電機設(shè)計畢業(yè)論文開題報告
論文題目：電動觀光車的行駛系及制動系設(shè)計
一、選題依據(jù)(簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況， 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)
1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
早在1881年，人們就開始研究電動汽車。世界上第一輛電動汽，發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫，這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車。到了1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛[1].但是隨后內(nèi)燃機的出現(xiàn)以及內(nèi)燃機汽車技術(shù)的成熟，使得內(nèi)燃機汽車取代了電動汽車。從20世紀90年代開始，電動汽車重新成為世界性的研發(fā)熱點，世界上各大汽車公司都投入巨資開發(fā)自己的電動汽車，各國政府也紛紛出臺政策或制定計劃，以促進本國電動汽車的發(fā)展。
(1)美國的電動汽車研發(fā)計劃 美國是汽車工業(yè)最發(fā)達的國家，汽車產(chǎn)量和保有量均位居世界前列，每年的石油消耗量和汽車污染物排放量也都居世界首位。為增強汽車制造業(yè)的競爭力，美國政府提出了著名的pngv計劃和freedomcar計劃。其主要是為了開發(fā)出無污染、燃料能量轉(zhuǎn)換效率高、成本具有競爭力的電動汽車。
(2)日本的電動汽車開發(fā)計劃 日本也是汽車生產(chǎn)大國，汽車保有量位居世界第二，而且日本的石油匱乏，石油幾乎全部依賴進口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對電動汽車的開發(fā)也十分重視。日本的混合動力電動汽車技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。日本的電動汽車研發(fā)計劃主要有：低公害汽車開發(fā)普及行動計劃、jhfc示范工程、專項研究計劃等。
(3)我國電動車研發(fā)計劃 我國也早已將電動汽車的研發(fā)以及電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為重點項目，并制定了電動汽車發(fā)展規(guī)劃。比如說863計劃的ev、fcev和hev研發(fā)綱領(lǐng)和973計劃的電動汽車專項計劃。在國家科學(xué)技術(shù)部、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃中，設(shè)立了電動汽車重大專項，選擇新一代電動汽車技術(shù)作為我國汽車工業(yè)自主創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的主攻方向，組織企業(yè)、高等院校和科研機構(gòu)，以及政府部門、汽車企業(yè)、高等院校、科研院所四位一體的方式進行聯(lián)合攻關(guān)。
然而，目前世界上關(guān)于純電動汽車的研究還不是很成熟，目前市場上比較常見的電動汽車主要還是以混合動力汽車為主，電動汽車還存在很多問題需要解決，比如充電時間過長、行駛里程過短等。因此產(chǎn)生了一種電動汽車的初級或過渡產(chǎn)品，就是電動觀光車。目前國內(nèi)外對電動觀光車的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，2000年至今，蓄電池觀光車(輕型電動車)在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到多家。 2003年國家實行行政許可制度以來，已領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家[3].且大部分具有一定的研發(fā)能力，在國內(nèi)比較優(yōu)秀的電動觀光車生產(chǎn)廠家有瑪西爾電動車、沃森電動車、朗逸電動車等
2.生產(chǎn)需求狀況
當(dāng)今世界，石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源占全球能源消耗總量的90%以上，其中石油又占一半以上。然而，最新資料顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶僅夠人類再使用41年;天然氣總儲最為176萬億立方米，僅夠人類再使用63年;煤炭蘊藏總量1.0316萬億噸僅可使用230年。即使改用核能也是困難重重。已探明核原料鈾礦的儲量436萬噸，也僅可供開采72年。海水中的鈾、鋰等儲量豐富，可供人類使用上萬年，可是人類近期還沒有能力從海水中提煉出核原料來。由此可見，目前全世界最為依賴的能源--石油和天然氣，在2l世紀的上半葉即將趨于枯竭。據(jù)資料，1999年到2020年全球能源消費量將增加60%,其中，亞洲及南美洲的發(fā)展中國家每年增長4%,20年翻一番;發(fā)達國家每年增長1.3%.按能源種類分析，石油預(yù)計增長率為每年2.2%,20 年增長59%,到那時石油仍然維持第一能源的地位，在全球能源總消費量中占40%以上的比例;天然氣將增長一倍，占能源消費總量的比例由目前的23%上升到28%;由于空氣污染和二氧化碳排放問題，煤炭消耗的比例從目前的22%降到20%;由于技術(shù)問題、經(jīng)濟成本問題，水能、風(fēng)能、太陽能等綠色能源的使用占耗能總量的比例將會略有下降，核能將略有增長。換言之，在近二三十年里，核能和可再牛的風(fēng)能、水能、太陽能遠遠無法替代石油、天然氣等礦物能，因此，人類對石油、天然氣的依賴將越來越嚴重，而它們的儲量是有限的，這種供需矛盾導(dǎo)致了全球范圍迫在眉睫的能源危機。
科學(xué)家預(yù)測，2040年全球石油消費將達到最高峰，從2050年石油開始枯竭。這種供需矛盾的大勢導(dǎo)致石油價格不斷上漲。此外，各國為預(yù)防恐怖攻擊，正加強對能源生產(chǎn)、運輸?shù)谋Ｗo設(shè)施和防范力量，這些增加的投入最終必然反映在石油、天然氣等能源的價格上。更何況擁有全球2/3石油儲量的中東地區(qū)，一直處于政治動蕩或戰(zhàn)爭之中，在這些剴素的推波助瀾下，石油、天然氣價格一路飚升勢小可擋。在世界能源危機中，眾多石油、天然氣進口國的國民經(jīng)濟受到了沉重地打擊，保證能源供應(yīng)的安全成了世界上許多國家(包括我國在內(nèi))的頭等大事之一[4].
