純電動汽車與混合動力電動汽車已在國際市場得到廣泛認(rèn)可與接受? 然而?盡管化石燃料帶來的全球變暖問題得到日益關(guān)注? 純電動汽車與混合動力電動汽車仍不足以與傳統(tǒng)車輛相抗衡? 其部分原因來自傳統(tǒng)車輛的低成本和燃料的豐富性? 純電動汽車和混合動力電動汽車只有在提供更好、更適合產(chǎn)品能力時(shí)才可能主導(dǎo)汽車市場? 例如? 由于傳統(tǒng)汽車的價(jià)格仍相對昂貴? 因此低成本電動汽車可能在發(fā)展中國家中占主導(dǎo)地位? 而對于發(fā)達(dá)國家? 將全尺寸發(fā)動機(jī)與小型電動機(jī)/發(fā)電機(jī)混合? 從而實(shí)現(xiàn)整車性能、燃料經(jīng)濟(jì)性、排放和成本的優(yōu)化? 這一方案可能具有優(yōu)勢?
原書第３ 版通過引入適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)? 此外? 本版本受益于之前版本讀者、學(xué)生和學(xué)術(shù)研究人員提供的多項(xiàng)建議? 在此表示感謝?
內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)展是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的最大成就之一? 然而? 高度發(fā)展的汽車工業(yè)和持續(xù)規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境和資源問題? 空氣質(zhì)量惡化和全球變暖成為現(xiàn)代生活的威脅? 日益嚴(yán)格的排放和油耗標(biāo)準(zhǔn)正在促進(jìn)安全、清潔、高效車輛的迅猛發(fā)展? 當(dāng)前? 人們普遍認(rèn)為純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車技術(shù)的應(yīng)用是可預(yù)見的未來內(nèi)最有前途的車輛解決方案?
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)? 世界各地越來越多的工程學(xué)院已在本科和研究生培養(yǎng)中設(shè)立了先進(jìn)能源和車輛技術(shù)的相關(guān)課程? １９９８ 年? 本書作者為得克薩斯農(nóng)工大學(xué)機(jī)械和電氣工程專業(yè)的學(xué)生首次開設(shè)了先進(jìn)車輛技術(shù)純電動和混合動力電動汽車設(shè)計(jì)方法 課程? 在準(zhǔn)備課程時(shí)? 作者發(fā)現(xiàn)雖然在技術(shù)文獻(xiàn)和報(bào)告中已有豐富信息? 但仍缺乏可供學(xué)生和教授使用的更嚴(yán)謹(jǐn)、綜合的教科書? 此外? 工程師
們也需要一本系統(tǒng)的參考書來充分理解這項(xiàng)新技術(shù)的基本要素? 原書第１ 版可填補(bǔ)這一需求? 當(dāng)前版本相較以前版本引入了新主題? 并介紹了更深層次的分析方法?
本書論述了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)( Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｓ? ＩＣＥ) 汽車、純電動汽車(Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＥＶ)、混合動力電動汽車( Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＨＥＶ)和燃料電池電動汽車(Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＦＣＶ) 的基本原理、理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法? 基于數(shù)學(xué)原理? 嚴(yán)謹(jǐn)描述了各種典型車輛的性能特征、配置、控制策略、設(shè)計(jì)方法、建模和仿真相關(guān)內(nèi)容? 本書還涉及傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的傳動系統(tǒng)? 純電動汽車和混合動力電動汽車構(gòu)造、電驅(qū)動系統(tǒng)? 各類混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、能量儲存系統(tǒng)、再生制動、燃料電池及其在車輛中的應(yīng)用? 以及燃料電池混
合動力驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)? 本書強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)角度考慮驅(qū)動系統(tǒng)? 而不僅局限于單獨(dú)部件的分析? 通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)逐步展開設(shè)計(jì)方法? 并給出仿真設(shè)計(jì)實(shí)例?
