混合动力电动汽车原理及应用前景

混合动力电动汽车原理及应用前景
作者：（美）米春亭，（美）M.AbulMasrur，（美）DavidWenzhongGao 著
出版时间：2014年版
丛编项： 国际电气工程先进技术译丛
内容简介
　　《国际电气工程先进技术译丛：混合动力电动汽车原理及应用前景》介绍了混合动力电动汽车的基本原理和核心技术。从系统层面，结合混合动力技术的具体应用，归纳总结了先进混合动力系统结构特征和传动系统动力学，插电式、增程式混合动力电动汽车的基本概念及设计方法，混合动力电动汽车故障诊断、可靠性和电磁兼容性设计方法，混合动力电动汽车的建模和仿真方法，车辆功率控制、能量管理及其优化方法。从部件层面，全面阐述了混合动力电动汽车电力电子学，混合动力电动汽车用电机及其驱动，电池、超级电容器、燃料电池及其控制等技术。《国际电气工程先进技术译丛：混合动力电动汽车原理及应用前景》取材新颖、内容丰富、体系完整，是一部反映混合动力领域基础理论与最新研究成果的著作。《国际电气工程先进技术译丛：混合动力电动汽车原理及应用前景》可作为汽车及相关专业高年级本科生的选修教材以及研究生的专业课教材，也可为从事电动汽车研发的科技人员和工程技术人员提供参考。
目录
作者简介
译者序
前言
第1章 概述
1.1 可持续发展的交通运输
1.1.1 人口、能源和交通运输
1.1.2 环境
1.1.3 经济增长
1.1.4 新的燃油经济性要求
1.2 混合动力电动汽车简史
1.3 20世纪90年代，纯电动汽车出现和失败的原因以及从中能获得的启示
1.4 混合动力电动汽车架构
1.4.1 串联式混合动力电动汽车
1.4.2 并联式混合动力电动汽车
1.4.3 混联式混合动力电动汽车
1.4.4 复合式混合动力电动汽车
1.4.5 柴油机混合动力电动汽车
1.4.6 车辆动力源混合的其他方法
1.4.7 混合度
1.5 混合动力电动汽车的跨学科性质
1.6 混合动力电动汽车技术现状
1.6.1 丰田Prius
1.6.2 本田Civic
1.6.3 福特Escape
1.6.4 双模式混合动力电动汽车
1.7 混合动力电动汽车的关键技术和面临的挑战
1.8 看不见的手——政府的支持
参考文献
第2章 汽车动力源混合的概念
2.1 汽车基础知识
2.1.1 传统汽车的结构
2.1.2 驱动负载和非驱动负载
2.1.3 循环工况和驾驶地形
2.2 纯电动汽车基础知识
2.2.1 为什么需要纯电动汽车
2.2.2 纯电动汽车的结构
2.2.3 驱动负载和非驱动负载
2.3 混合动力电动汽车基础知识
2.3.1 为什么需要混合动力电动汽车
2.3.2 混合动力电动汽车的结构
2.4 插电式混合动力电动汽车基础知识
2.4.1 为什么需要插电式混合动力电动汽车
2.4.2 插电式混合动力电动汽车的结构
2.4.3 常规混合动力电动汽车与插电式混合动力电动汽车的比较
2.5 燃料电池电动汽车基础知识
2.5.1 为什么需要燃料电池电动汽车
2.5.2 燃料电池电动汽车的结构
2.5.3 燃料电池电动汽车的相关课题
参考文献
第3章 混合动力电动汽车基本原理
3.1 引言
3.2 车辆模型
3.3 车辆性能
3.4 纯电动汽车动力系统部件设计
3.5 串联式混合动力电动汽车
3.6 并联式混合动力电动汽车
3.6.1 电力峰值混合概念
3.6.2 内燃机特性
3.6.3 爬坡度要求
3.6.4 内燃机到车轮的传动比选择
3.7 车轮动力学
参考文献
第4章 先进混合动力电动汽车结构和传动系统动力学
4.1 行星齿轮机构基本原理
4.2 丰田Prius和福特Escape混合动力系统
4.3 通用双模式混合动力变速器
4.3.1 双模式动力系统的工作原理
4.3.2 模式0：车辆起步和倒车
4.3.3 模式1：短里程
4.3.4 模式2：长里程
4.3.5 模式3：再生制动
4.3.6 从模式0到模式3的切换
4.4 双离合混合动力变速器
4.4.1 传统的双离合变速器技术
4.4.2 换挡规律
4.4.3 基于双离合变速器的混合动力系统
4.4.4 基于双离合变速器的混合动力系统工作模式
4.5 张毅等人提出的混合动力变速器
4.5.1 电动机单独工作模式
