混合动力汽车实验部分

七、实验台介绍
一、选题的目的、依据和国内外研究进展
一、选题的目的、依据和国内外研究进展
1.选题的目的
混合动力汽车作为目前最具可行性、可操作性的节能环保型汽车,已经成为汽车行业研究 的热点之一。混合动力汽车与传统内燃机汽车相比，其节油的主要原因在于：（1）可使用小 型的发动机，使发动机的工作点处于高效率的最优工作区域内；（2）在汽车停车等候或低速 滑行等工况下关闭内燃机；（3）在汽车滑行或紧急制动时，利用发电机回收部分制动能量。 再生制动是一种使用在电动汽车上特有的制动技术，在减速制动时，将驱动电动机运行 在发电状态，依靠车轮的反向拖动产生电能和车轮制动力矩，从而在减缓车速的同时将部分 动能转化为电能回馈给蓄电池以对其充电，实现了能量的回馈。 再生制动系统的研究是混合动力电动汽车开发过程中的重要环节之一，而其性能则主要 依赖于该系统的控制策略。制动能量回收控制策略需根据车辆的动力学结构设计，设计的目 标是在保证汽车制动时方向稳定性和满足驾驶员制动要求的基础上最大程度地回收车辆的制 动能量。 再生制动既能参与车辆的制动又能实现制动时能量的回收，回收的能量留作车辆驱动行 驶用。这样可以延长车辆的行驶里程，提高整车的燃油经济性，改善整车的使用率。因此， 再生制动是混合动力电动汽车一个极其重要的研究方向。
车公司开发的INSIGHT混合动力汽车，其特色在于开发的一种双制动力分配系数控制再生制动系
统。该系统在综合控制ISG电机、液压系统的同时结合发动机节气门开度控制，实现了混合动力 汽车制动能量的高效回收。在INSIGHT混合动力汽车推出之后，本田公司于 1997年推出了电动车 EV PLUS，因为引入能量回馈制动系统，UDDS工况下实验数据显示，能量消耗降低26%左右。本田 公司和福特公司推出的混合动力款的Escape应用了线传电液系列再生制动系统，极大地提高了制 动能量回收效率。实验数据表明，这款福特Escase混合动力车与传统型福特Escape相比，城际公 路综合燃料经济性提高约50%。
其特色之处在于再生制动系统搭载电子伺服装置。制动能量的分配动态变化，实时根据车辆具体
情况控制，即通过电液比例控制调节液压制动力。这样，在保证制动安全稳定性的前提下，更能 够有效实现再生制动与摩擦制动的综合控制。有数据显示，该款混合动力汽车在搭载丰田HTS-Ⅱ 混合系统，引入新的再生制动系统及其控制策略之后，整车能量利用率提高达20%以上。本田汽
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2.选题的依据
（1）国家政策导向 2012年6月28日，国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》。该规 划确定了我国汽车工业的中长期发展战略目标。发展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量， 缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举 措。规划中对新能源汽车和节能汽车的定义如下：
一、选题的目的、依据和国内外研究进展
新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，规划中所指新能
源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。 节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。 规划中明确了技术路线：以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当 前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内 燃机汽车，提升我国汽车产业整体技术水平。 国际方面，美国和日本现阶段还是以发展混合动力车为主要取向。政府只是在政策方面给予 零排放汽车更多的补贴而已。在去年1-7月美国所售出的188257辆新能源车中，电动车（含插电 式）只占到7.7%。日本在同期所销售的414746辆新能源车中，电动车也只占2.38%，其余都是混 合动力车。在欧洲的不完全统计中，电动车（含插电式）也仅占18.2%，而且在明年还有包括奔 驰、宝马、法拉利和保时捷等许多高端品牌在内的混合动力汽车上市。
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（2）行业研究热点 混合动力汽车由于其良好的经济性能和低排放性已被人们接受，再生制动功能作为其提高燃 油经济性能的一个重要因素现已成为一个研究热点。目前各大车企、高校都纷纷加大了此方面的 研究。 （3）结合实验室研究条件的实际 a.结合实验室前期研究 再生制动系统研究的关键问题：整车能量的回收率、制动方向稳定性和驾驶员的制动感觉。 其中的制动方向稳定性方面与实验室前期的研究项目（基于GPS的汽车稳定性控制系统研究）具 有很大的相关度。 b.结合实验室现有实验条件 实验室目前拥有CRUISE整车性能仿真软件、dSPACE实时仿真系统、NI Compact RIO实时数据 采集系统、底盘测功机测试系统（AVL CD48）、油耗仪（AVL PLU-408）、汽车排放分析系统 （AVL AMA i60）、丰田普锐斯（第二代）混合动力车、丰田普锐斯（第二代）混合动力总成试 验台架等一批软件仿真及硬件实验仪器设备。以上实验条件为再生制动控制系统研究的开展提供 了软、硬件条件。
混合动力汽车再生制动控制系统研究
专 业：动力机械及工程
研究方向：动力机械控制与测试技术
导
学来自百度文库姓
师：张洪田 教授
号：B609030009 名：孙远涛
报告内容
一、选题的目的、依据和国内外研究进展 二、论文研究方案 三、所需的科研条件 四、工作量和论文工作计划以及经费估算
五、主要参考文献
六、预期成果、现有成果及下一步打算
一、选题的目的、依据和国内外研究进展
3.国内外研究进展
再生制动技术真正在混合动力汽车上得到应用始于上世纪60年代，一直以来，由于混合动力
汽车的电池技术没有得到突破，关于再生制动的发展也非常缓慢。上世纪80年代，随着能源短缺
的呼声越来越强烈，混合动力汽车理所当然成为节能汽车新生代的领军角色，而再生制动这项技 术作为混合动力汽车的一项关键技术随着人们的呼声也越来越受重视。 在产品方面，日本丰田公司开发了混合动力汽车Prius，相对于原先的混合动力汽车而言，