《新能源汽車研究與開發(fā)叢書：混合動力電動汽車技術(shù)》主要講述了混合動力汽車的分析與設(shè)計、混合動力總成的基本構(gòu)型及應用、混合動力汽車能量管理控制策略、動力電池及其管理系統(tǒng)技術(shù)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、混合動力汽車其他相關(guān)技術(shù)、混合動力汽車的標準與測試技術(shù)等內(nèi)容，全面論述了油電混合動力電動汽車的性能、配置、控制策略、設(shè)計分析等方面的知識。《新能源汽車研究與開發(fā)叢書：混合動力電動汽車技術(shù)》可供汽車行業(yè)的技術(shù)研究人員參考閱讀，也可作為高等院校電動汽車相關(guān)專業(yè)的專業(yè)教材。
前言
第1章 緒論
1.1 混合動力汽車簡介
1.2 混合動力汽車發(fā)展簡史
1.3 混合動力系統(tǒng)的分類
1.3.1 按混合方式分類
1.3.2 按混合度分類
1.3.3 依據(jù)動力耦合系統(tǒng)數(shù)學模型分類
1.4 混合動力汽車的控制策略
1.5 混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)
1.6 混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀
參考文獻
第2章 混合動力汽車的分析與設(shè)計
2.1 混合動力汽車的節(jié)能機理
2.2 整車功率匹配的基本原則
2.3 并聯(lián)混合動力汽車動力總成的設(shè)計原理
2.3.1 并聯(lián)式混合動力汽車動力總成的結(jié)構(gòu)型式分析
2.3.2 并聯(lián)式混合動力汽車總成的匹配原則
2.3.3 參數(shù)設(shè)計實例分析
2.4 串聯(lián)混合動力汽車動力總成的設(shè)計原理
2.4.1 串聯(lián)式混合動力汽車動力總成的結(jié)構(gòu)型式分析
2.4.2 串聯(lián)混合動力汽車動力總成的匹配原則
2.4.3 參數(shù)設(shè)計實例分析
2.5 混聯(lián)式混合動力汽車動力總成的設(shè)計原理
2.5.1 混聯(lián)式混合動力汽車動力總成的結(jié)構(gòu)型式分析
2.5.2 混聯(lián)式混合動力汽車動力總成的匹配原則
參考文獻
第3章 混合動力總成的基本構(gòu)型及應用
3.1 行星排輪系傳動的基本理論
3.1.1 行星排輪系動力學分析
3.1.2 行星排輪系杠桿模擬建模方法
3.2 豐田普銳斯汽車混合動力系統(tǒng)
3.2.1 普銳斯汽車混合動力系統(tǒng)簡介
3.2.2 普銳斯汽車混合動力系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件與功能
3.2.3 普銳斯汽車混合動力系統(tǒng)的工作過程
3.3 CHS混合動力系統(tǒng)
3.3.1 CHS混合動力總成的基本結(jié)構(gòu)
3.3.2 CHS系統(tǒng)的工作過程
3.3.3 CHS混合動力系統(tǒng)的特點和測試結(jié)果混合動力電動汽車技術(shù)
3.4 雙轉(zhuǎn)子混合動力系統(tǒng)
3.4.1 雙轉(zhuǎn)子混合動力系統(tǒng)的技術(shù)方案和工作過程
3.4.2 內(nèi)電機的冷卻
3.4.3 發(fā)動機工作點的選擇
3.5 本田IMA混合動力系統(tǒng)
3.5.1 IMA混合動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成
3.5.2 IMA系統(tǒng)的工作過程
3.6 通用雙�；旌蟿恿ο到y(tǒng)
3.6.1 雙模混合動力系統(tǒng)動力傳動模型分析
3.6.2 雙�；旌蟿恿ο到y(tǒng)的工作過程
3.6.3 雙模混合動力系統(tǒng)的特點
3.7 雙離合變速器在混合動力系統(tǒng)中的應用
3.7.1 雙離合變速器的發(fā)展歷史
3.7.2 雙離合器變速器的特點
3.7.3 DSG變速器的結(jié)構(gòu)
3.7.4 DSG變速器的工作過程
3.7.5 IAV雙離合器混合動力變速器
3.7.6 6HDT250雙離合器混合動力變速器
參考文獻
第4章 混合動力汽車能量管理控制策略
4.1 混合動力總成的控制策略
4.2 混合動力總成控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
4.2.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
4.2.2 控制系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
4.3 轉(zhuǎn)矩輸出指令子程序
4.4 并聯(lián)混合動力總成的控制算法
4.4.1 限制發(fā)動機工作區(qū)間的控制算法
4.4.2 調(diào)節(jié)發(fā)動機工作區(qū)間的控制算法
4.5 串聯(lián)混合動力總成的控制算法
4.5.1 電動機的輸入輸出指令子程序
4.5.2 發(fā)動機?發(fā)電機組的狀態(tài)控制子程序
4.5.3 發(fā)動機?發(fā)電機組的輸出指令子程序
4.6 混聯(lián)混合動力總成的控制算法
4.6.1 耦合方式分析
4.6.2 整車控制模式控制程序
