江苏大学研究生复试研究计划

研究计划选题：电动汽车再生制动能量回收系统及其控制策略的研究选题的背景及必要性：近年来，随着人们对于能源危机和环保问题的日益重视，电动汽车越来越受到人们的关注和青睐，全国各大汽车制造商也不断推出新的电动车车型，电动汽车领域逐渐成为我国追赶世界先进国家在新能源汽车技术上优势的必然选择。然而，从能源利用率的角度来讲，部分纯电动汽车和传统燃油汽车基本相当，假如把空调和暖风的能源消耗算上，电动汽车比起燃油汽车，能源利用率实际上是较低的，甚至没有节能效果。因此，减少电动汽车的能源消耗，提高电动汽车的能源利用率，已成为当今世界需要认真研究的重要课题。在电动汽车的各种能源消耗中，其制动过程中损耗的能量是一种可以重新回收利用的能源，在传统汽车的制动过程中，大量的动能只能通过摩擦转化为热能耗散掉，这不但浪费了宝贵的能源也导致汽车制动系统过早地磨损，增加了电动汽车的使用成本。在对电动汽车的能源消耗和制动性能要求更加苛刻的今天，再生制动能量回收系统成为了电动汽车技术研究中的热点问题。研究的重点及主要内容：综合我所读过的文献，一般来说，电动汽车特有的电机和蓄电设备为回收制动能量提供了便利的条件。制动能量至蓄电设备的传递效率大致为68%，大大提到了整车的能量利用率。因此，制动能量的回收利用可以有效提高整车能量利用效率和续驶里程。如今，虽然再生制动能量回收系统已经取得了初步的进展，但仍有很多因素制约了电动汽车的制动能量回收最大化。在制动过程中，除去空气阻力和行驶阻力消耗掉的能量，一般希望能最大限度的回收所有能量。然而，并不是所有的制动能量都可以回收。在电动汽车上，只有驱动轮的制动能量可以沿着与之相连接的驱动轴传送到能量存储系统，另一部分的制动能量将由车轮上的制动摩擦副以热能的形式散失掉．同时，在制动能量回收过程中，能量传递环节和能量存储系统的各部件也将会造成能量损失。另外一个影响制动能量回收的因素是，在再生制动时，制动能量通过电动机转化为电能，而电动机吸收制动能量的能力依赖于电动机的速度，在其额定转速范围内制动时，可再生的能量与车速基本上成正比。当所需要的制动能量超出能量回收系统的范围时，电动机可以吸收的能量保持不变，超出的这部分能量就要被摩擦制动系统所吸收。从另一个角度，该点还表明，在驱动电机额定转速内再生制动可以提供较大的制动转矩，而当转速进一步上升，则电动汽车再生制动所能提供的制动力则受电机弱磁恒功率工作区特点限制而减小。笔者认为，在未来的发展过程中，对于电动汽车的再生制动能量回收系统的研究可能在以下方面有所侧重：⑴电机的最大功率；⑵蓄电池的能量管理策略；⑶制动力的分配；⑷能量回收系统的控制策略。为了能够在电动汽车的再生制动系统领域获得足够多的成果，对于纯电动汽车和混合动力电动汽车的仿真是必不可少的。而且对于现代汽车工业，仿真对于车辆的研发和科研工作有着越来越重要的作用。所以在研究生学习阶段，我打算能够熟练掌握并运用MATLAB和ADVISOR等分析软件，并利用它们进行相关的电动汽车的研究。虽然我现在对这些软件只有粗略的了解，但目前我正在努力提升自己在这个方面的能力，使自己初步具备使用这些辅助软件进行科学研究和研发的能力。由于我想致力于电动汽车的相关研究工作，所以我首先要进行相关知识的储备。因为本科阶段对于电动汽车领域所涉及到的电池技术、电子控制技术以及电动机相关技术都介绍的不多，所以我需要对这些知识进行学习。另外，由于控制技术在电动汽车领域发挥着重要作用，所以我还要对自动控制的知识进行复习和再学习。我打算花3个月到4个月的时间，把自己的知识水平提升到一个令我自身比较满意地步，以便于开展下一步的工作。在此期间，利用闲暇时间，我会进一步提高我的英语能力，英语要通过持之以恒的坚持才能有所提高。不管在工作还是生活中，英语都将是研究生最基本的素质要求。在今后浏览查阅英语文献的时候，英语也将发挥更加重要的作用。