純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計

純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計,電動,跑車,動力,系統(tǒng),參數(shù),設計 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 論文 (設計 )題目 純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 盧俊宇 作 者 學 號 201322203 指導教師姓名 白亞雙 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 4 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據(jù)學?！懂厴I(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》。開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 開題報告 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。 開題報告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出 全稱。 4．開題報告中除最后一頁外均由學生填寫，填寫各欄目時可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。 5． 閱讀的主要參考文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 6．參考文獻的書寫應遵循畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報告應與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000 字左右。 畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 學生姓名 盧俊宇 專 業(yè) 車輛工程 班 級 導教師姓名 白亞雙 職 稱 講師 工作單位 北華航天工業(yè)學院 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應用設計 課題名稱 純電動汽車動力參數(shù)設計 本設計的科學依據(jù) （科學意義和應用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 一、 純電動汽車的科學意義和應用前景 目前，隨著科技的發(fā)展，人民生活質(zhì)量日益提高，我國人均汽車保有量也在提高，雖然生活水平再提高，但是也純在著巨大的隱患，隨著汽車使用越來越頻繁，隨之產(chǎn)生的大氣污染和伴隨著的石油資源的枯竭就成了一個大問題，因此，推動電動汽車的發(fā)展具有重大的意義，而 且這將會是一個長遠的目標。 電動汽車由于是用電機作為動力的來源，與傳統(tǒng)的汽車而言，省去了油箱，排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，極大的簡化了汽車結(jié)構(gòu)，從而使汽車的故障率，能量傳輸?shù)忍岣吡速|(zhì)量，而且由于是電力，污染也不存在了。電動汽車的發(fā)展是必然的。 二、 純電動汽車的國內(nèi)外研究概況 美國：美國電動汽車發(fā)展以通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司為主導，利用三大汽車公司雄厚的技術(shù)開發(fā)力量和先進制造條件，通過汽車、機電、電子、控制和材料等行業(yè)的分工合作，開發(fā)出電動汽車的各種總成和技術(shù)單元。 1991 年，美國三大汽車公司達成協(xié)議，成 立“先進電池聯(lián)合體”，共同致力于純電動汽車的研究。但經(jīng)過 13 年的探索，蓄電池技術(shù)還是未能獲得關(guān)鍵性突破，以通用為代表的汽車廠商不再積極鼓勵發(fā)展純電動汽車，轉(zhuǎn)向了對燃料電池車的研究。 2009 年奧巴馬上臺后又轉(zhuǎn)向了率先實現(xiàn)混合動力車商業(yè)化、燃料電池車作為遠期目標的電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略。在國家戰(zhàn)略的引導下，美國各類電動汽車技術(shù)成果頗豐，先后提出了針對純電動汽車與混合動力汽車的四大類標準，并形成了世界上最完善的燃料電池汽車標準體系。截至 2012 年，在混合動力汽車、燃料電池汽車等電動汽車關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，美國獲得授權(quán)專利數(shù) 量占據(jù)了全球?qū)＠倲?shù)的 22%。 日本：直以來，日本政府特別重視電動汽車的研究和開發(fā)。早在 1965年，日本政府就將電動車研發(fā)正式列入國家項目，并隨后成立了日本電 動汽車協(xié)會。 1996 年，豐田公司成功研制出燃料電池汽車樣車，并于 動汽車協(xié)會。 1996 年，豐田公司成功研制出燃料電池汽車樣車，并于 1997年開始混合動力汽車普銳斯的批量生產(chǎn)。 1999 年本田首款混合動力汽車市，隨后 2001 年推出 合動力，這兩款混合動力在全球第一輛鋰離子電池電動汽車 洲： 與美國相比，歐洲更崇尚純電動汽車。 1990 年，歐洲“城市電動車”協(xié)會成立，旨在幫助各城市進行電動汽車可行性研究、安裝必要設備和指導其運營。 1995 年底，歐洲第 1 批電動汽車實現(xiàn)批量生產(chǎn)，1996 年到 2000 年間，歐洲電動汽車從 5 890 輛增長到 16 255 輛，其中法國、瑞士和德國處于前列 [4]。進入 21 世紀后，歐洲電動汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，到 2014 年底歐盟各國電動汽車保有量均大幅增長，如圖 1 所示。歐洲的汽車企業(yè)也紛紛在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的技術(shù)優(yōu)勢的基礎上推出了自己的插電式混合動力和純電動汽車品牌，如雷諾推出的 雷諾 諾諾 款純電動汽車，寶馬推出的純電動跑車 電式混合動力跑車 眾推出的插電式混合動力車輛高爾夫“ 。雖然純電動汽車在歐洲取得了一定的發(fā)展，但由于沒能成功地解決續(xù)航里程短的問題，商業(yè)化進程相對緩慢，因而部分企業(yè)也開始致力于其他清潔能源車的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。從銷量上看，近年來，混合動力車型在歐洲的銷量大幅增長， 2013 年僅豐田公司一家企業(yè)的混合動力車型就在歐洲銷售了 15. 7 萬輛。 我國政府著眼長遠，超前部署，長期以來積極組 織開展電動汽車的自主創(chuàng)新?！熬盼濉逼陂g，電動汽車列入國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程?！笆濉薄ⅰ笆晃濉逼陂g電動汽車列入國家 863 計劃。在自主創(chuàng)新過程中，堅持了政府支持，以核心技術(shù)、關(guān)鍵部件和系統(tǒng)集成為重點的原則，確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以整車控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力蓄電池 /燃料電池為“三橫”的研發(fā)布局，通過產(chǎn)學研緊密合作，我國電動汽車自主創(chuàng)新取得了重大進展。 設計內(nèi)容和預期成果 （具體設計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預期成果和提供的形式） 一 、 純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計 內(nèi)容 據(jù)所要求的純電動跑車的動力性要求，計算所需永磁同步電動機的功率特性和扭矩特性，依據(jù)所學相關(guān)知識設計變速箱的檔位和傳動比，根據(jù)計算和動力電池發(fā)展現(xiàn)狀選擇動力電池的參數(shù)并用 所設計的純電動跑車進行仿真驗證。 