同時，目前世界上很多發(fā)展中國家還面臨著環(huán)境污染的問題。我國近幾年來這一問題尤為嚴重，霧霾現(xiàn)象日益嚴重，其影響范圍越來越大，區(qū)域性霧霾頻繁發(fā)生，區(qū)域整體環(huán)境質(zhì)量不斷惡化。霧霾污染已經(jīng)給氣候、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、公眾健康和生活方式等帶來了越來越多的負面影響，它已經(jīng)成為一個社會公共問題。霧霾已經(jīng)不是完全的自然現(xiàn)象，它主要和人類的社會經(jīng)濟活動密切相關(guān)。氣候變化綠皮書(2015)指出，霧霾形成的最根本原因是空氣中的污染物不斷積累[5], 其主要原因之一就是機動車尾氣的排放。汽車廢氣中的污染物有100多種，其中對人體危害最大的是一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫和碳微粒等。因此現(xiàn)有的以化石燃料為燃料的內(nèi)燃機汽車對空氣污染非常大。
因此，電動觀光車作為電動汽車初級形式應(yīng)運而生。電動觀光車具有很多優(yōu)點：
(1)電動觀光車可以較好的解決汽車隊城市環(huán)境污染問題 電動汽車的電源本身不排放有害氣體。給蓄電池充電所用的電力可以來自對大氣造成污染的能源，如水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿�。即使使用煤發(fā)電，除二氧化硫及微粒外，其他排放物均比內(nèi)燃機汽車少，而且電廠大多建在遠離人口密集的城市，對居民損害較少。此外，電廠煤燃燒是固定集中排放，燃燒過程較易控制，有害物質(zhì)較易清楚。正因為如此，電動汽車也被稱為綠色汽車。
(2)電動觀光車可以解決汽車對石油資源的依賴 電動汽車用車載電源有蓄電池、燃料電池、飛輪電池、太陽電池和車載發(fā)電機組等。蓄電池充電所需的電能可充分利用水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮�、潮汐能、太陽能等豐富的能源轉(zhuǎn)化而來。也就是說，電動汽車可以不依賴于石油資源，所節(jié)省的大量石油可緩解依賴石油的化工原料日益匱乏的壓力。
(3)電動觀光車可以節(jié)約大量能源 電動汽車用蓄電池可利用晚間富余的電力進行充電，從而避免大量富余電力的浪費，提高電網(wǎng)電能的利用率。電動汽車還可以在減速、制動、下坡時，將電機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機，實現(xiàn)能量回饋，進一步提高能量的利用率[6].
基于上述優(yōu)點，電動觀光車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2000年至今，電動觀光車在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到現(xiàn)在領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家，近一兩年來，國家制定了許多鼓勵企業(yè)發(fā)展新能源汽車的扶持政策，這其中就包括電動觀光車研制，但從目前已出臺的政策看，如2015年11月，國務(wù)院頒布了《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》、今年2月的《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃細則》，強調(diào)了對新能源汽車及車用電池組等關(guān)鍵技術(shù)的支持。
3.選題目的和意義
此次選題主要是對電動觀光車的行駛系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進行分析設(shè)計。電動觀光車的懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車懸架系統(tǒng)各部件大致相同，但國內(nèi)電動觀光車的研發(fā)還處于初級階段，大都是采用內(nèi)燃機汽車的車身和懸架系統(tǒng)。 因此電動觀光車與傳統(tǒng)汽車各系統(tǒng)有很大的質(zhì)量、幾何外形、安裝空間位置的差異，所以必須研制出一種適合電動汽車的懸架系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)，來改善電動汽車的舒適程度和抗外界干擾的穩(wěn)定性能和制動性能[7].行駛系統(tǒng)包括車橋、車輪、懸架，其中車橋包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋。要進行分析設(shè)計的參數(shù)有很多，比如轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋的結(jié)構(gòu)參數(shù)、輪胎的選型與轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)、懸架彈性元件、減震器、導(dǎo)向機構(gòu)的參數(shù)尺寸與使用性能。制動系統(tǒng)包括制動裝置和制動控制裝置。制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)、制動器制動效能、制動器制動效能的恒定性、制動控制裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和可靠性、安全性等。
電機設(shè)計畢業(yè)論文開題報告 [篇2]
題 目： 75kW三相同步發(fā)電機電磁設(shè)計
學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系 自動化系
專 業(yè)：
班 級： 電機電器
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
填表日期：日
一、選題的依據(jù)及意義
