毕业设计论文开题报告.docx
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毕业设计论文开题报告
目录
目录1
1选题的目的及意义2
2本课题在国内外的研究状况及发展趋势2
3本课题的研究内容和拟解决的关键问题3
3.1研究内容3
3.2拟解决的问题4
4拟采用的研究方法及技术路线4
4.1研究方法及措施：
4
4.2实施方案与思路4
4.2.1汽车混合动力的设计4
4.2.2总体布置及计算6
5课题进度安排9
参考文献9
1选题的目的及意义
经过近30年的努力，特别是过去10多年国家汽车生产和消费政策的调整，我国汽车产业呈现爆发式增长，产销规模在1998-2008年的10年间保持了20%以上的年均增幅。
目前我国已跃居世界第二大汽车消费国和第三大汽车生产国。
2008年，受国际金融危机的影响，我国汽车产销量分别为934.5万辆和938.1万辆，增幅低于2007年。
而2009年以来，汽车市场回暖，从2009年3月起我国汽车产销已连续9个月超过百万辆水平，创历史记录。
2009年1-11月，我国汽车产销分别为1226.58万辆和1223.04万辆，同比增长41.59%和42.39%。
中国汽车工业总体发展趋好。
关于中国汽车制造业经济运行：
2008年1-11月我国汽车制造行业实现累计工业总产值2,107,810,742,000元，实现累计产品销售收入2,083,202,551,000元，实现累计利润总额123,902,786,000元。
2009年1-11月全国汽车行业规模以上企业产销呈较快增长趋势，工业总产值和工业销售产值自1-4月由负增长转为正增长以后，增幅均逐月上升。
1-11月，累计完成工业总产值28576.49亿元，同比增长22.26%，增长额为5203.70亿元；累计完成工业销售产值28024.21亿元，同比增长21.83%，增长额为5021.89亿元。
作为发展中国家，我国面临的挑战比发达国家会更加严重，我国政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。
中国汽车行业前景广阔，预计我国汽车产量2010、2011年将持续保持增长，预计增长率在19%至20%之间。
在2015年左右国内汽车销售有望超过美国，成为第一大汽车消费市场。
到2020年，中国本土汽车产量将达到2000万辆左右，其中两成产品将进入国际市场。
对于即将走进中外合资的大型汽车企业上海通用汽车有限公司的我，更应该了解熟悉汽车的定义、分类、性能及汽车行业、汽车产业链等，清楚国内外汽车工业的现状和国内汽车工业自主品牌的发展，并对中国汽车制造行业的发展趋势有一定的了解。
基于工作和未来发展需要，有必要对汽车动力系统有一定的了解，因此本课题的研究显得尤为重要，对未来的机遇有重要的现实意义。
2本课题在国内外的研究状况及发展趋势
在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。
“十二•五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段：
2011-2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。
“十三•五”期间即2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车包括：
混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。
混合动力汽车是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。
通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行状况灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与尾气排放，节能环保效益显著。
国际混合动力汽车市场上，日本、美国、欧洲等市场比较成功，日本丰田、本田，美国通用、福特等大型车企积极投身混合动力汽车的研发及生产。
预计从2010年到2015年世界混合动力汽车产业的年均增长率将达到10%以上，全球混合动力汽车市场规模将进一步扩大。
中国新能源汽车产业始于21世纪初。
2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以混合动力车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。
2009年初，国家财政部、科技部下发《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，在北京、上海、重庆、杭州、广州、深圳等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。
经过多年研发，我国已基本掌握了混合动力汽车关键零部件和动力系统平台技术，拥有了相关技术标准和测试能力，开发出一批混合动力汽车产品，实现了小批量的整车生产能力，混合动力公交车已在多个城市开展了小规模示范应用。
在国家相关扶持政策的积极推动下，我国混合动力汽车业将进一步突破产业化瓶颈、降低制造成本、加速产业链的培育和延伸。
目前混合动力车型是新能源汽车的主流。
近年来混合动力车型得到了越来越多消费者的认可。
在这股产业化高潮中，国内汽车企业也正在向国际接轨。
从最初合资企业一汽丰田引进普锐斯混合动力轿车到如今包括一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、比亚迪的群雄逐鹿，混合动力汽车在我国已进入科研转向产业化的关键时期。
到2012年前后，我国混合动力汽车市场将进入快速发展阶段。
3本课题的研究内容和拟解决的关键问题
3.1研究内容
本设计为上海通用英朗GT轿车的动力系统，在汽车的混合动力系统中，以制造成本低，改型设计少，性能指标优为出发点，在轻度混合动力的基础上，开发一款四轮驱动的完全混合动力汽车，从而实现汽车的低成本、低能耗、低污染，真正使开车成为一种绿色出行。
在这一系统中，SSG（Side-mountedStarterandGenerator）与发动机通过皮带连接，实现汽车的自动启停和发电的功能，后轮上的两个轮毂电机直接和后轮轴相连，起到单独驱动、功率补偿和制动能反馈的作用。
3.2拟解决的问题
零部件的选型原则：