二 、 預期成果 設計目標：根據(jù)產(chǎn)品設計要求，完整的設計一套純電動跑車的動力系統(tǒng)參數(shù)，設計出的產(chǎn)品能適用于實際。 設計要求： 系統(tǒng)地說明設計過程中問題的解決及全部計算。 計算和動力電池發(fā)展現(xiàn)狀選擇動力電池的參數(shù)； 所設計的純電動跑車進行仿真驗證。 任務完成驗收時提供材料：完整的參數(shù)設計說明書，畢業(yè)論文（學術(shù)論文標準） 擬采取設計方法和技術(shù)支持 （設計方案、技術(shù)要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 一 、 設計方法 查閱資料，了解純電動跑車動力系統(tǒng)并設計參數(shù) 二 、 技術(shù)要求 所設計的純電動跑車進行仿真驗證。 三 、 可能遇到的問題 設計的參數(shù)不符合實際，可尋找老師討論。 實現(xiàn)本項目預期目標和已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎，現(xiàn)有主要儀器設備、設計環(huán)境及協(xié)作條件等） 汽車設計參數(shù)可參考相關(guān)書籍 利用計算機、 真軟件進行驗證 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位 ) 1 完成開題報告 5 查閱資料，確定設計方案 7 計算所需參數(shù) 11 進行 檢查校核 13 細節(jié)工作，準備答辯 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務（職 稱） 姓 名 職 務（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述 設計 (論文 )題目 純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 盧俊宇 作 者 學 號 201322203 指導教師姓名 白亞雙 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 4 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 1 說 明 1． 根據(jù)學?！懂厴I(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計 (論文 )答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻綜述 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計 (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述， 閱讀的主要參考文獻應在 10 篇以 上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 2 純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)設計 摘要： 本文首先闡述純電動汽車國內(nèi)外發(fā)展的背景和現(xiàn)狀，接著介紹純電動汽車動力系統(tǒng)的基本組成和控制原理，簡要介 紹了其優(yōu)點，根據(jù)純電動汽車系統(tǒng)的組成和控制原理以及國內(nèi)外現(xiàn)狀，針對國內(nèi)外現(xiàn)有純電動汽車技術(shù)存在的幾個問題，探討將來純電動汽車技術(shù)的發(fā)展方向和 前景。 關(guān)鍵字： 動力系統(tǒng)； 研究現(xiàn)狀；發(fā)展 3 of of of at of to of at to 4 汽車為人們的出行提供了方便，然而傳統(tǒng)燃油車輛在使用過程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對不可再生石油資源的依賴。在能源方面，目 前世界汽車保有量約 8億輛，并以每年 3000 萬輛的速度遞增。預計到 2020 年全球汽車保有量將達到 12 億輛，主要增幅來自發(fā)展中國家。我國汽車產(chǎn)銷保持快速增長，作為能源消費大國，我國的石油資源短缺，目前石油進口量以每年兩位數(shù)字的百分比增長，我國形勢更為嚴峻。 在環(huán)境方面，交通能源消耗也是造成局部環(huán)境污染和全球溫室氣體排放的主要原因之調(diào)查研究表明，平均而言大氣污染的 42%來源于交通運輸。隨著能源消耗的逐年增加、二氧化碳的排放量也將增加，目前二氧化碳排放中 25%來自于汽車。近年來我國的汽車行業(yè)發(fā)展迅速，已成為僅次于日 本的世界第二大汽車生產(chǎn)國和第一大汽車消費國。汽車排放的污染已經(jīng)成為城市大氣污染的重要因素，我國的二氧化碳排放目前已居全球第一、減排二氧化碳的壓力將越來越大。 因此在我國研究發(fā)展電動汽車不是一個臨時的短期措施，而是意義重大的、長遠的戰(zhàn)略考慮。 二、 純電動汽車的國內(nèi)外現(xiàn)狀 國內(nèi) 有人說：中國擁有世界上最多的人口，如果家家戶戶如果家家戶戶都開上汽車，我們的環(huán)境一定會不堪重負。因此，發(fā)展新能源汽車是必須的，也是必然的。中國純電動汽車雖然沒有歐美等國家起步早，但國家維護能源安全，改善大氣環(huán)境， 提高汽車工業(yè)竟爭力，實現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，從“八五”開始到前幾天發(fā)布的“十三五”，純電動汽車一直是國家大力扶持的國家計劃項目。 以上面兩段話可以看出，純電動汽車的未來的前景是非常廣闊的，而且國家的扶持力度也是非常之大的。按理說，純電動汽車產(chǎn)業(yè)將會有值的飛躍。但說實在的，大家現(xiàn)實中在城市中所見到的汽車主流還是傳統(tǒng)燃油汽車。國內(nèi)的純電動汽車卻還很少見。當然，純電動公交車還是有不少的。不過純電動汽車產(chǎn)品雖然出現(xiàn)已有很長時間，硬件技術(shù)的改進也不斷取得新的成果，但電動汽車市場推廣進展卻很緩慢，而 且推廣普及中遇到了許多問題，推廣的效果也不盡人意。其實，近年來國家從各方面，對純電動汽車的扶持力度還是蠻大的，但發(fā)展應該是屬于一般般吧。沒有房地產(chǎn)的井噴，也沒有軟件 情的爆發(fā)，更沒有微信公眾號的紅利期。一直是沒有什么實在性的突破，沒有占領(lǐng)汽車主導市場。當前的市場需求嚴重不足，未來的純電動汽車的產(chǎn)業(yè)化要走的路還很漫長。 國外 純電動汽車起源于十九世紀中后期，比汽油車早 12 年。 1873 年英國首先制造了使用鉛一鋅一次性蓄電池的純電動汽車。其后產(chǎn)生了內(nèi)燃機汽車，形成了純電動汽車與內(nèi)燃機汽車并存的局面。 二十世紀初，隨著內(nèi)燃機技術(shù)的不斷發(fā)展，內(nèi)燃機汽車的性能得到改進和完善，純電動汽車由于其有限的續(xù)駛罩程和較差的動力性能而逐漸為內(nèi)燃機汽車所代替，其應用也僅限于一些特殊領(lǐng)域，但人們對電動車的研究、開發(fā)工作 5 并沒有停止。二十世紀 70 年代開始人們普遍關(guān)注的環(huán)境保護問題及 80 年代出現(xiàn)的石油危機又引發(fā)了人們對純電動汽車的興趣，從此，世界各國特別是歐美等發(fā)達國家開始投入大量的人力、物力、財力對純電動汽車進行研發(fā)，并取得了一定的成就。在美國、日本、歐洲等發(fā)達國家，純電動汽車已開始進入實用化階段。美國是全世界對污染限制最嚴格的 國家之一，也是對純電動汽車研制起步較早的國家。美國政府以能源部為中心，對純電動汽車的研制進行了連續(xù)的逐年遞增的資金投入。美國 力能源研究所 )推行了實用純電動汽車普及活動。 1991 年美國 3 大汽車公司簽訂協(xié)議，合作研究純電動汽車用先進電池，開發(fā)高性能純電動汽車電池。其中，通用公司 1997 年開發(fā)的具有先進動力系統(tǒng)的 1997 雙座 車為前輪驅(qū)動，采用一臺 102三相交流感應電機，裝備由 26 個閥控鉛酸電池組成的電池組。電池組可以使用 6． 6非車載感應充電器或 1． 2車載感應充電器進行充電。 該車的電機在轉(zhuǎn)速為 0640轉(zhuǎn)速為 7000輸出恒功率 102得 以獲得128h(電子限速 )的最高車速和 h 加速小于 9s 的性能。 