混动车辆节能控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术以及社会经济的快速发展，汽车已经成为人们出行的主要工具。然而汽车行业不断发展的同时，全球环境日益恶化，能源日益短缺。燃油型汽车目前还是汽车行业的主流产品，但是能源消耗已经成为了制约汽车行业发展的主要问题。随着可持续发展战略的提出，环境治理越来越得到重视，节能减排的技术需要发展，交通能源转型也势在必行。电动汽车已被公认为是未来汽车工业发展的主要方向，世界上各大汽车集团纷纷投入巨资进行电动汽车研发。现在，电动汽车已从实验室研发阶段过渡到商品性生产阶段。从当前世界各国竞相发展的电动汽车类型来看，主要为纯电动汽车、混合动力电动汽车（hev）和燃料电池汽车3种类。纯电动汽车续驶里程短且其关键部件电池，存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。燃料电池汽车由于燃料电池发动机的耐久性差寿命短，对工作环境的适应性差且制造成本居高不下，其性价比无法与传统内燃机汽车相抗衡。混合动力汽车（hev）作为电动汽车和传统燃油汽车之间的新一代汽车形式，它融合了内燃机汽车和纯电动汽车的优点，既继承了电动汽车和低排放优点，又发扬了石油燃料高的比能量和比功率的长处，显著地改善了传统内燃机汽车的排放和燃油经济性。

混动汽车概况：

hev是在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元(auxiliary power unit，简称apu) 的汽车，其中apu是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组。目前hev所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃气轮机。混合动力电动汽车将原动机、电动机、能量储存装置(蓄电池)组合在一起，以实现它们之间良好匹配和优化控制，达到低排放和低油耗的目的。混合动力电动汽车有不同的结构型式，根据动力传动系的机械连接结构进行分类，最主要的分类依据是判断内燃机是否与驱动轮有机械连接，可分为串联式混合动力电动汽车(series hybrid electric vehicle，简称shev)、并联式混合动力电动汽车(parallel hybrid electric vehicle，简称phev)和混联式混合动力电动汽车(split hybrid electric vehicle，简称pshev)三种。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个基于感知技术的混动汽车节能控制系统，实现汽车在启动、加速、减速、上下坡、制动情况下的节能控制。该系统应包括四个单元，完成数据采集、显示、运算处理、按需求输出的功能。车辆行驶检测单元，包括俯仰角、转速、电压、电流传感器，实现数据的采集。lcd显示单元实现采集数据的显示。单片机匹配控制单元、车辆动力切换调整执行单元：判断选择并控制启动或关闭发动机和电机。完成电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

混动汽车节能控制硬件系统如图1 所示，当单片机启动之后，开始检测俯仰角、转速、电流、电压、按键各个信号，数据采集后传输给微处理器，微处理器经过一系列运算之后，再通过一系列指令之后，结果将显示在lcd液晶显示模块上，选择发动机或电动机作为动力来源。

4. 参考文献

[1] 单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008

[2] 系统建模与仿真，张晓华主编. 清华大学出版社.2006

[3] 浅谈混合动力汽车的节能减排模式，梁端强著.科学与信息化.2018

5. 计划与进度安排

（1）2022.2.25—2022.3.24 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.25—2022.4.14 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.4.15—2022.5.5 设计电路原理图、编制应用程序；