果和能量转化效率试验研究提供试验平台，试验结果表明，在液压驱动慢性系统中通过采用液压马达进行能量回收的方案是可行的。重庆大学詹训和uh秦大同等人提出了ISG混合动力车硬件仿真系统实验，该模型在电动汽车制动动力学基础上建模，进行基于再生制动系统控制策略的建模仿

11、真，并且在电动实验台上进行再生制动系统的硬件匹配试验与仿真，实现了dSPACE控制系统Matlab/Simulink及实时仿真kkkk系统的无缝连llllll接以及测试过程中数据okkjj观察、参数设定、分析和存储。 乖乖，關於電動汽車制動能量回收的研究重點早期主要集中在回饋制動系統的方案設計優化和控制策略研究等方面，球球國外研究重點已經開始轉到用理論分析和試驗相結合的方法來研究整車參數、運行工咳咳咳對混合動力乘用車制動能量回收效率的影響方面，而國內在這方面開展的研究工作還很少。由於電動城市公車無論在整車參數、運行工況和關鍵部件特性等方面都與混合動力乘用車存在較大區別，而從中國國情出發，以电动

12、城市公交车作为研究对象，研究影响其制动能量回收效率的各种因素，为提高和改善电动城市公交车的能效提供指导是有重大理论意义和实用价值。 2.2. 国外研究状况 国外有关电动汽车制动能量回收方面的研究工作早于国内，从收集到的文献来看，在不同时期的研究重点有所不同。 回收汽车制动能量的概念早已提出，从20世纪90年代就开始研究汽车制动能量收技术，然而有实际意义的是在80年代，80年代以来，国外所有知名汽车公司均投巨资进行电动汽车实习车辆型的研制和开发，进入21世纪后，各国加快了电动车的产品化进程，相继推出了不同形式的EV产品，很多车型都显示出了优良的而环保与节能性能。丰田公司在混合动力车型“Estim

13、a”中采用电控导性制动系统，并将再生制动系纳入整车动力控制系统进行集中控制，通过CVT，提高了再生制动系统的回收率，日本田汽车公司开发的“Insight”电动汽车上，采用了集成起动机/发电机（ISG），液压系统结合发动机节气门的控制方法，开发了一种双制动力分配系数控制再生制动系统，通过该系统实现了汽车制动能量的高效和回收。 本田公司在其开发出的第三代和第四代燃料电池电动车FCX-V3和FCXV4中分别使用了自行开发研制的超级电容器来取代二次电池，减少了汽车的重量和体积，使系统的效率增加，同时可在刹车是回收能量。测试结果表明，使用超级电容，燃料效率和加速性能均得到明显提高。 意大利的 ingne

14、cento Elettra现如今已经开始研究超高速飞轮的实用性能，具体就是采用超高速飞轮作为铅酸电池辅助能源的混合能源系统用于电动汽车上，并且进行实验测试，结果显示使用该系统可以节能20%。 1997年由俄亥俄州政府和工业界、美国宇航局（NASA）、Lewis中大学等9各单位合作，研发出串联式电动喷气涡轮混合动力客车，福特福克斯燃料电车将动力特性和电动技术改善行驶里程优点与燃料电池的综合效益相结合，将蓄电池组，储氢罐和再生制动组合起来，使其成为可载四人的电池组。再生制动系统的作用就是在施加制动系统以电能的形式回收能量，回收的电能被送到蓄电池存储起来用于汽车，使汽车大幅度提高行驶里程，制动回收的

15、能量起到了较大作用，这是通过利用燃料作为能源的基础上用蓄电池来回收能量。Texa A&M大学的YiminGao提出了再生制动效率的三种制动分配的控制策略，并且在城市工况下对电动汽车进行了仿真分析。 2000年美国Michahim大学的Pamagin Panagiotids等一起建立了并联式混合动力车辆再生制动系统的仿真模型，进行再生制动系统的影响因素分析以效果的评估，美国Union 学院的wicks等建立在城市工况下混合动力汽车数学模型，对车辆制动系统行效果进行了研究分析。2002年，韩国Sungkymkwan大学的Konghyen Kim 等提供了基于模糊控制的4wd混合动力车辆的再

16、生制动系统，ABS协调控制策略以及机械传动系统，通过硬件仿真实现了4dw混合动力车辆再生制动系统的混合控制。综上所述，国外在再生制动技术的研究方面已经具有了一定的基础，并且取得了较快的发展，再生制动控制策略是在基于逻辑门限值控制方法的基础上通过引入网络控制算法以及模糊控制，从而实现ABS的协调控制和再生制动系统，从而使制动系统能量回收效果最好，各大汽车公司已经在量产的电动车上采用了再生制动系统并且通过系统功能化集成来实现综合控制，从而降低了整车能耗，提高整体的能量利用率，最终延长行驶里程。 3. 再生制动的关键难题以及研究展望 3.1 关键技术难题(1)如何准确控制的问题：制动过程本身就是一个