電機行業(yè)是我國制造行業(yè)中的較大的行業(yè)之一。電機，既是關(guān)系到各行各業(yè)自動化水平的重要基礎(chǔ)產(chǎn)品，是與人類生活密切相關(guān)的產(chǎn)品。國內(nèi)通常按功率大小將電機分為大型電機、中小型電機、小功率電機等三大類。隨著改革開放的深入、我國加入WTO以及世界制造業(yè)重心正在向中國的轉(zhuǎn)移，中國已成為世界中小功率電機制造基地，電機產(chǎn)量占大約占世界總量的60%。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，各種類型的電機在工業(yè)中和人們的生活中正起著越來越大的作用。電機的質(zhì)量和先進程度同樣也是反映一個國家工業(yè)水平的重要指標之一，一個國家所能生產(chǎn)的電機的質(zhì)量決定著這個國家人們的生活質(zhì)量高低和這個國家的工業(yè)化水平的高低。
中小功率電機是我國工業(yè)體系中的一個非常重要的組成部分，是很多主機產(chǎn)品的驅(qū)動、控制執(zhí)行部件，這些設(shè)備廣泛地應(yīng)用于軍工產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、家用電器、交通工具、電動工具、玩具、儀器儀表等各個方面，是量大面廣的競爭性行業(yè)，隨著電機技術(shù)的不斷進步、技術(shù)創(chuàng)新的不斷發(fā)展，這個行業(yè)又是一個科技含量較高的一個成長性行業(yè)。
電能是能量的一種形式，與其他各種形式的能量相比，電能具有明顯的優(yōu)越性，比如適宜大量生產(chǎn)集中管理、遠距離傳輸和自動控制，是現(xiàn)代社會的基礎(chǔ)，。電力是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)，是國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的重點和先行產(chǎn)業(yè)。由于電能是一種清潔和可精確定時、定量加以利用的優(yōu)質(zhì)能源，并可實現(xiàn)和很多其他能源的相互轉(zhuǎn)換，因此電能的使用已遍及國民經(jīng)濟、社會和人民生活的各個領(lǐng)域，成為現(xiàn)代社會之必需，沒有電能就沒有現(xiàn)代社會，同步電機是當(dāng)今世界電能的最重要的提供設(shè)備，而且同步電機在現(xiàn)代生活的應(yīng)用非常廣泛，對其進行研究對現(xiàn)代生活的意義不言而喻。
同步電機，是將電能從能源形式轉(zhuǎn)換過來的的重要橋梁，它在國民經(jīng)濟建設(shè)中起著重要作用，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，它本身的內(nèi)容也在不斷地深化和更新，所選的同步發(fā)電機是當(dāng)今世界電能的主要提供者，對它的研究無疑對現(xiàn)代生活有著重大意義。電機行業(yè)是老動力密集型行業(yè)，我國發(fā)展電機制造業(yè)有非常大的優(yōu)勢；國家對電機行業(yè)的扶持對電機行業(yè)的發(fā)展也是利好的消息；隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)與實力的不斷增強，電機行業(yè)的競爭也在不斷加強，由此可知，對于中小型電機的研究有著廣闊的市場前景和很大的現(xiàn)實意義。對電機的研究對國民經(jīng)濟、能源利用、環(huán)境保護和人民生活質(zhì)量的提高都起著十分重要的作用。
因此，對同步電機進行研究，改善它的性能，提升它的各項指標有著非常大的意義。
二、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）
國內(nèi)對電機的研究現(xiàn)狀是電機的產(chǎn)品與品種、規(guī)格不斷增加，單機容量迅速擴大，技術(shù)指標逐步提高，十分注重新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝的采用，標準化、系列化和通用化程度也在不斷提高，并且在對電機理論研究方面取的了不少成果。比如國內(nèi)但是，由于我國基礎(chǔ)工業(yè)的薄弱，使得生產(chǎn)的電機產(chǎn)品還不能完全滿足國民經(jīng)濟的需要，在產(chǎn)品質(zhì)量方面，除少數(shù)達到世界先進水平外，多數(shù)與國外先進水平相比還存在一定差距
國外對電機的安全、噪聲、電磁兼容方面比較重視。注重對新產(chǎn)品的研究與開發(fā)。國外的先進水平主要體現(xiàn)在電機可靠性高，壽命長，通用化程度高，電機
效率不斷提高，噪聲低，體積小，電機外形美觀，絕緣等級高等方面。具體地就是，在采用新材料的基礎(chǔ)上，充分保證可靠性和在取得足夠運行經(jīng)驗的前提下穩(wěn)步地發(fā)展更大容量的發(fā)電機機組；并且努力尋求更好的絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)以提高電機的耐壓等級；另一方面嘗試采用更加合理的冷卻系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)，用來提高運行穩(wěn)定性并且在一定范圍內(nèi)提高單機容量。
在最新的研究成果中，采用新的復(fù)雜的算法比如模擬退火、遺傳算法、免疫算法和粒子群優(yōu)化算法等現(xiàn)代優(yōu)化算法得到迅速發(fā)展，進一步提高了電機設(shè)計的水平，電機設(shè)計工作者開始著重研究這些新的最優(yōu)化理論與電機設(shè)計技術(shù)的結(jié)合與交叉，同時進一步發(fā)展這些電機設(shè)計理論，并逐步形成了能夠?qū)崿F(xiàn)全局最優(yōu)的現(xiàn)代電機優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，這些研究形成了新的電機設(shè)計理論。
國外的先進方面，也是各個理論研究者的研究方向，通過查閱文獻，可以了解到文獻就是集中在對電機的效率、噪聲、安全性、可靠性、電磁兼容方面的優(yōu)化進行研究。和傳統(tǒng)電機設(shè)計相比，利用計算機快速準確的特點，不僅可以提高畫圖效率，還可以減輕設(shè)計人員的勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。當(dāng)今社會，工業(yè)電能中有65%的電能被電機消耗掉，節(jié)能成了一個重要的命題，因此節(jié)能環(huán)保也成為電機研究領(lǐng)域的熱點，電機節(jié)能技術(shù)成為其中一個重要的研究課題，除此之外各種新的電機設(shè)計的算法也為電機設(shè)計的發(fā)展
