新能源汽車動力傳動系統(tǒng)技術(shù)與實踐
定 價：188 元
叢書名：節(jié)能與新能源汽車關鍵技術(shù)研究叢書
- 作者：陳勇著
- 出版時間：2022/9/1
- ISBN：9787568081511
- 出 版 社：華中科技大學出版社
- 中圖法分類：U469.7
- 頁碼：408
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：24cm
本書系統(tǒng)地論述了新能源汽車動力傳動系統(tǒng)的基礎知識與工程實踐。第一篇為基礎理論與技術(shù)篇：從系統(tǒng)研發(fā)與優(yōu)化技術(shù)的角度出發(fā)，闡述了純電動與混合動力汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點、設計開發(fā)中所涉及的相關技術(shù)與方法，以及基于純電動與混動兩種模式下動力傳動系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)過程。第二篇為工程實踐與測試篇：著重論述了新能源汽車動力傳動系統(tǒng)NT測試與優(yōu)化、傳動系統(tǒng)零部件可靠性及電機測試、新能源汽車硬件在環(huán)測試技術(shù)。
當前，伴隨著世界能源危機和環(huán)保問題的日益突出，汽車工業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面，石油資源短缺，汽車是油耗大戶，且目前內(nèi)燃機的燃料燃燒產(chǎn)生的熱能只有35%~40%用于實際汽車行駛，節(jié)節(jié)攀升的汽車保有量加劇了這一矛盾；另一方面，燃油汽車的大量使用加劇了環(huán)境污染，城市大氣中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%來自汽車尾氣。此外，汽車排放的大量CO2加劇了溫室效應，汽車碳排放量是全國碳排放量的重要組成之一，約占全國碳排放量的7.5%，其中超過九成來自保有汽車使用階段所消耗的汽柴油等化石燃料的燃燒，該部分碳排放占整個交通領域碳排放總量的80%左右。2020年汽車使用階段碳排放量約7.2億噸。面對這些挑戰(zhàn)，我國政府及產(chǎn)業(yè)界積極應對，抓緊制定了2030年前碳排放達峰行動方案，我國關于碳達峰、碳中和的宣示將對汽車產(chǎn)業(yè)在新時代的低碳發(fā)展提出更高要求，新能源汽車已經(jīng)是中國這個占世界汽車產(chǎn)量30%的主要汽車大國21世紀汽車工業(yè)發(fā)展的關鍵領域。
智能化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、低碳化是當今汽車的主要發(fā)展方向，新能源汽車有別于傳統(tǒng)能源汽車，主要是針對支持汽車動力燃料的不同而言的，傳統(tǒng)燃料汽車一般使用汽油和柴油，而新能源汽車已經(jīng)超越傳統(tǒng)能源，包括純電動汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車和氫能源動力汽車等。新能源汽車大致上可以分成兩種：一種是完全脫離石油供給使汽車產(chǎn)生動力，包括純電動汽車、燃料電池汽車等；另一種是不完全使用傳統(tǒng)能源使汽車產(chǎn)生動力，包括混合動力汽車和乙醇汽車等。隨著油耗、排放法規(guī)的日益加嚴，國家戰(zhàn)略及政策的引導，新能源汽車呈高速發(fā)展態(tài)勢，形成混合動力、純電動、燃料電池等多種電氣化形式并存的局面，電氣化系統(tǒng)呈多元化發(fā)展，傳動系統(tǒng)電氣化發(fā)展成為必然趨勢。新能源汽車技術(shù)的發(fā)展對動力傳動系統(tǒng)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。而動力傳動系統(tǒng)作為從動力源到車輪的汽車驅(qū)動系統(tǒng)關鍵組成環(huán)節(jié)，是新能源汽車的車輛性能開發(fā)的關鍵核心問題之一。
