装甲车辆混合动力电传动技术 第2版PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 电传动装甲车辆发展简史 1

1.1.1 早期的电传动装甲车辆 1

1.1.2 电传动装甲车辆的冬眠期 2

1.1.3 20世纪末期的电传动装甲车辆 3

1.1.4 电传动装甲车辆的最新发展 6

1.1.5 我国电传动装甲车辆的发展状况 12

1.2 电传动装甲车辆的发展背景 14

1.2.1 高能武器的应用 14

1.2.2 电子对抗与攻防转换 14

1.2.3 节能减排与增大作战半径 15

1.2.4 现代战争发展的需求 16

1.3 装甲车辆电传动系统结构与工作原理 17

1.3.1 电传动系统结构分类 17

1.3.2 混合动力电传动系统结构 18

1.3.3 混合驱动电传动系统结构 23

1.4 装甲车辆电传动关键技术 25

1.5 装甲车辆电传动发展趋势展望 27

参考文献 28

第2章 电传动装甲车辆纵向动力学 30

2.1 纵向动力学 30

2.1.1 行驶阻力 30

2.1.2 驱动力 31

2.1.3 直线行驶运动方程 33

2.2 动力性能 33

2.3 制动性能 35

2.3.1 制动要求 35

2.3.2 最大制动力矩（功率）计算 35

2.3.3 电制动与机械制动分配原则 36

2.3.4 电制动分析计算 37

2.3.5 机械制动的分析计算 37

2.4 电传动系统效率分析 37

2.4.1 电传动系统功率流 37

2.4.2 发动机—发电机组效率 37

2.4.3 动力电池组效率 39

2.4.4 电机驱动系统效率 40

2.4.5 机械传动系统效率 41

2.4.6 电传动系统总效率 42

参考文献 43

第3章 电传动履带车辆转向动力学与控制 44

3.1 转向原理与转向动力学 44

3.1.1 转向原理 44

3.1.2 原地正反转向 47

3.1.3 B／2转向 48

3.1.4 小半径行进中转向 48

3.1.5 大半径修正转向 48

3.1.6 坡道上转向分析 49

3.1.7 转向控制策略 52

3.2 极限转向原理与控制 54

3.3 转速控制 59

3.3.1 控制任务及难点 59

3.3.2 驾驶员输入的定义与解释 60

3.3.3 转速调节控制策略 61

3.4 转矩控制 63

3.4.1 控制理论基础及可行性 63

3.4.2 驾驶员输入定义 65

3.4.3 转矩调节控制策略 66

3.5 转向稳定性控制 68

3.5.1 转矩控制方案 68

3.5.2 驾驶员输入定义 70

3.5.3 稳定转向域的确定 71

3.5.4 转向稳定性BP神经网络PID控制策略 72

参考文献 75

第4章 发动机—发电机组匹配与控制 76

4.1 电传动系统的动力源技术 76

4.2 IGPU系统及其组成 77

4.3 IGPU系统性能匹配设计 78

4.3.1 IGPU系统能量传递的特点 78

4.3.2 发动机工作特性 79

4.3.3 发电机工作特性 79

4.3.4 发动机—发电机组工作范围的确定 81

4.4 IGPU系统控制策略 82

4.4.1 发动机—发电机组功率跟随工作模式设计 82

4.4.2 IGPU系统功率跟随控制策略仿真分析 84

4.4.3 基于功率的前后功率链协调控制 87

4.4.4 无电池参与下的前后功率链协调控制仿真研究 89

4.4.5 电池参与下的前后功率链协调控制仿真研究 92

4.4.6 转速切换过程模型预测控制 92

4.5 IGPU系统反拖控制 103

4.5.1 代替传统起动电机方式起动发动机 103

4.5.2 电机高拖动转速方式起动发动机试验 104

参考文献 106

第5章 驱动电机及其控制系统 107

5.1 电传动车辆的几种驱动电机及其控制系统 107

5.1.1 几种驱动电机及其控制系统 107

5.1.2 电机及其控制系统中的功率器件 108

5.2 驱动电机及其控制系统的控制原理 109