未來的電機發(fā)展趨勢就是在上述各個方面都有所優(yōu)化，隨著電機理論的不斷完善，高新技術(shù)的快速發(fā)展，未來的電機將朝著高性能化、智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化得方向發(fā)展。
三、本課題研究內(nèi)容
1.主要尺寸的確定
2.定子繞組的確定與分析 3.磁路的計算
4.穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算
5.額定負載時勵磁磁動勢和勵磁繞組的計算 6.阻尼繞組的設(shè)計 7.損耗與效率的計算
8.瞬態(tài)參數(shù)和時間常數(shù)的計算
四、本課題研究方案
本課題研究的是75KW同步發(fā)電機的'電磁設(shè)計
首先，運用所學(xué)知識設(shè)計出符合技術(shù)要求的第一方案 其次，在第一方案基礎(chǔ)上減小鐵芯長度后設(shè)計第二方案 再者，在第一方案基礎(chǔ)上減少每槽導(dǎo)體數(shù)設(shè)計第三方案
最后，對三個方案從理論上進行對比分析和比較，確定最好方案
五、研究目標、主要特色及工作進度
根據(jù)任務(wù)書中對電機的要求，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟方面國家的方針政策和生產(chǎn)實際情況，運用有關(guān)的理論和計算方法，正確處理設(shè)計時遇到的各種矛盾，從而設(shè)計出最符合各種要求的75KW同步發(fā)電機。
主要特色就是設(shè)計三個方案進行對比，得出最佳方案。使得設(shè)計出來的電機在符合要求的條件下可以提高效率與減少耗材。
3.工作進度：
六、參考文獻
[1] 孟大偉 孔祥春 AutoCAD在電機設(shè)計中的應(yīng)用 《哈爾濱電工學(xué)院學(xué)報》1991年九月第三期
[2] 陳楠 模塊化在電機設(shè)計中的應(yīng)用 《電機技術(shù)》2015年第二期
[3] 飛兆半導(dǎo)體公司Eric zhang 提高電機設(shè)計的效率水平 《中國電子商報》2015年第十一期
[4] 曾憲爽 王建輝 一種高效硅鋼在電機設(shè)計中的應(yīng)用 《電機技術(shù)》 [5] 林汀官 電機設(shè)計中幾何尺寸與性能關(guān)系的探討 《福州大學(xué)學(xué)報》（自然科學(xué)版）1990年12月
[6] 湯涌 基于電機參數(shù)的同步電機模型 《電網(wǎng)技術(shù)》2015年第十二期 [7] 穆鼎源 現(xiàn)代電機設(shè)計的新發(fā)展 《移動電源與車輛》1997年第三期
[8] 陳偉華 李秀英 姚鵬 中國中小型電機產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢續(xù) 《電機與控制應(yīng)用》2015年第三十五期
[9] 孟大偉 周美蘭 模擬退火算法在電機設(shè)計中的應(yīng)用 《電機與控制學(xué)報》2001年9月第三期
[10] 陳麗 馮信華 于克訓(xùn) 《中小型電機》1996年26（3）
電機設(shè)計畢業(yè)論文開題報告 [篇3]
一、選題依據(jù)(簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況， 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)
1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
早在1881年，人們就開始研究電動汽車。世界上第一輛電動汽，發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫，這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車。到了1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛[1].但是隨后內(nèi)燃機的出現(xiàn)以及內(nèi)燃機汽車技術(shù)的成熟，使得內(nèi)燃機汽車取代了電動汽車。從20世紀90年代開始，電動汽車重新成為世界性的研發(fā)熱點，世界上各大汽車公司都投入巨資開發(fā)自己的電動汽車，各國政府也紛紛出臺政策或制定計劃，以促進本國電動汽車的發(fā)展。
(1)美國的電動汽車研發(fā)計劃 美國是汽車工業(yè)最發(fā)達的國家，汽車產(chǎn)量和保有量均位居世界前列，每年的石油消耗量和汽車污染物排放量也都居世界首位。為增強汽車制造業(yè)的競爭力，美國政府提出了著名的pngv計劃和freedomcar計劃。其主要是為了開發(fā)出無污染、燃料能量轉(zhuǎn)換效率高、成本具有競爭力的電動汽車。
(2)日本的電動汽車開發(fā)計劃 日本也是汽車生產(chǎn)大國，汽車保有量位居世界第二，而且日本的石油匱乏，石油幾乎全部依賴進口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對電動汽車的開發(fā)也十分重視。日本的混合動力電動汽車技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。日本的電動汽車研發(fā)計劃主要有：低公害汽車開發(fā)普及行動計劃、jhfc示范工程、專項研究計劃等。
(3)我國電動車研發(fā)計劃 我國也早已將電動汽車的研發(fā)以及電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為重點項目，并制定了電動汽車發(fā)展規(guī)劃。比如說863計劃的ev、fcev和hev研發(fā)綱領(lǐng)和973計劃的電動汽車專項計劃。在國家科學(xué)技術(shù)部、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃中，設(shè)立了電動汽車重大專項，選擇新一代電動汽車技術(shù)作為我國汽車工業(yè)自主創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的主攻方向，組織企業(yè)、高等院校和科研機構(gòu)，以及政府部門、汽車企業(yè)、高等院校、科研院所四位一體的方式進行聯(lián)合攻關(guān)。