本書分兩篇全面而系統(tǒng)地論述了新能源汽車動力傳動系統(tǒng)的基礎知識與實踐案例。第一篇為基礎理論與技術(shù)篇：從系統(tǒng)研發(fā)與優(yōu)化技術(shù)的角度出發(fā)，闡述了純電動與混合動力汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點、設計開發(fā)中所涉及的相關技術(shù)與方法，以及基于純電動與混合動力兩種模式下動力傳動系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)過程、能量管理方法及策略。第二篇為工程實踐與測試篇：著重論述了新能源汽車動力傳動系統(tǒng)NVH測試與優(yōu)化、傳動系統(tǒng)零部件可靠性及電動機測試、新能源汽車硬件在環(huán)測試技術(shù)。本書注重研究理論與工程實踐相結(jié)合，書中根據(jù)作者本人30多年長期在日本、德國、中國汽車主流企業(yè)的研究開發(fā)實踐和7年來在大學擔任教授、博導開展的新能源汽車國家重點項目和與產(chǎn)學結(jié)合的汽車企業(yè)項目研究實踐，作者研究團隊的6位博士研究生和30余位碩士研究生在10余項研究項目與課題的大量模型分析與實驗研究中積累和學習的動力傳動系統(tǒng)研究開發(fā)案例，而總結(jié)出的理論與研究實踐經(jīng)驗，可以為相關領域的工程技術(shù)人員和高等院校本科及研究生提供技術(shù)信息與參考。
在本人負責的新能源汽車研究中心的博士研究生臧立彬、邱子楨、曹展、李光鑫、魏長銀以及碩士研究生王毅、張黎明、李彥林、賈紀鵬、張玉全等同學為本書的內(nèi)容整理做出了突出貢獻，在此表示衷心的感謝。
在本書的撰寫過程中，我們查閱了大量的書籍、文獻和網(wǎng)上資料，受到很大的啟發(fā)并開拓了思路，在此特向相關作者表示深切的謝意。由于作者的水平有限，書中難免會有疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者予以批評指正。
陳勇，廣西大學機械工程學院教授、博導，俄羅斯工程院外籍院士，國家海外高層次人才項目特聘專家，中國汽車工程學會會士，吉林大學汽車工程學院客座教授，長安大學工程機械學院客座教授，合肥工業(yè)大學“黃山學者”特聘教授。長期從事汽車動力傳動系統(tǒng)研究開發(fā)工作，曾在日本日產(chǎn)汽車自動變速器公司技術(shù)中心作為高級技術(shù)人員從事自動變速器研發(fā)工作18年。2008年回國后曾任吉利汽車研究院副院長、總工程師，河北工業(yè)大學機械工程學院教授、博導。主持包括國家863計劃、“十二五”國家科技支撐計劃、科技部戰(zhàn)略性國際科技創(chuàng)新合作重點專項等多個*重點項目，在汽車自動變速器、新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)NVH、能量管理、高強度齒輪、軸承等研究領域取得突出成果。發(fā)表科技期刊論文150余篇，出版專著2部，獲得授權(quán)發(fā)明專利150余項。獲中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎、發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎?人物獎、汽車工業(yè)科學技術(shù)進步獎一等獎等獎項。
第1篇基礎理論與技術(shù)篇
第1章概述2
1.1新能源汽車發(fā)展趨勢2
1.1.1新能源汽車的能源類型3
1.1.2新能源汽車驅(qū)動電動機的發(fā)展現(xiàn)狀9
1.2新能源汽車分類及其基本特征15
1.3新能源汽車動力傳動系統(tǒng)技術(shù)特性16
1.3.1新能源動力傳動系統(tǒng)需求16
1.3.2新能源汽車傳動技術(shù)發(fā)展趨勢17
本章參考文獻18
第2章新能源汽車驅(qū)動電動機類型與控制技術(shù)20
2.1引言20
2.2驅(qū)動用電動機的結(jié)構(gòu)、原理與特性24
2.2.1感應電動機24
2.2.2永磁同步電動機29
2.2.3開關磁阻電動機34
2.2.4輪轂電動機40
2.3電力電子技術(shù)與逆變器44
2.3.1電力電子功率器件簡介44
2.3.2直流電源的變換47
2.3.3逆變器53
2.3.4電力電子電路的實際問題57
2.4車用電動機控制技術(shù)64
2.4.1矢量控制技術(shù)64
2.4.2直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)67
2.4.3開關磁阻電動機控制技術(shù)74
2.4.4感應電動機的穩(wěn)態(tài)控制方法80
本章參考文獻83
第3章新能源汽車傳動系統(tǒng)技術(shù)86
3.1引言86
3.2混合動力自動變速器技術(shù)90
3.2.1電驅(qū)動傳動系統(tǒng)90
3.2.2混合動力傳動系統(tǒng)95
3.2.3燃料電池動力傳動技術(shù)114
