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第1章 绪论 1

1.1 混合动力汽车简介 1

1.2 混合动力汽车发展简史 1

1.3 混合动力系统的分类 2

1.3.1 按混合方式分类 2

1.3.2 按混合度分类 5

1.3.3 依据动力耦合系统数学模型分类 7

1.4 混合动力汽车的控制策略 9

1.5 混合动力汽车的关键技术 10

1.6 混合动力汽车的发展现状 12

参考文献 14

第2章 混合动力汽车的分析与设计 15

2.1 混合动力汽车的节能机理 15

2.2 整车功率匹配的基本原则 17

2.3 并联混合动力汽车动力总成的设计原理 19

2.3.1 并联式混合动力汽车动力总成的结构型式分析 19

2.3.2 并联式混合动力汽车总成的匹配原则 19

2.3.3 参数设计实例分析 24

2.4 串联混合动力汽车动力总成的设计原理 32

2.4.1 串联式混合动力汽车动力总成的结构型式分析 32

2.4.2 串联混合动力汽车动力总成的匹配原则 33

2.4.3 参数设计实例分析 33

2.5 混联式混合动力汽车动力总成的设计原理 36

2.5.1 混联式混合动力汽车动力总成的结构型式分析 36

2.5.2 混联式混合动力汽车动力总成的匹配原则 36

参考文献 40

第3章 混合动力总成的基本构型及应用 42

3.1 行星排轮系传动的基本理论 42

3.1.1 行星排轮系动力学分析 42

3.1.2 行星排轮系杠杆模拟建模方法 44

3.2 丰田普锐斯汽车混合动力系统 45

3.2.1 普锐斯汽车混合动力系统简介 45

3.2.2 普锐斯汽车混合动力系统的主要构成部件与功能 47

3.2.3 普锐斯汽车混合动力系统的工作过程 48

3.3 CHS混合动力系统 52

3.3.1 CHS混合动力总成的基本结构 52

3.3.2 CHS系统的工作过程 54

3.3.3 CHS混合动力系统的特点和测试结果 56

3.4 双转子混合动力系统 58

3.4.1 双转子混合动力系统的技术方案和工作过程 58

3.4.2 内电机的冷却 63

3.4.3 发动机工作点的选择 64

3.5 本田IMA混合动力系统 64

3.5.1 IMA混合动力系统的基本构成 65

3.5.2 IMA系统的工作过程 67

3.6 通用双模混合动力系统 68

3.6.1 双模混合动力系统动力传动模型分析 69

3.6.2 双模混合动力系统的工作过程 76

3.6.3 双模混合动力系统的特点 77

3.7 双离合变速器在混合动力系统中的应用 78

3.7.1 双离合变速器的发展历史 78

3.7.2 双离合器变速器的特点 78

3.7.3 DSG变速器的结构 79

3.7.4 DSG变速器的工作过程 80

3.7.5 IAV双离合器混合动力变速器 81

3.7.6 6HDT250双离合器混合动力变速器 82

参考文献 83

第4章 混合动力汽车能量管理控制策略 85

4.1 混合动力总成的控制策略 85

4.2 混合动力总成控制系统的结构方案设计 86

4.2.1 控制系统硬件结构方案设计 86

4.2.2 控制系统软件的结构方案设计 87

4.3 转矩输出指令子程序 89

4.4 并联混合动力总成的控制算法 90

4.4.1 限制发动机工作区间的控制算法 90

4.4.2 调节发动机工作区间的控制算法 96

4.5 串联混合动力总成的控制算法 104

4.5.1 电动机的输入输出指令子程序 104

4.5.2 发动机-发电机组的状态控制子程序 106

4.5.3 发动机-发电机组的输出指令子程序 107

4.6 混联混合动力总成的控制算法 108

4.6.1 耦合方式分析 109

4.6.2 整车控制模式控制程序 109

4.7 控制策略的优化算法 111

4.7.1 瞬时优化控制策略 111

4.7.2 智能控制策略 112

4.7.3 全局最优控制策略 113

参考文献 114

第5章 动力电池及其管理系统技术 115

5.1 车用电池技术研究现状 115

5.1.1 锂离子电池的工作原理 117

5.1.2 车用动力电池的要求 118

5.1.3 电池模型 119

5.1.4 车用动力电池的发展现状和趋势 121

5.1.5 锂离子电池系统存在的技术难题 123

5.2 动力电池管理系统研究现状 125