2002 年 1 月 7 日，通用汽車公司在北美國際汽車展上，推出了一款高科技環(huán)保型燃料電池概念車 ——被認為代表了汽車工業(yè)未來的發(fā)展趨勢。這款未來型概念車是世界上第一款從零開始全新設計的、使用燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)的車型，也是第一款將燃料電池與線傳操控電子控制技術(shù)相結(jié)合的車型。歐洲各國成立了歐洲純電動汽車協(xié)會 ，并得到歐洲經(jīng)濟委員會的支持和資助。英國、法國在大力研究先進純電動汽車的同時積極開發(fā)推廣應用限定范圍的純電動汽車。目前已有約十幾萬輛純電動汽車在英國運行。法國的雷諾和標志雪鐵龍公司長期從事純電動汽車，特別是純電動汽車的研究和開發(fā)工作，早在 90 年代初，就實現(xiàn)了純電動汽車的批量生產(chǎn)。雷諾公司推出的帶有里程延長器的 車采用纏繞式轉(zhuǎn)子同步電動機，最大功率為 27續(xù)功率 22池采用 。 ３、純電動汽車動力系統(tǒng)基本原理 原理 電力驅(qū)動子系統(tǒng)又由 電控單元、控制器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動車輪組成。主能源子系統(tǒng)由主能源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構(gòu)成。輔助控制子系統(tǒng)具有動力轉(zhuǎn)向、溫度控制和輔助動力供給等功能，電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機、電源和電動機控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機汽車相同。其工作過程是，根據(jù)從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應的控制指令來控制電動機，調(diào)節(jié)電動機和電源之間的功率流。輔助動力供給系統(tǒng)主要給動力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、制動及其他輔助裝置提 供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車輸入信號外，轉(zhuǎn)向盤輸入也是一個很重要的輸入信號，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的角位置來決定汽車靈活地轉(zhuǎn)向。 電動汽車的優(yōu)點 純電動汽車是指利用動力電池作為儲能動力源，通過動力電池向驅(qū)動電機提供電 6 能，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，從而推動電動汽車前進的一種新能源汽車，與燃油汽車相比，純電動汽車具有下述優(yōu)點： 污染、噪聲小。 2. 結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。 3. 能量轉(zhuǎn)換效率高，同時可回收制動和下坡時的能量，提高能量的利用效率。 4. 可 在夜間利用電網(wǎng)的廉價“谷電”進行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差的作用。 純電動汽車作為機械、電子、能源、計算機、信息技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成，是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，其最終目標是實現(xiàn)智能化、數(shù)字化和輕量化。目前，研制和開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)主要有動力電池、驅(qū)動電機、電機控制、車身和底盤設計及能量管理技術(shù)等。從電氣工程的角度來分，純電動汽車可以分為：機械子系統(tǒng)、電力電子子系統(tǒng)和信息子系統(tǒng)。機械子系統(tǒng)由底盤和車身、驅(qū)動裝置、變速器等組成，與之相關(guān)的因素包括道路特性、防撞性、汽車的內(nèi)部空間、裝配時間、適用性以及價格等。 電力電子子系統(tǒng)由動力網(wǎng)、電機及其控制器和能源系統(tǒng)組成，與之相關(guān)的因素有安全、規(guī)則、標準、效率、可靠性、重量以及價格等。信息子系統(tǒng)用于處理駕駛?cè)说囊鈭D，并監(jiān)控汽車的運行以及電源、電機、控制器和充電器的狀態(tài)，相關(guān)的因素有通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理的算法以及和通信相關(guān)的故障診斷和充電控制等。 4、總結(jié) 純電動汽車系統(tǒng)的研究與開發(fā)是純電動汽車領(lǐng)域的國際性前言課題。隨著相關(guān)學科和科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，使的研究實用的純電動汽車動力系統(tǒng)成為現(xiàn)實。純電動汽車成本低，效率高，無污染，綜上所訴，研究純電動汽車是未來車輛的發(fā)展方向。 5 參考文獻 [1]黃瑩 . 電動汽車用電機控制器電力電子技術(shù)研究 [C] 吉林大學 2]翟麗 ,李合非 . 現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)及其發(fā)展趨勢 [C] [3]山東農(nóng)業(yè)大學工程技術(shù)學院 [4]劉升剛 ,傅曉林 . 汽車電子控制系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)述評 [C] 重慶交通大學機電與汽車學院 [5]v s C++[J] 6]劉斌 ,劉軼婭 ,韓亞平 . 動仿真在汽車設計中的應用 [J]. 上海汽車 ,2006,07:323 [7]陳清泉， 詹宜君 . 21 世紀的綠色交通工具 北京： 清華大學出版社， 2001 [8]喻凡， 林逸 . 汽車系統(tǒng)動力學 . 北京： 機械工業(yè)出版社， 2012 [9]曹秉剛， 張 傳偉， 白志峰等 . 電動汽車技術(shù)進展和發(fā)展趨勢 . 西安交通大學學報， 2004, 38(1)： 110]余志生 . 汽車理論 . 北京： 機械工業(yè)出版社， 2011[9] [11] 王文偉，畢榮華 M]械工業(yè)出版社， 2010 [12] 陳清泉，孫逢春等 M]京理工大學出版社， 2002 7 [13] 莊繼德，莊蔚敏等 M]華大學出版社， 2010 [14] 陳丁躍 M]2011 [15] 催勝明 M]京大學出版社， 2009 [16] 王方 D]011,4 [17] 王鈺童 D]2007,3 [18]劉寵譽 D]010,4 [19] 王望予 M]械工業(yè)出版社， 2003 8 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日 9 0 密 級 分類號 編 號 成 績 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標 題 of 文 標 題 電動汽車的歷史與發(fā)展 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 盧俊宇 作 者 學 號 201322203 指導教師姓名 白亞雙 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 4 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 1 譯文標題 電動汽車歷史與發(fā)展 原文標題 of 者 名 杰姆斯米迦勒 國 籍 美國 原文出處 要： 簡述汽車的 發(fā)展史，以及現(xiàn)在汽車的發(fā)展趨勢，即汽車發(fā)展未來，也淺談汽車文化內(nèi)涵和外延 。 汽車的發(fā)明改變世界，改變我們的生活，也改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞?，它讓我們的生活方式發(fā)生了翻天覆地的變化。目前，汽車已經(jīng)分布全世界的各個角落，慢慢的汽車的文化、發(fā)展歷史已經(jīng)形成了一種文化。