面向?qū)ο蟮钠?chē)模型體系框架及性能計(jì)算開(kāi)題報(bào)告

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開(kāi) 題 報(bào) 告文 獻(xiàn) 綜 述1.1 課題研究背景和意義近年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車(chē)已越來(lái)越多地走進(jìn)平常百姓家，世界汽車(chē)保有量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。我國(guó)已經(jīng)從 2009 年開(kāi)始連續(xù)兩年超越美國(guó)成為全球第一大汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)[1]。預(yù)計(jì) 2020 年中國(guó)汽車(chē)保有量將超過(guò) 2 億輛[2]。汽車(chē)保有量的不斷增加，也帶來(lái)了汽車(chē)用油量的急劇增加，2009 年，相比 2008 年凈增加了 1600 萬(wàn)噸。自從 1993 年起首度成為石油凈進(jìn)口國(guó)，此后我國(guó)的石油對(duì)外依存度由當(dāng)年的 6%逐年增加，2009 年我國(guó)石油對(duì)外依存度已高達(dá) 52%，超過(guò)了 50%的安全警戒線(xiàn)，這標(biāo)志著中國(guó)能源已經(jīng)從“比較安全”向“比較不安全”方向轉(zhuǎn)移，2011 年甚至超過(guò)了美國(guó)，達(dá)到了 56.5%。隨著能源消費(fèi)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，我國(guó)的石油對(duì)外依存度仍將不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到 2015 年將達(dá)到 60%，2020 年達(dá)到 65%，汽車(chē)行業(yè)預(yù)測(cè)：到 2020 年我國(guó)汽車(chē)用油缺口將達(dá)到 1.3 億噸[3]。伴隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)和能源消耗的不斷增加，汽車(chē)尾氣排放已不容忽視。2010 年，國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物總共達(dá)到了 5.2 億噸，這其中，汽車(chē)是污染物總量的主要貢獻(xiàn)者。目前，汽車(chē)尾氣排放已逐漸成為各城市大氣污染的主要因素之一。除此之外，能夠造成溫室效應(yīng)的二氧化碳排放中，有 25 來(lái)自于汽車(chē)，我國(guó)的二氧化碳排放已居全球第二位。汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，已經(jīng)是大氣環(huán)境最突出、最緊迫的問(wèn)題之一。發(fā)展新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）、純電動(dòng)汽車(chē)（PEV）以及燃料電池汽車(chē)（FCEV）是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源安全和環(huán)境保護(hù)以及中國(guó)汽車(chē)工業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。純電動(dòng)汽車(chē)以車(chē)載二次電源作為儲(chǔ)能方式，以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，相比混合動(dòng)力汽車(chē)而言，具有零排放、低噪聲且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，而相比燃料電池則在當(dāng)前更具產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，因此而受到了世界各國(guó)政府及汽車(chē)企業(yè)的廣泛關(guān)注。目前純電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化已成為各汽車(chē)企業(yè)的重要目標(biāo)，同時(shí)這也對(duì)提高純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)技術(shù)和性能水平提出了更為急切的需求。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀純電動(dòng)汽車(chē)至今已有一百多年的歷史，最早電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)甚至于還比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)早了十幾年，但是由于受制于當(dāng)時(shí)動(dòng)力電池和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的不成熟，發(fā)展一直較緩慢且遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。后來(lái)隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展尤其是動(dòng)力電池技術(shù)水平的提高，電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)歷了幾次跨越式的發(fā)展，技術(shù)水平有了較大得提高[4]特別是近年來(lái)出于環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的雙重考慮，政府部門(mén)逐漸對(duì)汽車(chē)排放提出了更高的要求，各汽車(chē)企業(yè)也希望在未來(lái)的汽車(chē)格局中占據(jù)一席之地，引發(fā)了新一輪電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化。車(chē)（PHEV）技術(shù)路線(xiàn)圖》中提出到 2020 年純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)每年銷(xiāo)量達(dá)到 500 萬(wàn)輛的激進(jìn)計(jì)劃。目前，歐洲、日本、美國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃已基本形成，大部分汽車(chē)廠(chǎng)商都在全面推進(jìn) EV 及 PHEV 開(kāi)發(fā)，普遍把 2013～2015 年定為了電動(dòng)汽車(chē)甚至是燃料電池汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要節(jié)點(diǎn)。這不僅是出于環(huán)保和油價(jià)方面的考慮，而更是在未來(lái)汽車(chē)行業(yè)領(lǐng)域中取得領(lǐng)先地位的一個(gè)重要保證。對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，日本公司相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)展地更為迅速。2010 年日產(chǎn)公司推出了號(hào)稱(chēng)是世界上第一臺(tái)可交付日常使用的量產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē) LEAF，該車(chē)是在日產(chǎn)騏達(dá)（Tiida）的基礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有為電動(dòng)車(chē)特殊設(shè)計(jì)的底盤(pán)布局，采用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)（IPM），且為了更適應(yīng)整車(chē)的電驅(qū)動(dòng)要求，對(duì)電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，電機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊，功率密度和高能量密度較高。該車(chē)于 2010 年 12 月底在日本、美國(guó)及歐洲上市，近期將引入中國(guó)。目前 LEAF 已普遍被認(rèn)為是當(dāng)前純電動(dòng)市場(chǎng)上的典型代表作截止到 2011 年 9 月底，日產(chǎn) LEAF 已在全球 15 個(gè)國(guó)家中銷(xiāo)售了 1.5 萬(wàn)輛，總行駛里程預(yù)計(jì)已超過(guò) 3000 萬(wàn)公里。2011 年，LEAF 被歐洲媒體評(píng)選為“年度汽車(chē)”。日本三菱公司推出了量產(chǎn)型的純電動(dòng)汽車(chē) i-Mi EV，于 2010 年 4 月開(kāi)始面向日本本土用戶(hù)發(fā)售。該車(chē)突出了小型化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，尤其是在整車(chē)降重方面，相比 1994年的電動(dòng)車(chē)型，電池系統(tǒng)占整車(chē)的重量比已從原來(lái)的 35%下降到了 17%。包括一直都堅(jiān)持“電動(dòng)車(chē)輛的真正形態(tài)是混合動(dòng)力車(chē)”（含 PHEV）的豐田和本田公司也于 2010 年底相繼宣布欲量產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)（EV）。豐田公司推出了分別小型車(chē)“i Q”和 SUV 車(chē)型 RAV4 基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的“i Q EV”和“RAV4 EV”純電動(dòng)車(chē)型。本田公司則推即將投產(chǎn)的以小型車(chē)“Fit”為原型的“Fit EV”。純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能水平的提高是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科多門(mén)類(lèi)的協(xié)調(diào)發(fā)展。目前，對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能水平提高的途徑有很多，包括電機(jī)電池系統(tǒng)部件水平的提高，整車(chē)輕量化、流線(xiàn)車(chē)身設(shè)計(jì)以及低阻輪胎的應(yīng)用等。而對(duì)于整車(chē)而言，動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的匹配設(shè)計(jì)優(yōu)化以及整車(chē)控制技術(shù)的提升都是提高整車(chē)性能。參考文獻(xiàn)：[1]王軍方,丁焰,湯大鋼.機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治政策與管理[J].環(huán)境保護(hù), 2011 (24): 14-17. 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