具體而言? 第３ 版中包含了前兩版中內(nèi)容的多處修正和更新? 并增加了新的四章和附錄? 即第４ 章: 車輛變速器? 第１８ 章: 具有最優(yōu)混動比的全尺寸發(fā)動機(jī)混合動力電動汽車設(shè)計(jì)? 第１９ 章: 動力總成系統(tǒng)優(yōu)化? 第２０ 章: 多目標(biāo)優(yōu)化工具箱用戶指南? 以及附錄: 豐田普銳斯技術(shù)概述? 此外? 原有章節(jié)還引入了大量新的材料? 使得第３ 版內(nèi)容更為完善且對讀者更為有益?
全書由２０ 章和附錄構(gòu)成? 第１ 章將討論現(xiàn)代運(yùn)輸?shù)纳鐣�及環(huán)境重要性? 以及伴隨而來的空氣污染、全球變暖和石油枯竭問題? 并分析未來車輛技術(shù)發(fā)展對石油供應(yīng)的影響? 其結(jié)果將有益于下一代車輛發(fā)展戰(zhàn)略的制定? 此外? 還將簡要回顧純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的發(fā)展歷程?
第２ 章將給出關(guān)于車輛性能、動力裝置特性和傳動特性的基本概念? 并引入用于描述車輛性能的數(shù)學(xué)公式? 本章主要為車輛驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供必要的基本知識?作為對第１ 版的補(bǔ)充與完善? 加強(qiáng)了關(guān)于制動系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)和性能描述的內(nèi)容? 從而為純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的混合制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?
第３ 章將介紹不同類型熱機(jī)的主要運(yùn)行特性? 在傳統(tǒng)動力總成和混合動力總成中? 發(fā)動機(jī)作為主動力源是最重要的子系統(tǒng)? 對傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車的設(shè)計(jì)和控制而言? 必須充分理解發(fā)動機(jī)特性?
第４ 章將介紹傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車的變速器? 提出并分析多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代的變速器系統(tǒng)?
第５ 章將介紹純電動汽車? 主要包括電驅(qū)動系統(tǒng)及其儲能裝置的設(shè)計(jì)、牽引電動機(jī)的設(shè)計(jì)和傳動裝置的設(shè)計(jì)、車輛性能的預(yù)測和系統(tǒng)仿真結(jié)果?
第６ 章將建立混合動力牽引的基本概念? 隨后討論混合動力電動汽車的各種配置方式? 包括串聯(lián)混合動力、并聯(lián)混合動力、轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合混合動力等類型? 并給出這些配置的主要工作特性?第７ 章將介紹幾種電驅(qū)動裝置? 包括直流電動機(jī)、交流電動機(jī)、永磁無刷直流電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)? 從牽引系統(tǒng)的角度出發(fā)? 論述其基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及控制和操作特性?第８ 章將給出串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的設(shè)計(jì)方法? 包括發(fā)動機(jī)和儲能系統(tǒng)、牽引電動機(jī)、變速器、控制策略和功率變換器的系統(tǒng)導(dǎo)向設(shè)計(jì)方法? 并給出設(shè)計(jì)實(shí)例? 作為對第１ 版的完善與補(bǔ)充? 增加了關(guān)于多種功率轉(zhuǎn)換器的內(nèi)容?第９ 章將給出并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的設(shè)計(jì)方法? 包括驅(qū)動模式和分析、控制策略、主要部件(如發(fā)動機(jī)、儲能裝置和傳動裝置) 的設(shè)計(jì)? 以及車輛性能仿真模擬? 在之前基礎(chǔ)上? 增加了受約束的發(fā)動機(jī)起停控制策略、模糊邏輯控制策略和基于動態(tài)規(guī)劃的控制優(yōu)化的相關(guān)內(nèi)容?第１０ 章將介紹混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的運(yùn)行特性、設(shè)計(jì)方法和控制策略? 該章為第２ 版的新增內(nèi)容?第１１ 章將介紹插電式混合動力汽車的設(shè)計(jì)和控制原理? 