而且現(xiàn)在汽車已經(jīng)進入了藝術(shù)領(lǐng)域，每年的的汽車展覽，吸引了許多人們的眼光，大量的靚麗的汽車讓人發(fā)現(xiàn)，原來汽車也可以制造的如此豪華、奢侈。生活就是這樣，對任何生活方式的評價都是相對的，沒有絕對的好與壞。這是一種觀念，一種態(tài)度，更是一種文化 關(guān)鍵詞： 電動汽車 混 合動力 插件 綠色 歷史 簡介 汽車文化內(nèi)涵 汽車在改變我們的生活，它在帶給我們極大便利的同時，的確也帶來了一些煩惱。但是， 生活就是這樣，對任何生活方式的評價都是相對的，沒有絕對的好與壞。這是一種觀念，一種態(tài)度，更是一種文化。當一種消費品已經(jīng)達到一定數(shù)量時，它自然就會在人們生活中發(fā)揮其“使用價值”以外的作用。從而也就形成了其自身的一種文化目前人們對車的興趣已經(jīng)不僅僅是一種知識的談資，更看重它能夠給生活帶來哪樣的變化。而這種變化也正是人們對汽車需求的原動力，是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原動力。這個時候，對汽車文 化的介紹，對汽車生活的渲染就更重要， 1886 年，德國工程師卡爾 本茨和高特利布 戴姆勒發(fā)明的汽車并沒有車標，三年后法國人路易斯 雷納 潘哈德開創(chuàng)了使用汽車商標的先河，提高了汽車品牌的知名度，促進了汽車工業(yè)的發(fā)展。由于他生產(chǎn)的汽車與眾不同，并用商標與其他汽車區(qū)別開來，極大地促進了汽車的銷售。汽車標志包含兩部分，文字標志和圖案標志，它們構(gòu)成了汽車文化功能性與精神性的內(nèi)涵，它使汽車成為融合自然科學、社會科學與藝術(shù)文化的完美器物。 電動車發(fā)展史 1、 法國汽車發(fā)展史 2 在汽車發(fā)展史上，法國人有著自己獨特的 地位。早在 1769 年，法國陸軍技術(shù)軍官居尼奧就在政府的支持下試制成功了世界上第一輛具有實用價值的蒸汽汽車，從而引發(fā)了世界性的研究和制造汽車的熱潮。但隨后到來的法國大革命卻讓法國的汽車研究中斷了幾十年 ,直到 1828 年 ,巴黎技工學校校長配夸爾制造了一輛蒸汽牽引汽車，其獨創(chuàng)的差速器及獨立懸掛技術(shù)至今仍在汽車上廣泛應用著。法國出現(xiàn)第一輛汽油汽車是在 1890 年，由阿爾芒·標致創(chuàng)立的標致公司生產(chǎn) ,一戰(zhàn)前 ,標致的年產(chǎn)量達到 輛 ,到 1939 年時年產(chǎn)量達 輛 915 年創(chuàng)辦的雪鐵龍汽車公司發(fā)展更快，在二十年代初 年產(chǎn)量就突破 10 萬輛， 1928 年日產(chǎn)達汽車 400 輛 ,占全法汽車產(chǎn)量三分之一。另一創(chuàng)辦于 1898 年的大型汽車廠雷諾汽車公司發(fā)展也很快， 1914 年便形成了大規(guī)模生產(chǎn)，一戰(zhàn)期間更是因軍火生產(chǎn)而籌集了大量資金用于汽車生產(chǎn)。進入 80 年代，世界性的經(jīng)濟危機使法國汽車工業(yè)受到了一定的挫折，雷諾公司更是連年虧損， 1984年產(chǎn)量急劇下降到 30 萬輛，但幾年后雷諾公司便恢復了元氣， 1999 年 3 月還收購了日產(chǎn)汽車公司 股份，去年的產(chǎn)量達 229 萬輛。法國汽車的總體特點就是車體較小而設計新穎，符合大眾化的方向，因此在西歐成為 家庭轎車的熱門，雷諾的“麗人行”微型車在歐洲曾多次獲銷量第一。但是在豪華車、跑車領(lǐng)域，法國汽車公司就不如美、德、日等國汽車公司出色，這成為法國汽車業(yè)的遺憾。 2、德國汽車發(fā)展史 1885 年 10 月，卡爾·奔馳設計制造了世界上第一輛三輪汽油汽車，她的妻子貝爾塔駕駛它時走時停地開了 100 多公里 ,成為世界上第一個女駕駛員。 1886 年 1 月 26日 ,奔馳取得了專利權(quán)，德國人便把 1886 年稱為汽車誕生年。同年戈特利布·戴姆勒也發(fā)明了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司 ,1926 年兩家合并為戴姆勒 司。汽車的誘人前景使德國的汽車廠紛紛出現(xiàn)，一些其他行業(yè)的廠家也轉(zhuǎn)向汽車生產(chǎn)。 1901 年 ,德國共有 12 家汽車廠 ,職工 1773 人，年產(chǎn) 884 輛，而到 1908年 ,汽車廠達到 53 家，職工 12400 多人，年產(chǎn) 5547 輛。 1914 年“一戰(zhàn)”前 ,德國汽車工業(yè)已基本形成一個獨立的工業(yè)部門 ,年產(chǎn)量達 2 萬輛。汽車工業(yè)的發(fā)達從某種程度上也激發(fā)了“一戰(zhàn)”的爆發(fā)。 從總體上看，德國汽車以質(zhì)量好、安全可靠而著稱，奔馳、寶馬等豪華車和保時捷跑車在世界車壇享有盛譽，經(jīng)久而不衰，其品牌含金量極高。所以 ,1998 年春戴姆勒－奔馳公司與克萊斯 勒合并時，戴姆勒－奔馳的年產(chǎn)量僅百萬輛有余 ,而克萊斯勒年產(chǎn)量近 400 多萬輛，但戴姆勒－奔馳取得了新公司的支配權(quán)。當然 ,德國汽車一味追求高檔、豪華也給其市場開拓帶來了一定的難度 ,除了大眾能以真正大眾特色的產(chǎn)品雄居世界十大汽車廠商第四位外，其他公司的產(chǎn)量都不高，這也是日本后來居上超越德國的原因 3、美國汽車工業(yè)史 美國歷史上第一次汽車展覽始于 1900年 11 月 ,在紐約市當時的麥迪遜花園廣場舉 3 行。從歷次汽車展覽可以看出美國汽車工業(yè)的發(fā)展歷史 ,也可以看出美國汽車工業(yè)汽車造型及功能的發(fā)展。 19 世紀末，美國的經(jīng)濟 已經(jīng)達到了比較高的水平，工業(yè)生產(chǎn)開始處于世界前列，它的鋼鐵和石油化工等工業(yè)的發(fā)展為汽車工業(yè)的創(chuàng)造了條件。 1908年，福特汽車推出了著名的Ｔ型車，這種售價不足 500 300 美元的汽車 ,只有當時同類汽車價格的 1/4 甚至 1/10，美國一個普通工人用一年工資就可以購買到。福特的Ｔ型車戰(zhàn)略使汽車成為真正意義上的大眾交通工具。 1913 年，福特公司首先在生產(chǎn)中使用流水線裝配汽車，這給汽車工業(yè)帶來革命性變化，美國隨即出現(xiàn)了普及汽車的高潮。從 20 世紀初到現(xiàn)在，美國汽車工業(yè)已超過了 100 多年的歷史 ,在與同行的激烈競爭 中不斷創(chuàng)新發(fā)展 ,迎合消費者對汽車造型的性能的需求，主宰了世界汽車工業(yè)，美國成為名副其實的汽車大國，工業(yè)大國。在這一過程中，美國通用汽車公司不僅成為世界最大的汽車公司，也成為世界上首屈一指的跨國集團（通用 1993 財政年度銷售額為 1336 億美元，約等于同年中國國民生產(chǎn)總值的 45%。它消耗了美國 10%以上的鋼鐵、 25%以上的橡膠），直到今天仍沒有第二家汽車公司可以取代它的霸主位置。 4、日本汽車發(fā)展史 日本汽車制造業(yè)的開山者應是吉田真太郎， 1904 年他成立了東京汽車制造廠，三年后制造出第一輛國產(chǎn)汽油轎車“ 太古里 1 號”。隨后日本國內(nèi)出現(xiàn)了眾多汽車制造廠，情形不亞于 80 年代的中國。出于軍事的需要，政府頒布了《軍用汽車補助法》，對汽車廠商進行扶持，這成為早年日本汽車業(yè)發(fā)展的原動力。二戰(zhàn)失敗后，盟軍司令部曾下令全面禁止汽車生產(chǎn)，但沒有得到執(zhí)行，豐田、東洋工業(yè)、富士重工都推出了自已的新車型。但在 50 年代前期，美國、歐洲生產(chǎn)的汽車充斥日本汽車市場，大有泛濫之趨勢。特別是歐洲生產(chǎn)的小型廉價汽車，對處在半毀滅狀態(tài)的日本汽車工業(yè)構(gòu)成了致命的威脅。當時的日本政府為了保護本國汽車產(chǎn)業(yè)，對進口汽車征收高達 40%的關(guān)稅（本項關(guān)稅于 1978 年廢止，其后直到今天日本對進口汽車全免關(guān)稅），同時嚴格禁止外國資本滲透國產(chǎn)汽車工業(yè)。而一些小的汽車廠家為了生存，紛紛采取與國外廠家連手搞“事業(yè)合作”或“技術(shù)合作”，唯有豐田依然靠自身力量開發(fā)生產(chǎn)國產(chǎn)轎車。進入九十年，日本汽車工業(yè)漸呈頹勢，許多廠商出現(xiàn)了開工不足、生產(chǎn)力閑置的情況，而美歐汽車商則通過兼并重組恢復了元氣，反過來把日本汽車公司當做并購的對象?，F(xiàn)在，通用汽車在富士重工、五十鈴、鈴木三家公司分別擁有 20%、 49%、股份，福特汽車則擁有馬自達 股份，戴姆勒－克萊斯勒擁有三菱汽車34%的股份。 