4.5.2 发动机和电动机共同工作模式
4.5.3 发动机单独工作模式
4.5.4 电动无级变速器工作模式
4.5.5 能量回收模式
4.5.6 停止模式
4.6 雷诺无级变速混合动力变速器
4.7 铁姆肯双模式混合动力变速器
4.7.1 模式0：起动和倒车
4.7.2 模式1：低速工作模式
4.7.3 模式2：高速工作模式
4.7.4 模式3：串联工作模式
4.7.5 模式切换
4.8 蔡隆文提出的混合动力变速器
4.9 带有转速耦合和转矩耦合机构的混合动力变速器
4.10 电子四轮驱动的丰田Highlander和Lexus混合动力系统
4.11 Camry混合动力系统
4.12 ChevyVolt混合动力系统
4.13 基于行星齿轮机构的变速器动力学
4.13.1 行星齿轮机构中的非理想化齿轮
4.13.2 行星齿轮变速器动力学
4.14 结论
参考文献
第5章 插电式混合动力电动汽车
5.1 引言
5.1.1 插电式混合动力电动汽车和增程式混合动力电动汽车
5.1.2 混合型插电式混合动力电动汽车
5.1.3 为什么需要插电式混合动力电动汽车
5.1.4 插电式混合动力电动汽车能够使用的电能
5.2 插电式混合动力电动汽车结构
5.3 混合型插电式混合动力电动汽车的等效电动里程
5.4 插电式混合动力电动汽车的燃油经济性
5.4.1 从油井到车轮的效率
5.4.2 插电式混合动力电动汽车的燃油经济性
5.4.3 电动因子
5.5 插电式混合动力电动汽车的能量管理
5.6 插电式混合动力电动汽车设计及部件选型
5.7 增程式混合动力电动汽车设计及部件选型
5.8 混合型插电式混合动力电动汽车设计及部件选型
5.9 常规混合动力电动汽车向插电式混合动力电动汽车转化
5.9.1 替换已有的电池组
5.9.2 增加电池组
5.9.3 传统汽车向插电式混合动力电动汽车转化
5.10 插电式混合动力电动汽车的相关课题
5.10.1 废旧电池用来支持电网
5.10.2 插电式混合动力电动汽车冷起动排放的减少
5.10.3 插电式混合动力电动汽车极端天气下性能的强化
5.10.4 插电式混合动力电动汽车的维修
5.10.5 插电式混合动力电动汽车的安全
5.11车辆到电网技术
5.11.1 插电式混合动力电动汽车的充电机制
5.11.2 G2V的影响
5.11.3 V2G的概念
5.11.4 V2G的优势
5.11.5 V2G案例研究
5.12 结论
参考文献
第6章 特殊的混合动力汽车
6.1 液压式混合动力汽车
6.2 越野混合动力电动汽车
6.3 柴油机混合动力电动汽车
6.4 电动或混合动力轮船、飞机和机车
6.4.1 轮船
6.4.2 飞机
6.4.3 机车
6.5 其他工业用途车辆
参考文献
拓展阅读
第7章 混合动力技术在军用车辆上的应用
7.1 为什么混合动力电动汽车有利于军事用途
7.2 地面车辆的军事用途
7.2.1 架构——串联式、并联式和复合式
7.2.2 哪种车辆最好
7.3 非地面车辆的军事应用
7.3.1 电磁发射器
7.3.2 混合动力轮船
7.3.3 飞机上的应用
7.3.4 单兵系统上的应用
7.4 耐久性问题
参考文献
拓展阅读
第8章 混合动力电动汽车的故障诊断和预测、可靠性、电磁兼容及其他相关议题
8.1 混合动力电动汽车和纯电动汽车的故障诊断和预测
8.1.1 车载故障诊断
8.1.2 故障预测问题
8.2 混合动力电动汽车的可靠性
8.2.1 混合动力电动汽车结构可靠性分析
8.2.2 可靠性和稳定降功率
8.2.3 软件可靠性问题
8.3 电磁兼容问题
8.4 NVH、机电和其他问题
8.5 报废和回收问题
参考文献
拓展阅读
第9章 混合动力电动汽车电力电子学
9.1 引言
9.2 电力电子学基本原理
9.3 混合动力电动汽车用整流器
9.3.1 理想整流器
9.3.2 实际整流器
9.3.3 单相整流器
9.3.4 电压纹波
9.4 混合动力电动汽车用降压变换器
9.4.1 工作原理
9.4.2 非线性模型
9.5 非隔离式双向DCDC变换器
9.5.1 工作原理
9.5.2 保持恒定的转矩范围和功率能力
9.5.3 减小电池的电流纹波
9.5.4 再生制动
