新能源汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)與實(shí)踐
定 價(jià):188 元
叢書名:節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)研究叢書
- 作者:陳勇著
- 出版時(shí)間:2022/9/1
- ISBN:9787568081511
- 出 版 社:華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:U469.7
- 頁(yè)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)踐。第一篇為基礎(chǔ)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(dòng)與混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)開發(fā)中所涉及的相關(guān)技術(shù)與方法,以及基于純電動(dòng)與混動(dòng)兩種模式下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)過程。第二篇為工程實(shí)踐與測(cè)試篇:著重論述了新能源汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)NT測(cè)試與優(yōu)化、傳動(dòng)系統(tǒng)零部件可靠性及電機(jī)測(cè)試、新能源汽車硬件在環(huán)測(cè)試技術(shù)。
當(dāng)前,伴隨著世界能源危機(jī)和環(huán)保問題的日益突出,汽車工業(yè)面臨著嚴(yán)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(jī)的燃料燃燒產(chǎn)生的熱能只有35%~40%用于實(shí)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(yīng),汽車碳排放量是全國(guó)碳排放量的重要組成之一,約占全國(guó)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(gè)交通領(lǐng)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(duì)這些挑戰(zhàn),我國(guó)政府及產(chǎn)業(yè)界積極應(yīng)對(duì),抓緊制定了2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案,我國(guó)關(guān)于碳達(dá)峰、碳中和的宣示將對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)在新時(shí)代的低碳發(fā)展提出更高要求,新能源汽車已經(jīng)是中國(guó)這個(gè)占世界汽車產(chǎn)量30%的主要汽車大國(guó)21世紀(jì)汽車工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域。
智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、低碳化是當(dāng)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(duì)支持汽車動(dòng)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(dòng)汽車、燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車和氫能源動(dòng)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(dòng)力,包括純電動(dòng)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(dòng)力,包括混合動(dòng)力汽車和乙醇汽車等。隨著油耗、排放法規(guī)的日益加嚴(yán),國(guó)家戰(zhàn)略及政策的引導(dǎo),新能源汽車呈高速發(fā)展態(tài)勢(shì),形成混合動(dòng)力、純電動(dòng)、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(dòng)系統(tǒng)電氣化發(fā)展成為必然趨勢(shì)。新能源汽車技術(shù)的發(fā)展對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。而動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)作為從動(dòng)力源到車輪的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵組成環(huán)節(jié),是新能源汽車的車輛性能開發(fā)的關(guān)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐案例。第一篇為基礎(chǔ)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(dòng)與混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)開發(fā)中所涉及的相關(guān)技術(shù)與方法,以及基于純電動(dòng)與混合動(dòng)力兩種模式下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)過程、能量管理方法及策略。第二篇為工程實(shí)踐與測(cè)試篇:著重論述了新能源汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)NVH測(cè)試與優(yōu)化、傳動(dòng)系統(tǒng)零部件可靠性及電動(dòng)機(jī)測(cè)試、新能源汽車硬件在環(huán)測(cè)試技術(shù)。本書注重研究理論與工程實(shí)踐相結(jié)合,書中根據(jù)作者本人30多年長(zhǎng)期在日本、德國(guó)、中國(guó)汽車主流企業(yè)的研究開發(fā)實(shí)踐和7年來在大學(xué)擔(dān)任教授、博導(dǎo)開展的新能源汽車國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目和與產(chǎn)學(xué)結(jié)合的汽車企業(yè)項(xiàng)目研究實(shí)踐,作者研究團(tuán)隊(duì)的6位博士研究生和30余位碩士研究生在10余項(xiàng)研究項(xiàng)目與課題的大量模型分析與實(shí)驗(yàn)研究中積累和學(xué)習(xí)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)研究開發(fā)案例,而總結(jié)出的理論與研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以為相關(guān)領(lǐng)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(fù)責(zé)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(zhǎng)銀以及碩士研究生王毅、張黎明、李彥林、賈紀(jì)鵬、張玉全等同學(xué)為本書的內(nèi)容整理做出了突出貢獻(xiàn),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(xiàn)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(guān)作者表示深切的謝意。由于作者的水平有限,書中難免會(huì)有疏漏和不妥之處,敬請(qǐng)廣大讀者予以批評(píng)指正。
陳勇,廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授、博導(dǎo),俄羅斯工程院外籍院士,國(guó)家海外高層次人才項(xiàng)目特聘專家,中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)會(huì)士,吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院客座教授,長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院客座教授,合肥工業(yè)大學(xué)“黃山學(xué)者”特聘教授。長(zhǎng)期從事汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)研究開發(fā)工作,曾在日本日產(chǎn)汽車自動(dòng)變速器公司技術(shù)中心作為高級(jí)技術(shù)人員從事自動(dòng)變速器研發(fā)工作18年。2008年回國(guó)后曾任吉利汽車研究院副院長(zhǎng)、總工程師,河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授、博導(dǎo)。主持包括國(guó)家863計(jì)劃、“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃、科技部戰(zhàn)略性國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專項(xiàng)等多個(gè)*重點(diǎn)項(xiàng)目,在汽車自動(dòng)變速器、新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)NVH、能量管理、高強(qiáng)度齒輪、軸承等研究領(lǐng)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(xiàng)。獲中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)、發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)?人物獎(jiǎng)、汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