对于英语学习，我要做到两个务必：第一，务必在本科毕业前，阅读一定的英文类专业论文；第二，务必坚持经常去英语角参加英语对话，提高自己的英语口语能力。当准备期基本结束后，我会对自己兴趣所及的相关领域展开研究，提出自己的新想法。通过科学分析和计算仿真来初步检验自己的设想。与此同时，我会就研究中出现的问题进行再学习再充电，努力验证是否有已知方法能够解决自己的问题和困难。而且这一过程能够最大程度上提升自己的研究和学习能力。在这一过程中，我会非常重视和同学及老师的交流探讨。“三个臭皮匠顶个诸葛亮”，我认为交流探讨对于任何研究工作来说都是极其重要的研究手段。在此期间，我期望能够完成一到两篇论文，至少参与到一至两篇论文中来。当自身的研究能力达到一定地步之后，我会积极参与到相关的实验中来。我认为电动汽车作为新能源新技术，实验是通向成功必经的重要路径。很多在理论方面让我们一筹莫展的问题和困难，也许实验会给出最合理的解释。而且我认为大量的实验数据的积累也是一笔莫大的财富。我建议我们应该建立一个实验数据的数据库，如电动机外特性数据库、电池特性数据库等。这对于研究，乃至教学工作都是有着难以估量的价值，可谓“善莫大焉”！在我的规划中，我的研究工作流程就是“学习——设想——论证（实验或理论）——再学习——再设想——再论证”的循环往复的过程。在这个过程中，我期望能够做出一些成果，完成至少三篇的有新意有水平有说服力的论文。研究用数据的来源及获取方式：在研究生阶段，我希望能够跟随相关老师进入相关课题组进行工作。我希望能够获得亲身实践的机会，并在实践中检验自己的学习效果，总结自己的心得体会，并能写成有质量、对他人有帮助的论文。主要的研究用数据应该来自于相关课题的实验数据，以及仿真计算所得到的数据。另外，由于电动汽车领域吸引了大量相关企业投入其中，电动汽车的研发有很多市场因素的参与，所以相关的市场调研也是支撑我计划中的研究的重要手段。当然，借鉴引用他人的实验或其他数据也是重要的来源之一。总之，电动汽车在目前的中国，作为新能源汽车的一个代表，具有广泛的前景和极高的关注度。所以我相信，我计划中的研究工作绝不会出现“巧妇难为无米之炊”的尴尬境地。研究的技术路线和预期取得的成果：综合我读过的文章和资料，我认为进行电动汽车再生制动能量回收系统的相关研究的技术路线为：第一步，对现有的制动能量回收系统的原理与策略控制进行科普性的了解，并从中发现问题或对已有的问题提出自己的见解。第二步，对其中的一些技术进行模仿，站在巨人的肩膀上，我相信模仿是创造的开始，如果摒弃前人的成果只顾埋头创造，那将是极其困难的。第三步，在具有一定的工程分析能力后，自己要对再生制动系统的设计及其控制策略有一些独到的见解，并开展实验，使之成为现实。第四步，利用计算机仿真技术验证和发展先前提出的结论。我认为综合以上几个步骤，加之自身日益提升的科研能力，我相信能够取得以下成果：提出新的理论和新的优化方案；积累一定的实验数据和试验方法；完成数篇高质量的论文。主要参考文献：刘清虎，纯电动汽车整车能量建模与仿真分析，湖南大学2003.陈亚勇等，MATLAB信号处理详解，北京人民邮电出版社,2001.范影乐,杨胜天,李轶，MATLAB仿真应用详解，人民邮电出版社2001.张俊智，陆欣，张鹏君等，混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验，机械工程学报2009,45（2）：25.陈清泉，现代电动汽车技术，北京理工大学出版社，2002.余志生，汽车理论，北京机械工业出版社，2001.罗永革，冯缨，混合电动汽车的开发前景，湖北汽车工业学院学报，2000,14（1）：9-13.浦金欢，殷承良，张建武，并联型混合动力汽车燃油经济性最优控制，上海交通大学学报，2006，40（6）:947-951,957.