5.2.1 BMS的发展历程 125

5.2.2 BMS的功能要求 127

5.2.3 BMS的研究现状 129

5.2.4 BMS存在的问题 130

5.3 动力电池管理系统的关键技术 133

5.3.1 BMS的组成 133

5.3.2 电池SOC估计 135

5.3.3 电池SOH估计 139

5.3.4 电池安全技术 140

5.3.5 电池热管理技术 141

5.3.6 故障诊断技术 143

5.3.7 锂电池充电技术 145

5.3.8 电池均衡技术 147

5.3.9 BMS硬件方案设计 150

5.4 动力电池及管理系统的测试与评价 151

5.4.1 锂离子动力电池测试概况 151

5.4.2 国内电池测试技术概况 156

5.4.3 电池管理系统测试与评价 160

参考文献 164

第6章 电动汽车电机驱动系统 167

6.1 电动汽车电机驱动系统概述 167

6.1.1 电机共性知识 167

6.1.2 电动汽车电机驱动系统要求 174

6.2 电动汽车电机驱动系统及设计 175

6.2.1 直流电机驱动系统 175

6.2.2 感应电机驱动系统 177

6.2.3 永磁无刷电机驱动系统 182

6.2.4 开关磁阻电机驱动系统 185

6.2.5 适于磁场调节的新型永磁同步电机 187

6.2.6 电机驱动系统设计 191

6.3 电动汽车电机驱动系统的标准与测试 194

6.3.1 电动汽车电机驱动系统技术条件 195

6.3.2 电动汽车电机驱动系统测试 196

参考文献 197

第7章 混合动力汽车其他相关技术 199

7.1 电动助力转向系统 199

7.1.1 EPS系统简介 199

7.1.2 EPS系统的助力方式 200

7.1.3 EPS系统助力电机及减速机构 201

7.1.4 EPS系统的电子控制单元 202

7.1.5 EPS系统的控制策略 203

7.2 电动液压助力转向系统 205

7.2.1 EPHS系统的动力单元 205

7.2.2 EPHS系统的控制阀 206

7.2.3 EPHS系统的控制策略 207

7.3 电液复合制动系统技术 209

7.3.1 电液复合制动技术介绍 209

7.3.2 复合制动系统的功能需求和特点 210

7.3.3 电液复合制动系统中电回馈制动的控制策略 211

7.3.4 丰田公司的电液制动系统 219

7.4 混合动力汽车的电源转换装置 221

7.4.1 DC/DC功率转换器的功用 222

7.4.2 双向DC/DC功率转换器的应用 222

7.4.3 DC/DC功率转换器的分类 223

7.4.4 其他类型的功率转换器 224

7.5 电动空调系统 224

7.5.1 电动空调系统的特点 224

7.5.2 电动汽车热泵式空调系统 224

7.5.3 电动压缩机制冷与电加热器制热混合调节空调系统 225

7.5.4 电驱动压缩机系统 226

7.6 阿特金森循环及其应用 227

7.6.1 阿特金森循环的工作原理 227

7.6.2 阿特金森循环的特点及措施 228

7.6.3 阿特金森循环在普锐斯汽车发动机上的应用 229

7.6.4 普锐斯汽车发动机的其他节能技术 230

7.7 电机及其控制器冷却 230

7.7.1 电机及其控制器的冷却方式 231

7.7.2 电机及其控制器的一体化冷却方案 231

7.7.3 混合动力汽车散热器的总成布置 232

7.7.4 普锐斯汽车的电机冷却系统 233

参考文献 233

第8章 混合动力汽车的标准与测试技术 235

8.1 我国电动汽车标准体系结构 235

8.1.1 电动汽车需要执行的标准和检验项目 237

8.1.2 传统汽车标准的适用性 238

8.1.3 我国电动汽车标准的发展目标 239

8.2 美国电动汽车标准概况 240

8.2.1 SAE混合动力汽车标准 240

8.2.2 SAE蓄电池标准 241

8.2.3 SAE燃料电池汽车标准 242

8.2.4 SAE其他标准 243

8.2.5 美国电动运输协会标准 243

8.2.6 美国汽车安全技术法规 244

8.3 日本电动汽车标准概况 244

8.4 欧洲电动汽车标准概况 247

8.5 国际标准化组织的电动汽车标准 248

8.6 国际电工委员会制定的电动车辆标准 249

8.7 评价测试方法 250

8.8 HEV测试指标 251

参考文献 254