1999 年，日本第二大汽車公司日產(chǎn)汽車公司因虧損嚴重，被迫將 股權(quán)賣給法國雷諾公司，成為日本汽車工業(yè)危機的一次大暴露。曾經(jīng)輝煌一時的日本汽車工業(yè)會向何處去？這將成為國際汽車界的一個懸念 。 在我們既有機遇又有挑戰(zhàn)的時候我們應該在各個方面達成平衡條件。對于汽車產(chǎn) 4 整合創(chuàng)新，不斷提高自己的競爭力，不斷完善，促進企業(yè)發(fā)展。才能使社會受益。 參考文獻 [5]v s C++[J] he of a of of 5 of of of of of s a At in of of a of s a to be so is of of is is no or is a an a of he is it us at it is of of is is no or is a an a a a it in s of It a of in is a of to it to of is to it is of is 886, no am of of of in of he of to he of of it a of of 6 of 90 of is in of so a in of as as s 1、 of In 769, of s s of 828, a is in is 890, o, a s 2 to 939 8 915 00 at of 0s 00 928, , 898, 914. a of of 0s, in 984 of a in 00 a 999, a in . n 885, s it to go to 00 in 6, 1886, it of 886. In a 926 of 7 to 901, 2 773 an 84 908, 3, 2400 an 547 914, an an 0 of to ". In in 998 s of of 000000 Of to a of in to of s in s is is up . he 900, at of be of of be At of of a to be in of of 908, of 500 300 a , an a s T a of 913, o in of of in of to 00 of in to to of of of In 8 s s 993 133 00 is 5% of It 0% of 5% of in no of 4. he of 904 1 ai no 0s. to s in I, a on in 0s, is a of In a to of At in to on of up 0% (978, on of at of in to to is on of In US in as of 0%, 49% of a 4% 999, s to of a to in a in we we a in We it is a of of to In we be 9 To 5]v s C++[J] 10 指 導 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻與畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻；②翻譯的外文文獻字數(shù)是否達到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。 畢業(yè)設計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目： 純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級： 者 姓 名 ： 盧俊宇 作 者 學 號 ： 201322203 指導教師姓名： 白亞雙 完成時間 ： 2017年 5 月 26日 北華航天工業(yè)學院教務處制北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 I 摘 要 目前純電動跑車順應時代的發(fā)展在市場上的位置越來越重要，而此種跑車的能源與動力的設計與應用仍很落后，研究跑車動力系統(tǒng)具有重要意義。 本文根據(jù)給出具有具體要求的純電動跑車的參數(shù)，利用理論分析加上各種材料的理論判斷，計算得出所需永磁同步電機的功率特性和扭矩特性，變速器的傳動比和檔位以及動力電池的參數(shù)，最后利用 驗證自己所使用的設計方法是否行得通。 關(guān)鍵詞 ： 純電動跑車 動力參數(shù) 仿真 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 t to of of is of of of is so it is of to of to of of of of of to of 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 目 錄 摘要 ............................................................... Ⅰ ......................................................... Ⅱ 第 1章 緒 論 ...................................................... 1 ............................................ 1 .............................................. 1 ..................................... 2 ................................. 3 ............................................ 4 ............................................ 5 第 2章 純電動跑車動力系統(tǒng)設計要求與布局 ............................ 5 .................................................... 5 ............................................ 6 ...................................... 7 第 3章動力總成參數(shù)匹配 .............................................. 7 .............................................. 7 ............................... 8 ..................................... 9 ........................................ 9 .................................... 10 ..................................... 11 ......................................... 12 ................................ 12 ...................................... 13 ...................................... 14 ............................. 15 第 4章 電動跑車動力性能仿真驗 證 ................................... 15 4.1 仿真步驟 ...................................... 15 ........................................... 16 ........................................... 17 .......................................... 17 ........................................ 17 第 5章 總結(jié) ........................................................ 18 致謝 ............................................................... 