新能源轿车制动系统设计开题报告

全文总字数：5123字

1. 研究目的与意义（文献综述）

近些年来，随着世界环境逐渐恶化，温室效应逐渐显著，以及能源的短缺，越来越多的国家和企业开始把新能源汽车作为未来汽车行业发展的重点方向^[1]。汽车作为能源消耗产品，在整个能源消耗系统中，汽车占到能源总耗能的60%-70%^[2]。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200-400kg，氮氢化合物50-150kg，汽车尾气已成为城市空气污染的主要来源之一^[3]。随着我国近些年汽车工业的飞速发展，汽车保有量持续增高。据统计，截止到2010年世界汽车保有量已接近10亿辆，并以每年3000万辆的速度快速增长^[4]。预计，2020年中国民用汽车保有量将达到2.75亿辆，2030年达到约4.79亿辆，2035年将实现保有量峰值，约为4.95亿辆^[5]。所以将传统的燃油汽车向新能源汽车转型，以成为当下的热门话题。电动汽车是新能源汽车中发展最好、应用最多的一种汽车。我国目前也出台了许多政策来促进电动汽车的发展^[6]。

制动系统是汽车上的安全系统，其对保证驾驶员及车内乘客的安全方面起到了至关重要的作用^[7]。它的主要功能是使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停止行驶的汽车保持不动^[8]。制动系统主要有4个基本组成部分：供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件；控制装置——包括产生制动动作和控制制定效果的各种部件；传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件；制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。制动系统通常可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。行车制动系统是指让汽车在行驶的过程中减速或停止的制动系统；驻车制动系统是指将停止的汽车保持在原地不动的制动系统；应急制动系统是指当行车制动系统失效时，保证汽车在行驶时可以减速或停止的系统；辅助制动系统是指在车辆行驶的过程中，辅助行车制动系统工作的制动系统^[9]。

目前，绝大多数新能源汽车的制动系统主要包括有行车制动系统、驻车制动系统和辅助制动系统^[10]。新能源汽车的行车制动系统相比较于传统燃油汽车，其是在传统燃油汽车的现有结构基础上进行技术改进而来的，即原有的真空助力器以及相关管路得到保留，管路的另一端连接电子真空助力泵。当传感器检测到助力器真空度不足时，电子真空助力泵开始工作，维持真空环境^[11]。采用这种制动系统控制技术，对于从燃油车底盘改造而来的新能源汽车来说，其制动原理大致是相同的。这样做的优点是使得车辆设计生产变动得很小，原有燃油车的设计方案、装配生产线等都可以得到充分利用，节约时间及经济成本，是当前比较理想的一种过渡方案。但该方案的缺点是电子真空泵的工作稳定性不足，而且由于真空泵频繁启动导致寿命较短，不是非常适合作为唯一的真空源提供元件，这样一旦电子真空泵出现任何问题，就会导致出现制动故障^[12]。由此可见，该方案仅适合作为一个过渡方案，并不是解决新能源汽车制动系统的最佳方案^[13]。目前，博世公司推出了一款产品，名字叫做ibooster智能助力器来代替传统的真空助力器，便可以解决这个问题^[14]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

进行新能源轿车制动系统的结构设计和计算，并完成iBooster智能助力器和能量回收系统的设计及计算，并绘制相关机械结构图纸。下面为具体内容。

确定制动器总体设计方案。

首先选定车型，查阅该车型的参数配置，根据该车型的配置情况以及国内外汽车制动系统最新发展状况和主要问题，合理的确定制动器总体方案设计。

本文选用的车型为蔚来es6性能版，这是一款高性能长续航智能电动SUV^[17]。选择这款车的原因是：首先，这款车的的销量非常好，蔚来在全球豪华电动车销量排第四名^[18],所以其具有很强的代表性；其次它是一款中型纯电动SUV，售价在40万元左右，所以可以支撑起iBooster智能助力器和能量回收系统的使用；最后，这款车本身就配备了iBooster只能助力器和能量回收系统，所以这款车的其他软硬件配置足以支撑这些系统的应用。

其配置参数如下（性能版）：

表2.1蔚来es6性能版配置参数表

（1）完成制动器及其零部件的设计计算与分析

查阅汽车制动相关标准和法规，合理的选择制动器的类型，根据实际情况计算出制动器及其零件的主要尺寸及参数。

（2）完成制动器主要零部件结构设计

根据已经计算好的零件尺寸及参数，完成制动器主要零部件的机构设计

（3）iBooster智能助力器和能量回收系统的设计及计算

查阅相关的文献及书籍，完成iBooster智能助力器和能量回收系统的设计及编写系统代码，并仿真其工作效果。

（4）绘制三维装配图和主要零件图

绘制出所设计的离合器的装配图及主要零部件的零件图。

2.2设计的目标

（1）制动系统具有良好的制动效能；

（2）制动系统具有良好的制动效能的恒定性；

（3）制动系统应使汽车在制动时具有良好的方向稳定性；

（4）制动系统应具有在车辆制动时回收能量的功能；

（5）设计图纸必须包含装配图和零件图，总制图量折合不少于2.5张0#图纸，其中机绘图纸量折合不少于1张0#图纸，机绘图中三维图（需转为二维图）纸不得少于0.5张0#图纸量，所有图纸内容不得重复；

（6）毕业设计说明书不少于1万字；

（7）毕业设计文献检索不少于15篇，其中5篇外文，文献检索每篇不少于200字；

（8）开题报告不少于1400字；

（9）翻译与本专业相关的外文资料不少于2万印刷字符，译成中文不少于5000字；

（10）完成一定量的编程任务，应有源程序和调试计算结果（由指导教师安排）。

（11）毕业设计说明书查重全文复制比不高于30%，单章不高于35%。

2.3拟采用的技术方案及措施

图2.1技术路线图

在整个设计过程中，需要查阅汽车制动相关标准和法规，以及制动器设计手册，并借助UG、AutoCAD、MATLAB等软件进行建模和分析。

3. 研究计划与安排

表3.1进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]宇文雄.新能源汽车发展现状及趋势探讨[j]，科教导刊(上旬刊),2015.

[2]zhang yi, mao xiaojian,li liming, zhuo bin. control of energy regeneration for electric vehicle[j],journalof shanghai jiaotong university(science) ,2008.

[3]汤秀红，刘伟涛.电动汽车技术发展综述[j]，城市车辆，2002.5.