然而，目前世界上關(guān)于純電動汽車的研究還不是很成熟，目前市場上比較常見的電動汽車主要還是以混合動力汽車為主，電動汽車還存在很多問題需要解決，比如充電時間過長、行駛里程過短等。因此產(chǎn)生了一種電動汽車的初級或過渡產(chǎn)品，就是電動觀光車。目前國內(nèi)外對電動觀光車的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，2000年至今，蓄電池觀光車(輕型電動車)在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到多家。 2003年國家實行行政許可制度以來，已領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家[3].且大部分具有一定的研發(fā)能力，在國內(nèi)比較優(yōu)秀的電動觀光車生產(chǎn)廠家有瑪西爾電動車、沃森電動車、朗逸電動車等
2.生產(chǎn)需求狀況
當(dāng)今世界，石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源占全球能源消耗總量的90%以上，其中石油又占一半以上。然而，最新資料顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶僅夠人類再使用41年;天然氣總儲最為176萬億立方米，僅夠人類再使用63年;煤炭蘊藏總量1.0316萬億噸僅可使用230年。即使改用核能也是困難重重。已探明核原料鈾礦的儲量436萬噸，也僅可供開采72年。海水中的鈾、鋰等儲量豐富，可供人類使用上萬年，可是人類近期還沒有能力從海水中提煉出核原料來。由此可見，目前全世界最為依賴的能源--石油和天然氣，在2l世紀的上半葉即將趨于枯竭。據(jù)資料，1999年到2020年全球能源消費量將增加60%,其中，亞洲及南美洲的發(fā)展中國家每年增長4%,20年翻一番;發(fā)達國家每年增長1.3%.按能源種類分析，石油預(yù)計增長率為每年2.2%,20 年增長59%,到那時石油仍然維持第一能源的地位，在全球能源總消費量中占40%以上的比例;天然氣將增長一倍，占能源消費總量的比例由目前的23%上升到28%;由于空氣污染和二氧化碳排放問題，煤炭消耗的比例從目前的22%降到20%;由于技術(shù)問題、經(jīng)濟成本問題，水能、風(fēng)能、太陽能等綠色能源的使用占耗能總量的比例將會略有下降，核能將略有增長。換言之，在近二三十年里，核能和可再牛的風(fēng)能、水能、太陽能遠遠無法替代石油、天然氣等礦物能，因此，人類對石油、天然氣的依賴將越來越嚴重，而它們的儲量是有限的，這種供需矛盾導(dǎo)致了全球范圍迫在眉睫的能源危機�？茖W(xué)家預(yù)測，2040年全球石油消費將達到最高峰，從2050年石油開始枯竭。這種供需矛盾的大勢導(dǎo)致石油價格不斷上漲。此外，各國為預(yù)防恐怖攻擊，正加強對能源生產(chǎn)、運輸?shù)谋Ｗo設(shè)施和防范力量，這些增加的投入最終必然反映在石油、天然氣等能源的價格上。更何況擁有全球2/3石油儲量的中東地區(qū)，一直處于政治動蕩或戰(zhàn)爭之中，在這些剴素的推波助瀾下，石油、天然氣價格一路飚升勢小可擋。在世界能源危機中，眾多石油、天然氣進口國的國民經(jīng)濟受到了沉重地打擊，保證能源供應(yīng)的安全成了世界上許多國家(包括我國在內(nèi))的頭等大事之一[4].
同時，目前世界上很多發(fā)展中國家還面臨著環(huán)境污染的問題。我國近幾年來這一問題尤為嚴重，霧霾現(xiàn)象日益嚴重，其影響范圍越來越大，區(qū)域性霧霾頻繁發(fā)生，區(qū)域整體環(huán)境質(zhì)量不斷惡化。霧霾污染已經(jīng)給氣候、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、公眾健康和生活方式等帶來了越來越多的負面影響，它已經(jīng)成為一個社會公共問題。霧霾已經(jīng)不是完全的自然現(xiàn)象，它主要和人類的社會經(jīng)濟活動密切相關(guān)。氣候變化綠皮書(2015)指出，霧霾形成的最根本原因是空氣中的污染物不斷積累[5], 其主要原因之一就是機動車尾氣的排放。汽車廢氣中的污染物有100多種，其中對人體危害最大的是一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫和碳微粒等。因此現(xiàn)有的以化石燃料為燃料的內(nèi)燃機汽車對空氣污染非常大。
因此，電動觀光車作為電動汽車初級形式應(yīng)運而生。電動觀光車具有很多優(yōu)點：
(1)電動觀光車可以較好的解決汽車隊城市環(huán)境污染問題 電動汽車的電源本身不排放有害氣體。給蓄電池充電所用的電力可以來自對大氣造成污染的能源，如水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮�、潮汐能等。即使使用煤發(fā)電，除二氧化硫及微粒外，其他排放物均比內(nèi)燃機汽車少，而且電廠大多建在遠離人口密集的城市，對居民損害較少。此外，電廠煤燃燒是固定集中排放，燃燒過程較易控制，有害物質(zhì)較易清楚。正因為如此，電動汽車也被稱為綠色汽車。
(2)電動觀光車可以解決汽車對石油資源的依賴 電動汽車用車載電源有蓄電池、燃料電池、飛輪電池、太陽電池和車載發(fā)電機組等。蓄電池充電所需的電能可充分利用水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕�、太陽能等豐富的能源轉(zhuǎn)化而來。也就是說，電動汽車可以不依賴于石油資源，所節(jié)省的大量石油可緩解依賴石油的化工原料日益匱乏的壓力。
(3)電動觀光車可以節(jié)約大量能源 電動汽車用蓄電池可利用晚間富余的電力進行充電，從而避免大量富余電力的浪費，提高電網(wǎng)電能的利用率。電動汽車還可以在減速、制動、下坡時，將電機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機，實現(xiàn)能量回饋，進一步提高能量的利用率[6].