4.7 控制策略的優(yōu)化算法
4.7.1 瞬時優(yōu)化控制策略
4.7.2 智能控制策略
4.7.3 全局最優(yōu)控制策略
參考文獻
第5章 動力電池及其管理系統(tǒng)技術(shù)
5.1 車用電池技術(shù)研究現(xiàn)狀
5.1.1 鋰離子電池的工作原理
5.1.2 車用動力電池的要求
5.1.3 電池模型
5.1.4 車用動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
5.1.5 鋰離子電池系統(tǒng)存在的技術(shù)難題
5.2 動力電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
5.2.1 BMS的發(fā)展歷程
5.2.2 BMS的功能要求
5.2.3 BMS的研究現(xiàn)狀
5.2.4 BMS存在的問題
5.3 動力電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
5.3.1 BMS的組成
5.3.2 電池SOC估計
5.3.3 電池SOH估計
5.3.4 電池安全技術(shù)
5.3.5 電池熱管理技術(shù)
5.3.6 故障診斷技術(shù)
5.3.7 鋰電池充電技術(shù)
5.3.8 電池均衡技術(shù)
5.3.9 BMS硬件方案設(shè)計
5.4 動力電池及管理系統(tǒng)的測試與評價
5.4.1 鋰離子動力電池測試概況
5.4.2 國內(nèi)電池測試技術(shù)概況
5.4.3 電池管理系統(tǒng)測試與評價
參考文獻
第6章 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)
6.1 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)概述
6.1.1 電機共性知識
6.1.2 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)要求
6.2 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)及設(shè)計
6.2.1 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)
6.2.2 感應電機驅(qū)動系統(tǒng)
6.2.3 永磁無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)
6.2.4 開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)
6.2.5 適于磁場調(diào)節(jié)的新型永磁同步電機
6.2.6 電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計
6.3 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的標準與測試
6.3.1 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)條件
6.3.2 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試
參考文獻
第7章 混合動力汽車其他相關(guān)技術(shù)
7.1 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
7.1.1 EPS系統(tǒng)簡介
7.1.2 EPS系統(tǒng)的助力方式
7.1.3 EPS系統(tǒng)助力電機及減速機構(gòu)
7.1.4 EPS系統(tǒng)的電子控制單元
7.1.5 EPS系統(tǒng)的控制策略
7.2 電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
7.2.1 EPHS系統(tǒng)的動力單元
7.2.2 EPHS系統(tǒng)的控制閥
7.2.3 EPHS系統(tǒng)的控制策略
7.3 電液復合制動系統(tǒng)技術(shù)
7.3.1 電液復合制動技術(shù)介紹
7.3.2 復合制動系統(tǒng)的功能需求和特點
7.3.3 電液復合制動系統(tǒng)中電回饋制動的控制策略
7.3.4 豐田公司的電液制動系統(tǒng)
7.4 混合動力汽車的電源轉(zhuǎn)換裝置
7.4.1 DC/DC功率轉(zhuǎn)換器的功用
7.4.2 雙向DC/DC功率轉(zhuǎn)換器的應用
7.4.3 DC/DC功率轉(zhuǎn)換器的分類
7.4.4 其他類型的功率轉(zhuǎn)換器
7.5 電動空調(diào)系統(tǒng)
7.5.1 電動空調(diào)系統(tǒng)的特點
7.5.2 電動汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)
7.5.3 電動壓縮機制冷與電加熱器制熱混合調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)
7.5.4 電驅(qū)動壓縮機系統(tǒng)
7.6 阿特金森循環(huán)及其應用
7.6.1 阿特金森循環(huán)的工作原理
7.6.2 阿特金森循環(huán)的特點及措施
7.6.3 阿特金森循環(huán)在普銳斯汽車發(fā)動機上的應用