5.2.1 直流驱动电机及其控制系统的控制原理 109

5.2.2 三相感应电机及其控制系统的控制原理 111

5.2.3 永磁同步电机及其控制系统的控制原理 113

5.2.4 续流增磁电机及其控制系统的控制原理 115

5.3 交流感应电机及其控制系统控制算法 118

5.3.1 交流感应电动机d-q参考坐标系数学建模 118

5.3.2 交流感应电机VVVF控制 119

5.3.3 交流感应电机矢量控制 120

5.3.4 速度控制算法 128

5.3.5 效率最大化控制算法 130

5.4 永磁同步电机及其控制系统 132

5.4.1 永磁同步电机的矢量控制 132

5.4.2 永磁同步电机的直接转矩控制 139

5.4.3 永磁同步电机的无电流闭环控制技术 141

5.4.4 永磁同步电机电制动 151

5.5 续流增磁驱动电机及其控制系统建模与控制 159

5.5.1 续流增磁驱动电机及其控制系统驱动特性 159

5.5.2 驱动电机励磁磁场饱和状态分析 161

5.5.3 电机驱动转矩—转速特性计算分析 161

5.5.4 驱动时电机增磁绕组励磁电流—转速特性 166

5.5.5 驱动时电源电流与电机转速关系 168

5.5.6 最大驱动转矩Temax和最大驱动功率Pmax输出特性 169

5.5.7 续流增磁电机及其控制系统特性分析 170

参考文献 179

第6章 自动变速与传动技术 180

6.1 电传动车辆自动变速和传动技术 180

6.1.1 发动机与发电机传动技术 180

6.1.2 电机驱动自动变速技术 182

6.2 发动机—发电机组扭转减振 187

6.2.1 扭转减振方式 187

6.2.2 扭转减振分析方法 189

6.3 电传动车辆电机—两挡自动变速系统 192

6.3.1 电机—两挡行星传动变速原理 192

6.3.2 两挡行星变速电传动车辆动力性分析 194

6.4 两挡行星变速换挡动力学模型 196

6.4.1 两挡行星传动机构动力学模型 196

6.4.2 两挡行星变速液压系统模型 199

6.5 两挡行星变速换挡品质优化控制 203

6.5.1 换挡品质评价指标 203

6.5.2 二次型最优控制理论 204

6.5.3 协调换挡二次型最优控制模型 206

6.5.4 协调换挡最优控制轨迹及其评价 211

6.5.5 协调换挡最优轨迹跟踪控制 219

6.6 电机—两挡自动变速系统换挡抖动分析与控制 224

6.6.1 大阶比两挡行星变速机构换挡抖动动力学模型 224

6.6.2 两挡行星变速机构换挡抖动稳定性分析 228

6.6.3 两挡行星变速机构换挡抖动影响因素 232

6.6.4 两挡行星变速机构换挡抖动主动控制 235

参考文献 240

第7章 综合冷却系统 242

7.1 电传动冷却系统特点 242

7.2 冷却系统的分类及构成 244

7.3 闭式高温冷却水系 248

7.4 综合冷却系统传热与流动分析 250

7.4.1 冷却系统散热量 250

7.4.2 循环水流量及流动阻力 251

7.4.3 冷却风道设计 253

7.5 综合冷却系统调节技术 256

7.5.1 冷却系统调节的必要性 256

7.5.2 节温调节技术 257

7.5.3 风量调节技术 260

7.6 制动电阻散热 267

7.6.1 风冷制动电阻 267

7.6.2 油冷制动电阻 269

7.6.3 水冷制动电阻 270

7.7 电传动系统散热分析实例 272

参考文献 282

第8章 电传动系统综合控制与能量管理技术 284

8.1 电传动综合控制和能量管理技术特点 284

8.2 电传动综合控制系统 285

8.2.1 控制系统架构 285

8.2.2 电传动综合控制器功能 286

8.2.3 电传动综合控制器开发 287

8.3 一体化电源系统 289

8.3.1 装甲车辆电传动系统供电特点 289

8.3.2 电传动系统电源变换类型 290

8.3.3 一体化电源系统结构及工作原理 291

8.3.4 一体化电源系统控制逻辑 293