基于上述優(yōu)點，電動觀光車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2000年至今，電動觀光車在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到現(xiàn)在領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家，近一兩年來，國家制定了許多鼓勵企業(yè)發(fā)展新能源汽車的扶持政策，這其中就包括電動觀光車研制，但從目前已出臺的政策看，如2015年11月，國務(wù)院頒布了《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》、今年2月的《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃細則》，強調(diào)了對新能源汽車及車用電池組等關(guān)鍵技術(shù)的支持。
3.選題目的和意義
此次選題主要是對電動觀光車的行駛系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進行分析設(shè)計。電動觀光車的懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車懸架系統(tǒng)各部件大致相同，但國內(nèi)電動觀光車的研發(fā)還處于初級階段，大都是采用內(nèi)燃機汽車的車身和懸架系統(tǒng)。 因此電動觀光車與傳統(tǒng)汽車各系統(tǒng)有很大的質(zhì)量、幾何外形、安裝空間位置的差異，所以必須研制出一種適合電動汽車的懸架系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)，來改善電動汽車的舒適程度和抗外界干擾的穩(wěn)定性能和制動性能[7].行駛系統(tǒng)包括車橋、車輪、懸架，其中車橋包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋。要進行分析設(shè)計的參數(shù)有很多，比如轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋的結(jié)構(gòu)參數(shù)、輪胎的選型與轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)、懸架彈性元件、減震器、導(dǎo)向機構(gòu)的參數(shù)尺寸與使用性能。制動系統(tǒng)包括制動裝置和制動控制裝置。制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)、制動器制動效能、制動器制動效能的恒定性、制動控制裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和可靠性、安全性等。
二、主要研究(設(shè)計)內(nèi)容、研究(設(shè)計)思路及工作方法或工作流程
1.課題主要研究內(nèi)容
蓄電池觀光車與傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別在于動力輸出部分，用動力型電池、驅(qū)動電機代替了汽車的油箱、發(fā)動機。蓄電池觀光車一般有3大部分組成，包括電氣系統(tǒng)、底盤和車身。此處主要研究其中底盤部分的行駛系和制動系，其中行駛系起紐帶和承載的作用。主要包括車橋、車輪和懸架。制動系用于控制車速和停車。包括制動器和制動控制裝置。主要研究內(nèi)容有如下幾點：
⑴分析設(shè)計并校核車橋結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋
電機設(shè)計畢業(yè)論文開題報告 [篇4]
一、選題依據(jù)(簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況， 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)
1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
早在1881年，人們就開始研究電動汽車。世界上第一輛電動汽，發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫，這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車。到了1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛[1].但是隨后內(nèi)燃機的出現(xiàn)以及內(nèi)燃機汽車技術(shù)的成熟，使得內(nèi)燃機汽車取代了電動汽車。從20世紀90年代開始，電動汽車重新成為世界性的研發(fā)熱點，世界上各大汽車公司都投入巨資開發(fā)自己的電動汽車，各國政府也紛紛出臺政策或制定計劃，以促進本國電動汽車的發(fā)展。
(1)美國的電動汽車研發(fā)計劃 美國是汽車工業(yè)最發(fā)達的國家，汽車產(chǎn)量和保有量均位居世界前列，每年的石油消耗量和汽車污染物排放量也都居世界首位。為增強汽車制造業(yè)的競爭力，美國政府提出了著名的pngv計劃和freedomcar計劃。其主要是為了開發(fā)出無污染、燃料能量轉(zhuǎn)換效率高、成本具有競爭力的電動汽車。
(2)日本的電動汽車開發(fā)計劃 日本也是汽車生產(chǎn)大國，汽車保有量位居世界第二，而且日本的石油匱乏，石油幾乎全部依賴進口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對電動汽車的開發(fā)也十分重視。日本的混合動力電動汽車技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。日本的電動汽車研發(fā)計劃主要有：低公害汽車開發(fā)普及行動計劃、jhfc示范工程、專項研究計劃等。
(3)我國電動車研發(fā)計劃 我國也早已將電動汽車的研發(fā)以及電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為重點項目，并制定了電動汽車發(fā)展規(guī)劃。比如說863計劃的ev、fcev和hev研發(fā)綱領(lǐng)和973計劃的電動汽車專項計劃。在國家科學(xué)技術(shù)部、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃中，設(shè)立了電動汽車重大專項，選擇新一代電動汽車技術(shù)作為我國汽車工業(yè)自主創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的主攻方向，組織企業(yè)、高等院校和科研機構(gòu)，以及政府部門、汽車企業(yè)、高等院校、科研院所四位一體的方式進行聯(lián)合攻關(guān)。