19 參考文獻 ........................................................... 20 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 題的背景與意義 隨著科技的發(fā)展，人們已從平日坐自行車到現(xiàn)在使用汽車，汽車讓人出入家門變得異常簡單，不用刻意去等待公共交通，但是，由于汽車的使用也造成石油資源的大幅度消耗，汽車排放的尾氣也在破壞我們周圍的環(huán)境，一些數(shù)據(jù)顯示我國汽車保有量明顯的大幅度提高，造成城市的擁堵造成居民生活的不方便，隨著汽車尾氣的排放，引起的溫室效應造成溫度的提高，這些都在迫使汽車工業(yè)的改革。在當今汽車工業(yè)需要向零污染，低噪音，低消耗轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下，電動車的發(fā)展已迫在眉睫，各國政府也在為電動車的發(fā)展出臺了各種政策，電動車實現(xiàn)了零排放，低噪聲，節(jié)能，操作 簡單，而彰顯汽車高技術(shù)應用的跑車將是我們研究的主題。 現(xiàn)今階段的純電動跑車難點在于電機，傳動比和動力電池參數(shù)的選擇，跑車的電機直接影響著跑車的最高速度，傳動比影響著加速度和爬坡度，動力電池決定了續(xù)駛里程。這三方面的解決對于研究電動跑車具有重大意義。 動跑車的發(fā)展 外電動跑車的發(fā)展 目前 ,美國是全世界最喜歡電動車的國家，在美國，插電混合動力汽車是最受歡迎，最好賣的。美國利用汽車公司的力量研究發(fā)展電動汽車，經(jīng)過 13年的研究歷程，純電動汽車關(guān)鍵問題還是沒有得到解決，電池的續(xù)駛里程短，毀壞的電池污染問題沒有解決，然后汽車公司不著重發(fā)展純電動汽車。等到奧巴馬上任后又轉(zhuǎn)向了率先實現(xiàn)混合動力車商業(yè)化的發(fā)展戰(zhàn)略，在國家政策的鼓勵下，美國汽車廠商研究的技術(shù)成果得到了巨大的獲利，形成了世界上最完善的燃料汽車標準體系，截止 2012 年，在電動車，美國獲得了授權(quán)專利占據(jù)世界專利的 22%【 1】 。 到了 21世紀后，由于歐洲對溫室排放的要求十分嚴格，使得歐洲人更喜歡零排放的純電動汽車，導致歐洲的電動汽車迅速發(fā)展，在一些發(fā)展較晚的國家，例如挪威和荷蘭等，他們的發(fā)展最為迅速，電動汽車保有量急劇增加，根據(jù)歐洲汽車制造商協(xié)會 數(shù)據(jù)顯示，與美國相比，歐洲人更喜歡純電動汽車， 1990年，歐洲協(xié)會，用來幫助歐洲各城市的電動車研究和日常幫助，到了 21 世紀 【 2】 ，各個歐洲汽車生產(chǎn)商紛紛在自己內(nèi)燃機具有技術(shù)優(yōu)勢的基礎上推出自己的混合動北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 2 力車和電動汽車，例如雷諾推出的雷諾 雷諾 馬的電動跑車 眾的高爾夫“ 。 日本是全球開始致力于電動汽車的發(fā)展最早的國家之一，日本在混合動力汽車低能耗，低排放和性能方面處于世界領(lǐng)先的地位 ,2013年銷售的新車，居前面幾位的車型都是混合動力汽車，電動汽車在日本的保有量日益 增長，一直以來，日本對純電動車這一塊都比較重視，舉國之力大力發(fā)展純電動車，日產(chǎn)公司在鋰電池方面具有巨大優(yōu)勢，在 1997年推出全世界第一輛鋰電池汽車 【 3】 。 國外的純電動車起步早，加上各國政府的扶持政策，各大汽車生產(chǎn)商才能大力發(fā)展純電動汽車，我國應向讓他們汲取寶貴經(jīng)驗。 內(nèi)純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀 我國的汽車工業(yè)雖然在近幾十年飛速發(fā)展，但是由于基礎較低，還是沒有發(fā)達國家汽車工業(yè)發(fā)達，而汽車發(fā)展帶來的很多負面問題也沒有有效的解決，借著這個機會，在各個國家地區(qū)的純電動車發(fā)展起步差不多的情況下，我國應抓住這個良好的機會?，F(xiàn)在，我國出臺了不少有關(guān)純電動車的政策，各大汽車企業(yè)也抓住這次機會，大力發(fā)展純電動車，相信不久的將來，我國的純電動車也會在世界上數(shù)一數(shù)二。 電動汽車的核心技術(shù)是動力系統(tǒng)電氣化。我國純電動汽車的起步高，圍繞重點目標和主要技術(shù)，建立起純電動、混合動力和燃料電池三種汽車動力系統(tǒng)平臺和研發(fā)體系，取得了一些巨大成就，為整車開發(fā)奠定了堅實的基礎。自 2002國在電動汽車方向已獲得專利 1796 項，其中獲得的發(fā)明專利達 940項。 我國的電池行業(yè)是世界上首屈一指的，在技術(shù)方面為純電動車的發(fā)展提供了良好的基礎；自主研究開發(fā)的 200流異步電機和開關(guān)磁阻電機，電機比功率超過 1300w/機系統(tǒng)達到最高效率為 93％；自主研究開 發(fā)的燃料電池發(fā)動機技術(shù)先進，效率可以超過 50%，是世界上少數(shù)幾個掌握車用百千瓦級燃料電池發(fā)動機研發(fā)、制造以及測試技術(shù)的國家之一 【 4】 。 2003年起，電動汽車正式進入市場，總共投入運營車輛超過 500 輛，運營行駛里程超過 1500 萬公里，平均發(fā)生故障間隔里程達到 3500公里以上，出勤率達到 95％以上 【 5】 。 在 2008年舉行北京奧運期間，我國集中投入了 595輛自主研發(fā)的混合動力、純電動及燃料電池汽車，總共運行 370多萬公里，累計運送乘客 440 多萬人次，從而實現(xiàn)奧運史上最大規(guī)模的電動汽車示范運行。 從去年初，科技部、財政部、發(fā)改委、工信部四各部門共同組織啟動了節(jié)能北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 3 與新能源汽車示范推廣試點工作（簡稱“十城千輛”工程），研究出臺了專項財政補貼政策，計劃利用在三年多時間示范推廣 6萬輛電動汽車，從而實現(xiàn)新增銷售收入 300億元。 我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展在具備了以上良好政策基礎的同時，還具有一些有利條件。主要表現(xiàn)在幾個方面： 資源優(yōu)勢：我國具有儲量巨大鋰礦和稀土資源，根據(jù)已經(jīng)探明的儲量，鋰有380多萬噸，在世界上鋰資源儲量排名第二，主要分布在祖國西北部，而我國儲量豐富的稀土資源占據(jù)了世界的 58%，為世界第一位，多 年來都是稀土出口大國，這些資源都是制造動力電池的核心材料，如此豐富的資源儲量為我國大力發(fā)展純電動汽車提供了物質(zhì)基礎。 產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢：近幾年，我國工業(yè)迅速發(fā)展，電動自行車與電動車行業(yè)發(fā)展尤為迅猛，其制造電動零配件能力越來越強，一躍成為世界上電動車第一市場和生產(chǎn)國，在電動自行車等產(chǎn)業(yè)的帶動下，我國電池與驅(qū)動電機等零件的生產(chǎn)與研發(fā)位居世界前列，在這種產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的基礎上，純電動汽車的發(fā)展可謂如魚得水。 市場優(yōu)勢：我國正處于快速城市化，居民生活水平差距十分明顯，對于汽車的需求也越來越強，明顯的生活水平差距 造成了各地對于汽車品種需求的不同，在這種情況下，我國對純電動汽車大力扶持的政策將有助于提高居民對純電動汽車的購買意愿，有助于純電動汽車的市場推廣。 基礎設施后發(fā)優(yōu)勢：發(fā)達國家的城市建設大都已完成全面布局，許多純電動汽車有關(guān)的基礎設施不太容易進行建設，而我國不同，我國現(xiàn)在大多地區(qū)才進行城市化建設，有關(guān)純電動汽車的基礎設施的建設可以列入城市規(guī)劃中，容易建設，建設完畢將大大推廣純電動汽車的市場。 現(xiàn)在我國純電動汽車行業(yè)在資源存儲量大，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢大，國家扶持等有利條件下，絕對是個朝陽行業(yè)，我國與企業(yè)應 抓住這樣的優(yōu)勢大力發(fā)展純電動汽車，在國際汽車行業(yè)大轉(zhuǎn)型的情況下，實現(xiàn)國家汽車行業(yè)的變大變強和自主發(fā)展，成為汽車大國而不僅僅是汽車生產(chǎn)大國。 