7.6.4 普銳斯汽車發(fā)動機的其他節(jié)能技術(shù)
7.7 電機及其控制器冷卻
7.7.1 電機及其控制器的冷卻方式
7.7.2 電機及其控制器的一體化冷卻方案
7.7.3 混合動力汽車散熱器的總成布置
7.7.4 普銳斯汽車的電機冷卻系統(tǒng)
參考文獻
第8章 混合動力汽車的標準與測試技術(shù)
8.1 我國電動汽車標準體系結(jié)構(gòu)
8.1.1 電動汽車需要執(zhí)行的標準和檢驗項目
8.1.2 傳統(tǒng)汽車標準的適用性
8.1.3 我國電動汽車標準的發(fā)展目標
8.2 美國電動汽車標準概況
8.2.1 SAE混合動力汽車標準
8.2.2 SAE蓄電池標準
8.2.3 SAE燃料電池汽車標準
8.2.4 SAE其他標準
8.2.5 美國電動運輸協(xié)會標準
8.2.6 美國汽車安全技術(shù)法規(guī)
8.3 日本電動汽車標準概況
8.4 歐洲電動汽車標準概況
8.5 國際標準化組織的電動汽車標準
8.6 國際電工委員會制定的電動車輛標準
8.7 評價測試方法
8.8 HEV測試指標
參考文獻
1.無管理階段 長期以來，實際使用的蓄電池以鉛蓄電池為主，由于其工藝成熟、抗濫用能力較強以及價格低廉，電池管理技術(shù)因沒有受到重視而發(fā)展緩慢，電池處于無管理狀態(tài)。在單只電池應用場合，基于外電壓實現(xiàn)電池荷電狀態(tài)估計和充放電管理，電池串聯(lián)成組后，也只是在單只電池管理技術(shù)的基礎(chǔ)上進行簡單拓展，基于端電壓實現(xiàn)電池組荷電狀態(tài)的估算和充放電管理。在使用中發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)電池組壽命明顯少于單只電池。對報廢電池進行測試，發(fā)現(xiàn)基于端電壓的管理模式忽視了電池之間的差異性，致使部分電池經(jīng)常出現(xiàn)過充電和過放電，這是電池組壽命縮短的主要原因。于是人們通過定期（如每月一次）檢查電池之間的差異性，并分別對電壓低的電池實施充電維護，來降低電池出現(xiàn)過充電和過放電的幾率；通過周期性（如每半年一次）對所有電池進行全充電全放電，實現(xiàn)充滿電、容量測定和好壞判斷，從而防止電池長時間工作在故障狀態(tài)，以提高電池組的壽命。這就是電池管理技術(shù)的雛形，其主要功能在于電池故障判斷、荷電狀態(tài)和容量估算、一致性評價和均衡以及充放電控制。2.簡單管理階段 隨著電池使用范圍的推廣和高效利用能源需求的日益增加，傳統(tǒng)處理辦法不能在線檢測、自動化程度低、定期維護費時費力以及能量損耗嚴重等問題開始顯現(xiàn)，用于電池狀態(tài)監(jiān)控和管理的裝置——電池管理系統(tǒng)逐漸被人們接受。此時BMS的主要功能是電壓、溫度、電流等外部參數(shù)的在線監(jiān)控；電池故障狀態(tài)分析和報警；當電池溫度過高時，啟動冷卻風機實施熱管理；采用安時積分實現(xiàn)荷電狀態(tài)估算。這有效地減少了手動檢測的工作量，提高了電池使用的自動化水平和使用安全性，但是存在以下問題。1） BMS只是利用自動化檢測手段替代了傳統(tǒng)手工操作，只能發(fā)現(xiàn)問題并進行報警，并不能解決電池組的一致性問題，也沒有為電池的維護提供數(shù)據(jù)指導，所以電池維護的工作量和繁瑣程度并沒有減少。2） BMS的設(shè)計人員多為電氣工程師，研究重點在于采用合理檢測方法，提高檢測精度、抗干擾能力和可靠性，而對電池的電化學本質(zhì)并不了解，將電池看做是“黑匣子”，基于外部特性對其狀態(tài)和使用方法進行分析。當電池串聯(lián)成組使用時，也簡單地將其看做是“大電池”，將單只電池的使用技術(shù)進行簡單的拓展，基于電池組的端電壓進行狀態(tài)估計和充放電控制。這樣簡單的處理辦法并不能有效地保證電池荷電狀態(tài)估算的準確性，成組電池的壽命明顯小于單只電池等問題依舊嚴峻。所以BMS的管理和控制功能并沒有得到體現(xiàn)和發(fā)揮，僅僅完成了電池外特性自動檢測功能和故障報警，所以只是監(jiān)測系統(tǒng)，并沒有真正實現(xiàn)電池的優(yōu)化使用和高效管理。3.全面管理階段 鋰離子電池問世以來，以其優(yōu)越的性能在便攜式設(shè)備上得到了廣泛的應用，但其濫用能力較差，當采用上述模式和方法對鋰離子電池，特別是串聯(lián)電池組進行管理和控制時，接連的安全事故使得人們深刻意識到基于電池（組）外特性的狀態(tài)估算方法和充放電控制方法并不能解決它在使用過程中的安全性和壽命問題。電池管理技術(shù)提高的重要性受到越來越多的重視，在電池建模、荷電狀態(tài)估算、一致性評價和均衡等方面進行了廣泛研究，電池管理技術(shù)得到了快速發(fā)展，其功能逐漸明確，即1）實時監(jiān)測電池狀態(tài)。通過檢測電池外特性參數(shù)（如各單只電池的外電壓、電流、溫度等），采用適當算法，實現(xiàn)其內(nèi)部參數(shù)和狀態(tài)（如直流內(nèi)阻、極化電壓、可用容量和荷電狀態(tài)等）的估算和監(jiān)控。2）高效利用電池能量，為電池使用、維護和均衡提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。3）防止電池過充電和過放電，保障使用過程的安全性，延長電池壽命。
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