主要講述驅(qū)動系相關(guān)的控制策略、儲能設(shè)計(jì)和電機(jī)設(shè)計(jì)部分? 該章為第２ 版的新增內(nèi)容?第１２ 章將介紹輕度混合動力驅(qū)動系的設(shè)計(jì)方法? 其中包括并聯(lián)式轉(zhuǎn)矩耦合和混聯(lián)式轉(zhuǎn)矩－ 轉(zhuǎn)速耦合兩種方式? 該章著重描述工作過程分析、控制系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)仿真?第１３ 章將介紹電池、超級電容器和飛輪等多種儲能技術(shù)? 該章著重討論儲能裝置的功率和能量容量? 此外還引入混合儲能概念?第１４ 章將闡述混合制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制原理? 其中制動安全性和制動能量回收是主要關(guān)注點(diǎn)? 該章將討論在典型循環(huán)工況下與車速和制動功率相關(guān)的可用制動能量特性? 分析保證車輛制動安全情況下的前后輪制動力分配策略? 闡明如何在機(jī)械制動和回饋制動間實(shí)現(xiàn)總制動力的分配? 并引入兩種先進(jìn)混合制動系統(tǒng)及其控制策略? 該章基于作者近期研究工作進(jìn)行了重新撰寫?第１５ 章將描述不同種類的燃料電池系統(tǒng)? 主要關(guān)注它們的運(yùn)行原理、特性、應(yīng)用技術(shù)及燃料供給? 也將闡明燃料電池系統(tǒng)的車載應(yīng)用?第１６ 章將介紹燃料電池混合動力驅(qū)動系的設(shè)計(jì)? 該章首先建立燃料電池混合動力汽車的概念? 隨后分析其工作原理和驅(qū)動控制系統(tǒng)? 最后圍繞燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電驅(qū)動系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)闡述相關(guān)設(shè)計(jì)方法? 并給出一個設(shè)計(jì)實(shí)例及其性能仿真結(jié)果?第１７ 章將闡述越野履帶式串聯(lián)混合動力汽車的設(shè)計(jì)方法? 重點(diǎn)介紹軟地面上的運(yùn)動阻力計(jì)算、牽引電動機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、發(fā)動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和峰值電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)?第１８ 章、第１９ 章和第２０ 章是第３ 版的新增內(nèi)容? 內(nèi)容包括新型全尺寸發(fā)動機(jī)最佳混合動力汽車設(shè)計(jì)理念、動力總成系統(tǒng)優(yōu)化及相關(guān)軟件介紹?本版的附錄內(nèi)容為豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)的概述? 目的是為讀者提供商用混合動力的動力總成其結(jié)構(gòu)、工作模式和控制系統(tǒng)等方面的相關(guān)實(shí)例?本書適用于研究生或高年級本科生的先進(jìn)車輛相關(guān)課程? 其配套軟件在原書(英文版) 的ＣＲＣ 出版社網(wǎng)站上發(fā)布: ｗｗｗ? ｃｒｃｐｒｅｓｓ? ｃｏｍ/９７８１４９８７６１７７２? 取決于不同學(xué)科學(xué)生(如機(jī)械或電氣工程等) 的專業(yè)背景? 授課教師可靈活選擇其中的適用部分?原書英文版在得克薩斯農(nóng)工大學(xué)用于研究生課程教學(xué)已有２０ 年時(shí)間? 基于課程中學(xué)生的評論和反饋? 本書手稿已多次修訂? 在此感謝學(xué)生們的幫助?本書也適用于汽車相關(guān)工業(yè)的工程師、學(xué)生、研究人員以及政府和學(xué)術(shù)界的專業(yè)人士? 可作為現(xiàn)代汽車體系的綜合參考書?除明確的他人工作外? 書中許多應(yīng)用技術(shù)和研究進(jìn)展是作者和美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)先進(jìn)車輛系統(tǒng)研究項(xiàng)目的其他成員多年研究成果的匯集? 在此感謝美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)先進(jìn)車輛系統(tǒng)研究組? 以及電力電子和電機(jī)驅(qū)動研究組的全體成員? 他們?yōu)楸緯�做出了很大貢獻(xiàn)?我們也衷心感謝泰勒－ 弗朗西斯出版集團(tuán)( Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｆｒａｎｃｉｓ Ｇｒｏｕｐ) 工作人員? 特別是諾雷?科諾卡(Ｎｏｒａ Ｋｏｎｏｐｋａ) 女士的努力和幫助? 最后但同樣重要的是? 我們感謝家人們在本書長期努力寫作過程中給予的理解和支持?