題的目的與意義 純電動車與傳統(tǒng)燃油車在動力系統(tǒng)有著完全不一樣的結(jié)構(gòu)，涉及到了周多學科，而最能體現(xiàn)汽車的技術(shù)則是高科技的跑車，本論文選取純電動跑車動力系統(tǒng)參數(shù)設計則有效的應用到各級純電動汽車。 目前，純電動跑車的動力電池始終是一個問題，它的續(xù)駛里程太低，多加電池的話會增加車子整備質(zhì)量，也提高了設計難度，提高了故障率，所以，本文在現(xiàn)今動力電池的技術(shù)下，更好地設計純電動跑車動力系統(tǒng)縮小動力電池帶來的缺北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 4 陷，設計的參數(shù)再用汽車仿真軟件 行仿真實驗，本文從理論到實驗對純電動跑車的動力總成的匹配對車輛性能的影響。 文主要研究內(nèi)容 本文結(jié)合設計說明書主要研究以下內(nèi)容： 1：分析和探討純電動跑車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動力總成結(jié)構(gòu)的布置形式 2：根據(jù)純電動跑車動力性，經(jīng)濟性要求，對跑車驅(qū)動電機的參數(shù)，變 速箱傳動比和檔位數(shù)，動力電池參數(shù)進行設計匹配， 3：通過基于汽車仿真軟件 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 5 第 2 章 純電動跑車動力系統(tǒng)設計要求與布局 計要求 純電動跑車的動力性能主要取決與動力系統(tǒng)的參數(shù)匹配以及控制策略和零件特性，根據(jù)所提出的設計要求，本文設計的指標如表 2 表 2項目 參數(shù) 整備質(zhì)量 1700h 加速時間 高車速 250km/h 續(xù)駛里程 200力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選型 所設計的該純電動跑車動力系統(tǒng)用硫酸鐵鋰電池為動能，采用永磁同步電機，該電機起動轉(zhuǎn)矩大，起動時無電流沖擊，負載變化時電流變化小，效率高，可靠，不用維護即有效實現(xiàn)再生制動的優(yōu)點。結(jié)構(gòu)如圖 2 圖 2北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 6 電動汽車系統(tǒng)的控制策略：當汽車加速并正常行駛時，驅(qū)動車輪為電池供電的電機，并向汽車供電時下坡或剎車，電動機作為發(fā)電機向蓄電池充電，實現(xiàn)能量回收。 設計的純電動跑車參數(shù) 所設計整車理論參數(shù)指標如表 2 2技術(shù)參數(shù) 單位 參數(shù)值 空氣阻力系數(shù) - 風面積 ㎡ 動效率 - 90% 滾動半徑 m 動摩擦系數(shù) - 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 7 第 3 章 動力總成參數(shù)匹配 本文所設計的純電動跑車動力系統(tǒng)應純電動跑車對動力性和續(xù)駛里程的要求，純電動跑車動力性能評價指標包括 4個部分： （ 1）起步加速性能：純電動跑車從 0km/h 加速到 100km/間使用越少則說明起步加速性能越優(yōu)秀。 （ 2）最高速度：電機發(fā)出的功率能讓純電動跑車達到某一最大速度的能力。 （ 3）最大爬坡度：純電動跑車以一定速度在某一坡度上行駛。 （ 4）續(xù)駛里程：電池的能量能夠驅(qū)使純電動跑車行駛一定的里程。 機參數(shù)的選擇 驅(qū)動電機是純電動汽車動力系統(tǒng)的核心，它直接影響純電動跑車驅(qū)動系統(tǒng)的整體性能，因此在純電動跑車發(fā)展之前，就需要確定驅(qū)動電機的參數(shù)。 電動汽車驅(qū)動電機的機械特性和機械性能的傳統(tǒng)汽車發(fā)動機有驅(qū)動電機之間的巨大差異，負載指數(shù)的 3倍以上，驅(qū)動電機可以在最大功率條件下長期工作，因此，純電動汽車最高車速應在額定工況下的驅(qū)動電動機的計算。 高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速越高，對個方面要求越高，成本越高，影響汽車的整體布局，本文所使用的永磁同步電機性能如表 3 表 3表 項目 永磁同步電機 轉(zhuǎn)速范圍（ r/ 4000~10000 功率密度 高 功率因素（ %） 90~93 峰值效率 (%) 95~97 符合效率（ %） 85~97 過載能力（ %） 300 恒功率區(qū)比例 1:機質(zhì)量 輕 電機尺寸 小 可靠性 優(yōu)良 機構(gòu)堅固性 一般 控制操作性能 好 根據(jù)多方面考慮，暫定電機峰值轉(zhuǎn)速 7200r/定轉(zhuǎn)速 4800r/載北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 8 倍數(shù)為 機動力參數(shù)的匹配 對于驅(qū)動電機所要確定的參數(shù)有最大輸出功率，額定輸出功率，最大輸出轉(zhuǎn)矩，這三方面的參數(shù)選取主要依靠所設計的純電動跑車所要求達到的最高車速，加速性能，爬坡度，通過對這三方面的理論計算，初步確定電機動力參數(shù) . 因純電動跑車最高車速不能在最大輸出功率下持續(xù)行駛，所以應用額定功率計算： ???????? ??? 2m a xm a x 0u u g t?額(3上面公式 (3： 最高速度 h η t—— 傳動效率 m—— 電動跑車整備質(zhì)量 f—— 滾動阻力系數(shù) D—— 空氣阻力系數(shù) —— 迎風面機 代入數(shù)據(jù)： P 額 ≥ 1）電動跑車在爬坡工況下要求的功率為： ???????? ????? i nc o a xm a t???爬(3根據(jù)一般跑車爬坡度要求至少能夠以 10km/h 通過 坡度 上式 (3： 爬坡時行駛速度 10km/h α —— 坡度角 代入數(shù)據(jù)得 P 爬 = 2）根據(jù)純電動跑車加速性能推得驅(qū)動電機功率為 : ???????????????g f up 上式 (3 ???????? 汽車末速度 100km/h 汽車加速時間 —— 擬合系數(shù)，一般取 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 9 δ —— 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 22022 ? ????? ? (3式（ 3： 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 (km* 車輪的轉(zhuǎn)動慣量 (km*R—— 車輪半徑（ m） 變速器傳動比 主減速器傳動比 代入數(shù)據(jù)得：加P≥ 電動跑車的驅(qū)動電機輸出的最大功率應能同時滿足對跑車最高速度，加速性能，爬坡度的要求，所以純電動跑車驅(qū)動電機輸出的最大功率為： ??????? ?? ?加額 爬，， a xm a （ 3 上式（ 3：20動機的額定功率為額P=215 最大轉(zhuǎn)矩的計算 純電動跑車的最大轉(zhuǎn)矩應滿足動力性要求，計算出了驅(qū)動電機的額定功率后，可以按照公式計算得出驅(qū)動電機的最大轉(zhuǎn)矩： 9 5 5 09 5 5 019 5 5 0 m a xm a xm a xm a x ???? ?(3上式中： 額定扭矩（ 峰值扭矩（ 額定轉(zhuǎn)速（ r/ 代入數(shù)據(jù)求得驅(qū)動電機最大扭矩為 955動電機參數(shù)的確定 根據(jù)驅(qū)動電機的外特性曲線，在低轉(zhuǎn)速區(qū)可以獲得恒定的最大扭矩，在高轉(zhuǎn)速區(qū)獲得恒定的較高功率，驅(qū)動電機最大轉(zhuǎn)速的選擇結(jié)合了傳動系傳動比，驅(qū)動電機效率來考慮，綜合以上因素，計算并選擇電機額定功率為 215值功率為 320擇電機最大轉(zhuǎn)矩為 955定轉(zhuǎn)速為 4800r/大轉(zhuǎn)速為7200r/北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 10 電動跑車傳動比的選擇 目前，在城市里，純電動跑車往往受到許多不同的條件所限制，單單依靠驅(qū)動電機的變矩很難滿足動力性能的要求，因此需要在驅(qū)動電機和車輪之間安裝主減速和變速器，用來滿足純電動跑車動力性要求，減輕驅(qū)動電機的負擔。