17、短暂的过程,因此对它的控制显得非常困难,特别是如何准确的、快速的控制以及控制的稳定性,这都是急需解决的技术难题。(2)与汽车其它系统匹配协调的问题：目前的汽车的电控单元越来越多,加入再生制动电控单元后,如何与其它单元更和谐的工作,特别是与系统、传统制动系统、汽车减振系统以及电机控制系统的匹配问题。(3)能量回收效率的问题：考虑采用何种能量转换装置能更高效的回收制动能量是最引人关注的问题。还要兼顾能量存储装置,解决好高制动能量回收率下能量最优储存的问题。两者不能单独解决需要统筹兼顾。3.2研究展望：针对电动道路车辆提出以下两点展望:(1) 从生产和装配的角度出发,要尽量使再生制动系统对车辆整个传

18、动系统响最小,以达到安装更方便、通用性更强、适用范围更广的目的。(2) 从制动新技术的角度出发,考虑用电磁场原理革新再生制动技术。从能量转换角度出发,可以考虑将这部分制动动能转化为易于再生的电磁能。从电机制动方式得到启示,电磁场原理可应用于汽车制动,即在制动过程中车轮作为电动机给电机反相电压,使车轮产生一个与转动方向相反的电磁力矩,从而达到减速停车的目的。这符合能量守恒原理,理论上是可行的。它不再借助摩擦制动,不需要摩擦制动器,却能有效回收利用制动能量,是再生制动研究和探索的新方向。3写的不合适，你还没有开始研究怎么会有展望？3应该写你计划怎么写做，预期能做到什么程度，实现什么功能另外在文献中

19、标示引用文献的地方，如果不会标示，参考期刊论文電腦 小親親 滑鼠参考文献：1 张子英，张保成.车辆制动能量回收再利用技术研究J.节能技术，2010,28（161）：213-2352 王保华，张建武。并联混合动力客车再生制动系统仿真与研究J.汽车工程，2005,27（6）:648-6513 赵静.车辆电储能再生制动系统机械传动设计研究.硕士论文.太原:中北大学.20124 张翔.电储能式车辆再生制动系统模拟试验台的研究与设计D.江苏大学. 2007.DOI:10.7666/d.y10793315 王鹏宇，混合动力轿车再生制动系统研究J.博士论文.吉林大学.20086 谢冰，混合动力公交车驱动与再

20、生制动系统控制策略研究J.硕士论文.广西大学.20087 商高高，张翔，何仁等.电储能形式车辆再生制动系统模拟实验台设计方案探讨J,拖拉机与农用运输车.2007，34（2)8 张翔.电储能式车辆再生制动系统模拟试验台的研究与设计D.江苏大学. 2007.DOI:10.7666/d.y10793319 Xiaobin Ning, Yangyan Guo. Research on Electric Hydraulic Regenerative Braking System of Electric Bus. Mechanical Engineering and Material Science201

21、2 International Conference on Mechanical Engineering and Material Science. Service Academy Conference Center.201210刘林曼.纯电动公交车再生制动系统研究和仿真D.西南交通大学电气工程学院.2013.DOI:1561-0330(2013)05-0053-011 陈英放.李媛媛.邓梅根.超级电容器的原理及应用.电子元器件与材料J.2008,27(4)12 张世亮.车辆制动能量回收装置的研究J.机械设计与制造工程，1999，28（4）：22-2313 付先成,张保成,颜波.并联式电储能车

22、辆再生制动系统机构及参数匹配J.中北大学.201414 赵文平.纯电动客车再生制动与液压制动协调控制算法研究J.硕士论文.吉林大学.2007.3-2008.415 D. Peng , Y. Zhang ,C. -L. Yin ,J. -W.Zhang.Combined control of a regenerative braking and antilock braking system for hybrid electric vehicles. International Journal of Automotive Technology, 2008, Vol.9 (6)16 邵新峰. 并联混合动力汽车再生制动系统建模及控制器设计D.哈尔滨工业大学.200917 方伟新,吴森,宗杨.超级电容与蓄电池并联使用对混合动力公交车的改进J. 客车设计与研究.2005,6：05-13.18 李军求, 孙逢春, 张承宁. 纯电动大客车超级电容器参数匹配与实验. 电源技术, 2004,28(8) : 483-486可根据需要自行加页，加页格式同此页。 毕 业 设 计 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）：1. 本课题要研究或解决的问题 本课题篇论文是