第1篇基礎(chǔ)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(shì)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(dòng)電動(dòng)機(jī)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)特性16
1.3.1新能源動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)需求16
1.3.2新能源汽車傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)17
本章參考文獻(xiàn)18
第2章新能源汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)類型與控制技術(shù)20
2.1引言20
2.2驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理與特性24
2.2.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)24
2.2.2永磁同步電動(dòng)機(jī)29
2.2.3開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)34
2.2.4輪轂電動(dòng)機(jī)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(jiǎn)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(shí)際問題57
2.4車用電動(dòng)機(jī)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(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)74
2.4.4感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)控制方法80
本章參考文獻(xiàn)83
第3章新能源汽車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)86
3.1引言86
3.2混合動(dòng)力自動(dòng)變速器技術(shù)90
3.2.1電驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)90
3.2.2混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)95
3.2.3燃料電池動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)汽車自動(dòng)變速器技術(shù)119
3.3.1電動(dòng)汽車變速器發(fā)展趨勢(shì)119
3.3.2電動(dòng)汽車2擋機(jī)械式自動(dòng)變速器的開發(fā)120
3.3.3兩擋機(jī)械式自動(dòng)變速器控制技術(shù)134
3.4汽車傳動(dòng)系統(tǒng)高強(qiáng)度零部件技術(shù)143
3.4.1汽車高強(qiáng)度齒輪技術(shù)143
3.4.2汽車高強(qiáng)度軸承技術(shù)151
3.4.3傳動(dòng)系零部件新型表面處理技術(shù)157
3.4.4油品對(duì)齒輪疲勞強(qiáng)度壽命和磨損的影響162
本章參考文獻(xiàn)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(dòng)汽車能量管理策略169
4.1.2混合動(dòng)力汽車能量管理策略172
4.2動(dòng)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(chǔ)能系統(tǒng)模型181
4.2.3車輛動(dòng)力學(xué)模型185
4.3不同能量管理策略下關(guān)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(guān)鍵部件典型工況特征分析190
4.4混合動(dòng)力汽車*優(yōu)能量管理策略197
4.4.1動(dòng)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(shí)時(shí)優(yōu)化能量管理策略213
4.5混合動(dòng)力汽車智能能量管理策略215
4.5.1基于在線自學(xué)習(xí)調(diào)整瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略215
4.5.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)速度預(yù)測(cè)的能量管理策略219
本章參考文獻(xiàn)228
第2篇工程實(shí)踐與測(cè)試篇
第5章新能源汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)NVH測(cè)試與優(yōu)化232
5.1NVH測(cè)試技術(shù)232
5.1.1工程噪聲基礎(chǔ)234
5.2NVH優(yōu)化技術(shù)248
5.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)NVH優(yōu)化技術(shù)248
5.3純電動(dòng)客車動(dòng)力總成振動(dòng)與噪聲優(yōu)化實(shí)踐案例260
5.3.1整車NVH性能測(cè)試260
5.3.2整車路試三種測(cè)試方案中動(dòng)力總成相關(guān)參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系265
5.3.3整車動(dòng)力總成變速器與電動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲階次分析266
5.3.4整車路試動(dòng)力總成振動(dòng)測(cè)試結(jié)果及分析268
5.3.5整車路試車內(nèi)噪聲測(cè)試結(jié)果277
5.4純電動(dòng)汽車兩擋自動(dòng)變速器振動(dòng)與噪聲優(yōu)化實(shí)踐案例281
5.4.1測(cè)試目的及準(zhǔn)備281
5.4.2測(cè)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(shè)計(jì)306
5.4.5變速器振動(dòng)噪聲仿真及試驗(yàn)分析315
5.4.6變速器殼體輻射噪聲預(yù)測(cè)與優(yōu)化326
本章參考文獻(xiàn)343
第6章汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性測(cè)試技術(shù)346
6.1新能源汽車傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性測(cè)試技術(shù)346
6.1.1試驗(yàn)設(shè)備概述346
6.1.2關(guān)鍵部件可靠性測(cè)試347
6.1.3換擋性能試驗(yàn)351
6.2傳動(dòng)系統(tǒng)零部件測(cè)試技術(shù)353
6.2.1齒輪疲勞測(cè)試技術(shù)353
6.2.2軸承疲勞測(cè)試技術(shù)363
6.2.3零部件摩擦學(xué)測(cè)試特性366
6.3電機(jī)可靠耐久測(cè)試規(guī)范379
6.3.1可靠性試驗(yàn)測(cè)試規(guī)范379
6.3.2耐久性試驗(yàn)測(cè)試規(guī)范380
本章參考文獻(xiàn)381
第7章新能源汽車硬件在環(huán)測(cè)試技術(shù)384
7.1增程式電動(dòng)物流車HCU的HiL測(cè)試平臺(tái)架構(gòu)384
7.1.1HiL測(cè)試硬件平臺(tái)搭建385
7.1.2HiL測(cè)試軟件平臺(tái)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(cè)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(yàn)392
7.2.4軟件在環(huán)仿真試驗(yàn)401
本章參考文獻(xiàn)404