傳動系傳動比的選擇要充分依靠轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的特性，從而保證驅(qū)動電機高效的運行。由純電動跑車的總傳動比為 gi ? 0(3先計算傳動比的上限： gg ?? 0(3m a xm a u ?(3上式中： 主減速器傳動比 變速器傳動比 i—— 傳動系的速比 驅(qū)動電機最大轉(zhuǎn)速 行駛的最高車速 R—— 車輪半徑 代入數(shù)據(jù)的 i≤ 算傳動比下限有兩種方法： （ 1)由電動機最高轉(zhuǎn)速對應的最大扭矩和最高車速對應的行駛阻力來確定傳動比下限： ?下（ 3 ?m 3 mf co 3 ? （ 3 式中： 純電動跑車最高車速行駛時遇到的阻力 驅(qū)動電機最高轉(zhuǎn)速下輸出的轉(zhuǎn)矩 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 11 滾動阻力 空氣阻力 (2)由最大爬坡度對應的行駛阻力和低速運行輸出的最大轉(zhuǎn)矩來確定傳動比下限： i （ 3 ??m a x（ 3 co s?（ 3 ? （ 3 mi 3 上式中： 最大爬坡度時的行駛阻力 爬坡阻力 上面兩個式子代入數(shù)據(jù)得 i≥ 以得出設計的純電動跑車傳動比范圍的 i≥ 由此選擇該純電動跑車變速箱為固定齒變速箱，總傳動為 力電池參數(shù)的選擇 動力電池作為純電動跑車的能量源，是不可缺少的，如今動力電池技術(shù)還不能有效的解決續(xù)航問題，所以我們應利用好現(xiàn)今技術(shù)來解決問題。下面是現(xiàn)今電池的基本參數(shù)： 表 3鉛酸 鎳氫 鎳鎘 鐵鋰 能量密度（ 12080 120 260 比能量（ 405 4005功率（ W· 200605050率密度（ W· 120 240 - - 續(xù)駛里程（ 70 240 130 190 循環(huán)壽命（次） 500000000量效率（ %） 65 90 65 - 可回收率（ %） 97 90 90 50 充電時間（ h） 86 53 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 12 通過比較，我們選擇鐵鋰電池來作為所設計的純電動跑車的動力電池。 鐵鋰電池是一種具有高能的蓄電池，與其他的相比具有電壓高，比能量高，無記憶效應，充電壽命長，快速充電，自放電率低，工作溫度范圍寬等優(yōu)點，目前，全球許多汽車廠商開始投入使用了。通過對比，所設計的純電動跑車使用的動力電池參數(shù)如下：單體充電電壓為 體電容為 22阻為 力電池組容量的選擇： 動力電池容量應根據(jù)最大輸出功率和能量，用以保證電動車的動力性和續(xù)駛里程，電池數(shù)目確定有 2種方法： (1)有最大功率選擇電池數(shù)目： ?m 3式： 電機輸出最大功率 η e—— 電動機工作效率 η 電機控制器工作效率 0—— 單體電池電動勢 等效內(nèi)阻 (2)由續(xù)駛里程來計算電池數(shù)目： WN 3 上式（ 3 L—— 純電動跑車續(xù)駛里程（ 單節(jié)電池的電壓（ v） W—— 純電動跑車行駛一公里消耗的能量（ 純電動跑車電池數(shù)目有上兩者最大確定 ??????? 00 0,m a xm a xm a x?? （ 3 通過計算得出電池數(shù)目為 500個。 池組電壓的計算 根據(jù)純電動跑車的輸出最大功率來確定電池組電壓： 3001000 m V ??(3北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 13 得出： 1066v 結(jié)合電池數(shù)目和單體電池電壓得出 100v 池組能量的計算 電池組能量計算： 1000?（ 3 上式（ 3： 電池組的能量（ 電池組電壓（ v） 求得 得動力電池組參數(shù)如表 3 3單只電容 22只電壓 只電阻 能量 池只數(shù) 500 總電壓 1100v 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 14 設計的純電動跑車參數(shù)如表 3 3電動機 類型 永磁同步電機 最大轉(zhuǎn)矩 955定轉(zhuǎn)速 4800r/大轉(zhuǎn)速 7200r/大功率 320定功率 215速器 固定速比 式 單速比減速器 動力電池 單體容量 22體電壓 能量 池只數(shù) 500 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 15 第 4 章 電動跑車動力性能仿真驗證 章通過前兩章提供的數(shù)據(jù)，基于 而驗證所選擇的動力總成能否滿足整車的動力性要求。 4.1 仿真步驟 輛參數(shù)的輸入、仿真參數(shù)的設定和仿真結(jié)果的輸出。 輛參數(shù)的輸入 圖 4圖 4 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 16 真參數(shù)的設定 圖 4戶可以根據(jù)自己的需要選擇循環(huán)工況，對車輛進行仿真分析。本文的車型為純電動車型，直接采用電動汽車控制策略。 圖 4北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 17 真結(jié)果輸出 圖 4真結(jié)果的分析 左側(cè)第一幅是車速隨著循壞工況的運行曲線 ,現(xiàn)良好的動力性。第二幅表達了能量存儲系統(tǒng) 化曲線，從中看出跑完整個循環(huán)工況，能量存儲系統(tǒng)從滿值降到幾乎為零，也就是說該車跑完 13個 環(huán)工況。該車大概可以運行 210三幅為排放曲線，可以看出所排出的污染物為 0，第四幅為總傳動比曲線，傳動比為 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 18 第 5 章 總結(jié) 在一段時間的學習和研究以后，這篇論文終于做完了，通過這段時間的學習我對純電動跑車也有了一定的認識，在這次論文制作的過程中，我領(lǐng)悟到了許多。 3月初，我開始選題并開始了開題報告，這是準備階段，這段時間我閱讀了大量的資料，從圖書館借閱了大量書籍，從這些上面，我懂了許多有關(guān)純電動車的知識，并讓我明白怎么獲取自己所需要的知識。 4月份，我開始了論文制作，利用自己獲取的理論基礎一步一步的解決各個方面的問題，遇到了不懂的，我也積極和老師請教解決問題，這個階段讓我養(yǎng)成向別人請教的好習慣。 5月份的時候，論文制作完成了，這 個時候我開始了論文最后的檢查，這個階段讓我養(yǎng)成了仔細耐心的好習慣。 這些時光，為我人生提供了寶貴的經(jīng)驗，我將用這些今天經(jīng)驗為自己未來的道路打下堅實的基礎。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 19 致 謝 在寫論文期間，許多人在學習上和生活上幫助了我，沒有他們，估計我可能會放棄論文的研究。 我的老師白亞雙我必須首先感謝他，在論文的開題階段，我十分猶豫，是他根據(jù)我的特點向我推薦這份題目，在論文遇到瓶頸的的時候，是他不厭其煩地幫助我尋找問題的根源與解決辦法，等到論文快結(jié)束，是他主動要求幫我查看論文的細節(jié)問題，沒有他的幫助，憑我一個人所花的時間遠遠不止于此，在此我想他報以我最誠摯的感謝。 我的室友和我的父母，他們一個是在生活中關(guān)心我，一個是在我背后撐起一片天，他們我必須要感謝，沒有他們我可能堅持不下去。 最后要感謝的是全校領(lǐng)導和老師，沒有你們的辛苦工作，我是沒有這種安靜的環(huán)境進行論文的制作的，謝謝你們。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 20 參考文獻 [1］ 王文偉，畢榮華 M] 械工業(yè)出版社， 2010 [2］ 陳清泉，孫逢春等 M] 京理工大學出版社 2002 [3］ 莊繼德，莊蔚敏等 M] 華大學出版社， 2010 [4］ 陳丁躍 M] 2011 [5］ 催勝明 M] 京大學出版社， 2009 [6］ 王方 D] 2011,4 [7］ 王鈺童 D] 2007,3 [8］ 劉寵譽 D] 2010,4 [9］ 王望予 M] 械工業(yè)出版社， 2003