然而，目前世界上關(guān)于純電動汽車的研究還不是很成熟，目前市場上比較常見的電動汽車主要還是以混合動力汽車為主，電動汽車還存在很多問題需要解決，比如充電時間過長、行駛里程過短等。因此產(chǎn)生了一種電動汽車的初級或過渡產(chǎn)品，就是電動觀光車。目前國內(nèi)外對電動觀光車的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，2000年至今，蓄電池觀光車(輕型電動車)在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到多家。2003年國家實行行政許可制度以來，已領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家[3].且大部分具有一定的研發(fā)能力，在國內(nèi)比較優(yōu)秀的電動觀光車生產(chǎn)廠家有瑪西爾電動車、沃森電動車、朗逸電動車等
2.生產(chǎn)需求狀況
當(dāng)今世界，石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源占全球能源消耗總量的90%以上，其中石油又占一半以上。然而，最新資料顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶僅夠人類再使用41年;天然氣總儲最為176萬億立方米，僅夠人類再使用63年;煤炭蘊藏總量1.0316萬億噸僅可使用230年。即使改用核能也是困難重重。已探明核原料鈾礦的儲量436萬噸，也僅可供開采72年。海水中的鈾、鋰等儲量豐富，可供人類使用上萬年，可是人類近期還沒有能力從海水中提煉出核原料來。由此可見，目前全世界最為依賴的能源--石油和天然氣，在2l世紀的上半葉即將趨于枯竭。據(jù)資料，1999年到2020年全球能源消費量將增加60%,其中，亞洲及南美洲的發(fā)展中國家每年增長4%,20年翻一番;發(fā)達國家每年增長1.3%.按能源種類分析，石油預(yù)計增長率為每年2.2%,20年增長59%,到那時石油仍然維持第一能源的地位，在全球能源總消費量中占40%以上的比例;天然氣將增長一倍，占能源消費總量的比例由目前的23%上升到28%;由于空氣污染和二氧化碳排放問題，煤炭消耗的比例從目前的22%降到20%;由于技術(shù)問題、經(jīng)濟成本問題，水能、風(fēng)能、太陽能等綠色能源的使用占耗能總量的比例將會略有下降，核能將略有增長。換言之，在近二三十年里，核能和可再牛的風(fēng)能、水能、太陽能遠遠無法替代石油、天然氣等礦物能，因此，人類對石油、天然氣的依賴將越來越嚴重，而它們的儲量是有限的，這種供需矛盾導(dǎo)致了全球范圍迫在眉睫的能源危機�？茖W(xué)家預(yù)測，2040年全球石油消費將達到最高峰，從2050年石油開始枯竭。這種供需矛盾的大勢導(dǎo)致石油價格不斷上漲。此外，各國為預(yù)防恐怖攻擊，正加強對能源生產(chǎn)、運輸?shù)谋Ｗo設(shè)施和防范力量，這些增加的投入最終必然反映在石油、天然氣等能源的價格上。更何況擁有全球2/3石油儲量的中東地區(qū)，一直處于政治動蕩或戰(zhàn)爭之中，在這些剴素的推波助瀾下，石油、天然氣價格一路飚升勢小可擋。在世界能源危機中，眾多石油、天然氣進口國的國民經(jīng)濟受到了沉重地打擊，保證能源供應(yīng)的安全成了世界上許多國家(包括我國在內(nèi))的頭等大事之一[4].
同時，目前世界上很多發(fā)展中國家還面臨著環(huán)境污染的問題。我國近幾年來這一問題尤為嚴重，霧霾現(xiàn)象日益嚴重，其影響范圍越來越大，區(qū)域性霧霾頻繁發(fā)生，區(qū)域整體環(huán)境質(zhì)量不斷惡化。霧霾污染已經(jīng)給氣候、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、公眾健康和生活方式等帶來了越來越多的負面影響，它已經(jīng)成為一個社會公共問題。霧霾已經(jīng)不是完全的自然現(xiàn)象，它主要和人類的社會經(jīng)濟活動密切相關(guān)。氣候變化綠皮書(2015)指出，霧霾形成的最根本原因是空氣中的污染物不斷積累[5],其主要原因之一就是機動車尾氣的排放。汽車廢氣中的污染物有100多種，其中對人體危害最大的是一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫和碳微粒等。因此現(xiàn)有的以化石燃料為燃料的內(nèi)燃機汽車對空氣污染非常大。
因此，電動觀光車作為電動汽車初級形式應(yīng)運而生。電動觀光車具有很多優(yōu)點：
(1)電動觀光車可以較好的解決汽車隊城市環(huán)境污染問題 電動汽車的電源本身不排放有害氣體。給蓄電池充電所用的電力可以來自對大氣造成污染的能源，如水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿�。即使使用煤發(fā)電，除二氧化硫及微粒外，其他排放物均比內(nèi)燃機汽車少，而且電廠大多建在遠離人口密集的城市，對居民損害較少。此外，電廠煤燃燒是固定集中排放，燃燒過程較易控制，有害物質(zhì)較易清楚。正因為如此，電動汽車也被稱為綠色汽車。
(2)電動觀光車可以解決汽車對石油資源的依賴 電動汽車用車載電源有蓄電池、燃料電池、飛輪電池、太陽電池和車載發(fā)電機組等。蓄電池充電所需的電能可充分利用水能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕�、太陽能等豐富的能源轉(zhuǎn)化而來。也就是說，電動汽車可以不依賴于石油資源，所節(jié)省的大量石油可緩解依賴石油的化工原料日益匱乏的壓力。
(3)電動觀光車可以節(jié)約大量能源 電動汽車用蓄電池可利用晚間富余的電力進行充電，從而避免大量富余電力的浪費，提高電網(wǎng)電能的利用率。電動汽車還可以在減速、制動、下坡時，將電機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機，實現(xiàn)能量回饋，進一步提高能量的利用率[6].