8.4 动力源构型分析与匹配 293

8.4.1 动力源构型 293

8.4.2 动力电池组参数匹配 295

8.5 电传动系统能量管理技术 298

8.5.1 IGPU_ AC／DC ＋ B构型能量管理策略 298

8.5.2 IGPU_ AC／DC ＋ B_ DC／DC构型能量管理策略 311

8.6 IGPU_ AC／DC＋B构型能量管理策略仿真 316

8.6.1 确定仿真工况和基本参数 316

8.6.2 能量管理策略仿真结果 317

8.7 IGPU_AC／DC＋B_DC／DC构型能量管理策略仿真 323

8.7.1 仿真方法 323

8.7.2 仿真结果 324

参考文献 326

第9章 电池成组应用与管理 327

9.1 锂离子动力电池技术现状 327

9.2 电动车辆对电池性能要求 335

9.2.1 纯电动模式下电池性能要求 335

9.2.2 混合驱动模式下电池性能要求 335

9.2.3 动力电池基本参数 335

9.3 动力电池组不一致性 338

9.3.1 电池组不一致性表现形式 338

9.3.2 电池组电压不一致性统计规律 341

9.3.3 电池组电压不一致性建模 342

9.3.4 电池组电压不一致性评价 344

9.3.5 提高电池组一致性的措施 346

9.4 电池组剩余寿命预估分析 346

9.4.1 电池组剩余寿命定义 346

9.4.2 电池组剩余寿命预估 347

9.5 电池组管理系统 350

9.5.1 电池管理系统方案 350

9.5.2 电池管理系统基本功能 351

9.5.3 电池电压采集方法 352

9.5.4 电池温度采集方法 356

9.5.5 电池管理系统设计举例 356

9.6 电池组管理的关键技术 359

9.6.1 电池性能建模 359

9.6.2 电池SOC估计 361

9.6.3 电池组峰值功率预测 368

9.6.4 电池多状态联合估计 376

9.6.5 电池组热管理 377

9.6.6 电池组故障诊断 380

参考文献 383

第10章 电传动履带装甲车辆系统仿真技术 385

10.1 系统仿真的意义与作用 385

10.2 电传动系统关键部件及整车建模 386

10.2.1 发动机—发电机组建模 387

10.2.2 动力电池组建模 389

10.2.3 电机驱动系统建模 391

10.2.4 电池组DC／DC变换器建模 393

10.2.5 履带车辆动力学建模 394

10.2.6 整车控制策略建模及整车模型集成 398

10.3 电传动履带车辆关键工况仿真 399

10.3.1 最大车速行驶工况 399

10.3.2 越野行驶工况 400

10.3.3 大半径修正转向 401

10.3.4 小半径行进中转向工况 402

10.3.5 中心转向工况 403

10.4 电传动履带车辆实时仿真技术 404

10.4.1 电传动履带车辆双侧电机驱动快速控制原型开发 404

10.4.2 “驾驶员—控制器”在环的双侧驱动控制实时仿真 410

10.4.3 电传动履带车辆综合控制实时仿真 417

参考文献 420

第11章 装甲车辆混合动力电传动系统试验技术 422

11.1 电传动部件及子系统试验技术 422

11.1.1 发动机—发电机组试验 422

11.1.2 动力电池组及管理系统试验 431

11.1.3 驱动电机及其控制系统试验 438

11.1.4 综合冷却系统试验 446

11.2 电传动系统台架综合联调试验技术 451

11.2.1 电传动系统台架联调试验设计 451

11.2.2 电传动系统通信联调试验 455

11.2.3 电传动系统性能模拟试验 456

11.3 电传动系统电磁兼容性试验技术 461

11.3.1 电控部件电磁兼容性试验概述 461

11.3.2 高压电控部件与分系统的电磁兼容试验 466

11.3.3 低压电控部件与分系统的电磁兼容试验 477

11.3.4 车载电器设备与分系统的电磁兼容试验 480

11.4 电传动车辆静音行驶性能试验 481

参考文献 483

后记 484