9.6 电压源逆变器
9.7 电流源逆变器
9.8 隔离式双向DCDC变换器
9.8.1 基本原理和稳态操作
9.8.2 电压纹波
9.9 混合动力电动汽车PWM整流器
9.10 纯电动汽车和插电式混合动力电动汽车电池充电器
9.10.1 正激/反激变换器
9.10.2 半桥DCDC变换器
9.10.3 全桥DCDC变换器
9.10.4 功率因数校正级
9.10.5 双向电池充电器
9.10.6 其他充电器拓扑结构
9.10.7 感应充电
9.10.8 无线充电
9.11 混合动力电动汽车电力电子建模和仿真
9.11.1 设备级仿真
9.11.2 系统级模型
9.12 新兴电力电子设备
9.13 电路封装
9.14 混合动力电动汽车电力电子热管理
9.15 结论
参考文献
第10章 混合动力电动汽车电机及其驱动
10.1 引言
10.2 感应电动机驱动
10.2.1 感应电动机的基本原理
10.2.2 感应电动机的等效电路
10.2.3 感应电动机的转速控制
10.2.4 感应电动机的变频变压控制
10.2.5 感应电动机的效率和损耗
10.2.6 由PWM供电引起的附加损耗
10.2.7 感应电动机的定向磁场控制
10.3 永磁电动机驱动
10.3.1 永磁电动机基本构造
10.3.2 永磁电动机的基本工作原理
10.3.3 内置式永磁电动机的磁路分析
10.3.4 永磁电动机的磁铁尺寸计算
10.3.5 永磁电动机的涡流损耗
10.4 开关磁阻电动机
10.5 双凸极永磁电动机
10.6 牵引电动机的设计计算
10.6.1 A和B的选取
10.6.2 牵引电动机的额定转速
10.6.3 内部功率的确定
10.7 牵引电动机热分析和建模
10.8 结论
参考文献
第11章 电池、超级电容器、燃料电池及其控制
11.1 引言
11.2 电池特性参数
11.3 混合动力电动汽车上不同储能技术的比较
11.4 基于等效电路的建模
11.4.1 电池建模
11.4.2 电池建模实例
11.4.3 超级电容器建模
11.4.4 电池和超级电容器混合储能单元的建模实例
11.5 电池的充电控制
11.6 储能装置的电量管理
11.7 飞轮储能系统
11.8 液压储能系统
11.9 燃料电池和混合燃料电池储能系统
11.9.1 燃料电池简介
11.9.2 燃料电池建模
11.9.3 混合燃料电池储能系统
11.9.4 混合燃料电池动力系统控制策略
11.10 总结和讨论
参考文献
第12章 纯电动汽车和混合动力电动汽车的建模和仿真
12.1 引言
12.2 车辆系统建模的基本原理
12.3 使用ADVISOR对混合动力电动汽车建模
12.4 使用PSAT对混合动力电动汽车建模
12.5 基于物理的建模
12.6 键合图和其他建模技术
12.7 对数值积分方法的思考
12.8结论
参考文献
第13章 混合动力电动汽车的设计和优化
13.1 引言
13.2 混合动力电动汽车设计的全局优化算法
13.2.1 DIRECT算法
13.2.2 模拟退火算法
13.2.3 遗传算法
13.2.4 粒子群优化算法
13.2.5 不同优化算法的优缺点混合动力电动汽车原理及应用前景
13.3 模型在环优化设计过程
13.4 并联式混合动力电动汽车的优化设计实例
13.5 串联式混合动力电动汽车的优化设计实例
13.5.1 串联式混合动力电动汽车动力系统的控制框图
13.5.2 串联式混合动力电动汽车的参数优化
13.5.3 优化结果
13.6 结论
参考文献
第14章 车辆功率控制策略和能量管理
14.1 通用的框架、定义和需求
14.2 实现方法
14.2.1 优化方法
14.2.2 成本函数优化
14.3 能量管理的好处
参考文献
拓展阅读
第15章 混合动力电动汽车技术的商业化、标准化及未来的交通运输
15.1 商业化及其对混合动力电动汽车的重要性
15.2 商业化的优缺点以及实现的途径
15.3 标准化和商业化的关系
15.4 不同类型车辆的商业化问题和影响
15.5 混合动力电动汽车的商业化和未来的交通运输
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