基于上述優(yōu)點，電動觀光車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2000年至今，電動觀光車在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到現(xiàn)在領(lǐng)取制造許可證的企業(yè)超過60家，近一兩年來，國家制定了許多鼓勵企業(yè)發(fā)展新能源汽車的扶持政策，這其中就包括電動觀光車研制，但從目前已出臺的政策看，如2015年11月，國務(wù)院頒布了《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》、今年2月的《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃細則》，強調(diào)了對新能源汽車及車用電池組等關(guān)鍵技術(shù)的支持。
3.選題目的和意義
此次選題主要是對電動觀光車的行駛系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進行分析設(shè)計。電動觀光車的懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車懸架系統(tǒng)各部件大致相同，但國內(nèi)電動觀光車的研發(fā)還處于初級階段，大都是采用內(nèi)燃機汽車的車身和懸架系統(tǒng)。 因此電動觀光車與傳統(tǒng)汽車各系統(tǒng)有很大的質(zhì)量、幾何外形、安裝空間位置的差異，所以必須研制出一種適合電動汽車的懸架系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)，來改善電動汽車的舒適程度和抗外界干擾的穩(wěn)定性能和制動性能[7].行駛系統(tǒng)包括車橋、車輪、懸架，其中車橋包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋。要進行分析設(shè)計的參數(shù)有很多，比如轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋的結(jié)構(gòu)參數(shù)、輪胎的選型與轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)、懸架彈性元件、減震器、導(dǎo)向機構(gòu)的參數(shù)尺寸與使用性能。制動系統(tǒng)包括制動裝置和制動控制裝置。制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)、制動器制動效能、制動器制動效能的恒定性、制動控制裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和可靠性、安全性等。
二、主要研究(設(shè)計)內(nèi)容、研究(設(shè)計)思路及工作方法或工作流程
1.課題主要研究內(nèi)容
蓄電池觀光車與傳統(tǒng)汽車最大的區(qū)別在于動力輸出部分，用動力型電池、驅(qū)動電機代替了汽車的油箱、發(fā)動機。蓄電池觀光車一般有3大部分組成，包括電氣系統(tǒng)、底盤和車身。此處主要研究其中底盤部分的行駛系和制動系，其中行駛系起紐帶和承載的作用。主要包括車橋、車輪和懸架。制動系用于控制車速和停車。包括制動器和制動控制裝置。主要研究內(nèi)容有如下幾點：
⑴分析設(shè)計并校核車橋結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和從動支持橋
⑵選用并校核合適的車輪型號
⑶分析設(shè)計并校核合適的懸架結(jié)構(gòu)
⑷分析設(shè)計并校核合適的制動器類型與具體參數(shù)，包括行車制動裝置與駐車制動裝置
⑸分析設(shè)計并校核合適的制動控制裝置
2.研究思路
1. 仔細閱讀任務(wù)書，了解畢業(yè)設(shè)計的整體規(guī)劃和要求。
2. 根據(jù)任務(wù)書的要求，查閱相關(guān)資料，并整理，熟悉課題內(nèi)容，完成開題告。
3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和使用要求選擇合適的各部件的結(jié)構(gòu)類型。
4. 確定各結(jié)構(gòu)類型的具體形式和參數(shù)。
5. 進行計算分析與校核。
6根據(jù)上面設(shè)計的具體參數(shù)，畫出部分零部件的圖紙。
6. 整理資料，編寫設(shè)計說明書。
7. 進行修改完善，準備并參加答辯
3.工作流程
1. 根據(jù)汽車理論，汽車設(shè)計，汽車構(gòu)造研究電動觀光車的行駛系和制動系工作原理。
2. 計算行駛系和制動系的相關(guān)數(shù)據(jù)。
3. 進行運動和強度校核。
4. 根據(jù)相關(guān)數(shù)繪制cad二維圖和三維圖。
5. 若校核不合格，則修改數(shù)據(jù)，再回到第二步，若校核合格，則完成設(shè)計
三、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度安排
第1-3周：實習(xí)，調(diào)研，收集資料，熟悉課題內(nèi)容，完成開題報告。
第4-5周：完成制動系和行駛系的總體方案設(shè)計及性能參數(shù)計算。
第6-9周：完成固定鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和三維建模與裝配及中期答辯。
第10-11周：完成裝配總圖及主要零部件圖。
第12-13周：整理資料，編寫設(shè)計說明書。5月底前完成畢業(yè)設(shè)計主要工作。
第14-16周：進行修改完善，準備并參加答辯。
參考文獻
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[6] 麻友良等。電動汽車概論[m].北京：機械工業(yè)出版社，2012:6;
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