内燃机、电动机、蓄电池的选择。
（1）、混合动力内燃机追求的是高效率，而不是高功率，可以使其更小更轻，以减少摩擦损失。
（2）、混合动力的轮毂电机要求是具有较大范围的调速性能，能通过四象限工作实现制动能反馈、高效率、低损耗。
（3）、混合动力汽车对蓄电池进行的是频繁和浅度的充放电循环，在充放电过程中，电压和电流可能有较大变化，因此蓄电池有：
a、大功率充放电能力；b、较高的充放电效率。
4拟采用的研究方法及技术路线
4.1研究方法及措施
（1）了解汽车动力系统组成及工作原理；
（2）把握总体思路，提出总体设计方案；
（3）了解汽车动力系统功能从而做出主控模块的选型及设计；
（4）学习汽车动力系统设计的思想，制定相应的设计思路与程序；
（5）做出控制方案；
（6）汽车动力系统原理图。
4.2实施方案与思路
4.2.1汽车混合动力的设计
发动机作为本文设计的混合动力汽车整个动力系统的核心和主要动力源,其性能对于整车的动力性能、经济性能和排放的影响最为显著。
因此,发动机的设计至关重要。
在设计发动机时,应当遵循以下原则:
a、发动机单独工作时,一般需要保证车辆匀速行驶时所需要的最大功率,即:
式中,
为传动系的效率；m为整车的质量；g为重力加速度；v为车辆行驶速度；Cd为空气阻力系数；A为车辆的迎风面积。
b、发动机和电动机联合驱动车辆时,满足车辆所需的最大功率,并留有一定余量,作为车辆的后备功率和附件功率使用。
c、尽量保证所选择的发动机可以长时间工作在经济区内。
d、尽可能选取较小的发动机,降低成本,减小排放。
按照这种原则，对汽车发动机设计过程如下：
图1整车驱动结构示意图
本文是以上海通用英朗GT汽车汽车为原型车，将其驱动系改造为单轴式并联混合传动系统。
其整车参数如下：
满载总质量=2070kg，空载总质量=1670kg，迎风面积A=2.32m，车轮滚动半径r=0.345m，最大功率（KW/rpm）110/6000，，滚动阻力系数f=0.01.
（1）、动力性能指标
（2）、发动机的选择
（3）、电动机的选择
（4）、电池的选择
（5）、减速器传动比的确定
4.2.2总体布置及计算
（1）、轴荷分配及质心位置的确定
（2）、空载时的轴荷校核
（3）、满载时轴荷的校核
（4）、水平路面上汽车满载时行驶时各轴的最大负荷计算
图2汽车驱动系统示意图
图3汽车驱动系统简图
汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。
它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能格局需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。
传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。
汽车传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。
例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。
而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。
PSHEV的驱动力组合有以下不同的组合模式：
1）动力组合器动力组合式PSHEV
结构模型：
动力组合器动力组合式PSHEV有发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力总成，在发动机的输出轴上，装有一个电动/发电机，电动/发电机一般只用于快速起动发动机和发电。
发动机和驱动电动机的动力在动力组合器上进行组合，然后通过差速器和半轴带动车轮行驶。
由于发动机和驱动电动机的动力在动力组合器上进行组合，称为动力组合器组合式PSHEV。
驱动模式：
（1）以发动机驱动为基本驱动模式，带动电动/发电机，通过动力组合器驱动车辆行驶。
（2）驱动电机能够以电动机驱动模式，通过驱动动力组合器驱动车辆行驶。
（3）在加速爬坡时，驱动电机与发动机组合成混合驱动模式，发动机与驱动电动机的动力通过动力组合器组合。
丰田Prius所采用的混合驱动方式，它将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来。
动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到电动机并输出到驱动轴。
此时车辆介于串联和并联之间，充分利用两种驱动方式的优点。
从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。
与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。
此联结方式系统复杂，成本高。
2）驱动轮动力组合式PSHEV
结构模型：
驱动轮动力组合式PSHEV有发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力总成，在发动机的输出轴上，装有一个电动/发电机，电动/发电机一般只用于快速起动发动机和发电。
由于在发动机与驱动电动机混合驱动时，发动机和驱动电动机的动力（牵引力）在驱动轮上组合，因此称为驱动轮动力组合式PSHEV。
驱动模式：
（1）以发动机驱动为基本驱动模式，带动电动/发电机，并独立驱动后轮（前轮）。
（2）驱动电机为辅助驱动模式，能独立驱动前轮（后轮）。
（3）在混合驱动模式时发动机与驱动电动机共同组成4轮驱动模式，驱动PHEV的前驱动轮和后驱动轮。
PSHEV兼有SHEV和PHEV的优点，可以组合成更多种形式的混合驱动的驱动模式，性能更加完善，经济。
图4四轮驱动的混合动力汽车动力系统组成
5课题进度安排
3月7日-----3月31日：
完成实习报告，开题报告，着手查找学习相关资料
4月1日-----4月20日：
学习汽车构造与设计相关知识，了解起汽车动力系统的控制原理
4月20日----5月10日:
查阅资料，完成混合动力汽车动力系统的设计
5月10日----5月20日：
画出汽车动力系统的相关图形，完成设计说明书初稿
5月底备检为答辩做准备
参考文献
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北京理工大学出版社2007.2
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