3.2.4質(zhì)子交換膜燃料電池117
3.2.5奧迪A7htron氫燃料電池轎車118
3.3純電動汽車自動變速器技術(shù)119
3.3.1電動汽車變速器發(fā)展趨勢119
3.3.2電動汽車2擋機械式自動變速器的開發(fā)120
3.3.3兩擋機械式自動變速器控制技術(shù)134
3.4汽車傳動系統(tǒng)高強度零部件技術(shù)143
3.4.1汽車高強度齒輪技術(shù)143
3.4.2汽車高強度軸承技術(shù)151
3.4.3傳動系零部件新型表面處理技術(shù)157
3.4.4油品對齒輪疲勞強度壽命和磨損的影響162
本章參考文獻164
第4章新能源汽車能量管理策略技術(shù)169
4.1引言169
4.1.1純電動汽車能量管理策略169
4.1.2混合動力汽車能量管理策略172
4.2動力系統(tǒng)建模179
4.2.1能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模型179
4.2.2儲能系統(tǒng)模型181
4.2.3車輛動力學模型185
4.3不同能量管理策略下關鍵部件典型工況特征分析189
4.3.1樣車的兩種循環(huán)工況特征分析189
4.3.2不同策略下關鍵部件典型工況特征分析190
4.4混合動力汽車*優(yōu)能量管理策略197
4.4.1動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化能量管理策略197
4.4.2龐特里亞金極小值原理優(yōu)化型能量管理策略207
4.4.3近似極小值原理的實時優(yōu)化能量管理策略213
4.5混合動力汽車智能能量管理策略215
4.5.1基于在線自學習調(diào)整瞬時優(yōu)化能量管理策略215
4.5.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡速度預測的能量管理策略219
本章參考文獻228
第2篇工程實踐與測試篇
第5章新能源汽車動力傳動系統(tǒng)NVH測試與優(yōu)化232
5.1NVH測試技術(shù)232
5.1.1工程噪聲基礎234
5.2NVH優(yōu)化技術(shù)248
5.2.1傳動系統(tǒng)NVH優(yōu)化技術(shù)248
5.3純電動客車動力總成振動與噪聲優(yōu)化實踐案例260
5.3.1整車NVH性能測試260
5.3.2整車路試三種測試方案中動力總成相關參數(shù)與時間的關系265
5.3.3整車動力總成變速器與電動機振動噪聲階次分析266
5.3.4整車路試動力總成振動測試結(jié)果及分析268
5.3.5整車路試車內(nèi)噪聲測試結(jié)果277
5.4純電動汽車兩擋自動變速器振動與噪聲優(yōu)化實踐案例281
5.4.1測試目的及準備281
5.4.2測試流程282
5.4.3結(jié)果分析289
5.4.4變速器齒輪微觀修形優(yōu)化設計306
5.4.5變速器振動噪聲仿真及試驗分析315
5.4.6變速器殼體輻射噪聲預測與優(yōu)化326
本章參考文獻343
第6章汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性測試技術(shù)346
6.1新能源汽車傳動系統(tǒng)可靠性測試技術(shù)346
6.1.1試驗設備概述346
6.1.2關鍵部件可靠性測試347
6.1.3換擋性能試驗351
6.2傳動系統(tǒng)零部件測試技術(shù)353
6.2.1齒輪疲勞測試技術(shù)353
6.2.2軸承疲勞測試技術(shù)363
6.2.3零部件摩擦學測試特性366
6.3電機可靠耐久測試規(guī)范379
6.3.1可靠性試驗測試規(guī)范379
6.3.2耐久性試驗測試規(guī)范380
本章參考文獻381
第7章新能源汽車硬件在環(huán)測試技術(shù)384
7.1增程式電動物流車HCU的HiL測試平臺架構(gòu)384
7.1.1HiL測試硬件平臺搭建385
7.1.2HiL測試軟件平臺搭建386
7.1.3基于LabVIEW的CAN通信診斷系統(tǒng)模型386
7.2能量管理硬件在環(huán)與軟件在環(huán)測試387
7.2.1行駛工況選擇387
7.2.2行駛工況的種類388
7.2.3硬件在環(huán)仿真試驗392
7.2.4軟件在環(huán)仿真試驗401
本章參考文獻404
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