本書重點(diǎn)論述了與點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)相結(jié)合的混合動力汽車的原理與技術(shù)，內(nèi)容包括混合動力汽車的相關(guān)理論與基礎(chǔ)知識，常見混合動力汽車的結(jié)構(gòu)與原理分析，混合動力系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)與性能分析，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計，電力驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)與選配，交流驅(qū)動電力電子器件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法與技術(shù)，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的效率分析與計算，混合動力汽車的使用特性及工況分析，混合動力汽車的儲能技術(shù)，混合動力汽車的試驗(yàn)與驗(yàn)證方法以及自動電氣化運(yùn)輸系統(tǒng)等內(nèi)容。
適讀人群 ：電動汽車、混合動力汽車技術(shù)人員，汽車相關(guān)專業(yè)和交通運(yùn)輸相關(guān)專業(yè)的師生；
本書是由IEEE院士、Maxwell技術(shù)部系統(tǒng)開發(fā)和軟件應(yīng)用的副總裁、J-N-J Miller設(shè)計服務(wù)有限公司的創(chuàng)始人和首席工程師Dr John M. Miller撰寫的，該專著于2004年出版發(fā)行一版，本書是原著第二版的翻譯版。該書從整車、動力驅(qū)動系統(tǒng)到零部件對混合動力汽車的使用性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計方法、試驗(yàn)與驗(yàn)證等進(jìn)行了詳實(shí)的論述，并通過大量的實(shí)例和習(xí)題擴(kuò)充和鞏固各章節(jié)講述的內(nèi)容。
本書主要面向工業(yè)、商業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和政府部門的實(shí)踐工程師，可以作為汽車相關(guān)專業(yè)和交通運(yùn)輸相關(guān)專業(yè)本科、�？茖W(xué)生和研究生的補(bǔ)充教材。
原書前言
《混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)》在2004年出版發(fā)行第1版，本書在第1版的基礎(chǔ)上修訂而成。在過去的七年時間里，混合動力技術(shù)取得了很大程度的提高和改進(jìn)，本書也體現(xiàn)了這些變化。本書在章節(jié)結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了明顯的調(diào)整，所有章節(jié)的實(shí)例都是對前文的進(jìn)一步闡述和擴(kuò)充。為了給讀者鞏固章節(jié)知識，每章結(jié)尾處附有相應(yīng)的習(xí)題；同時還附有習(xí)題答案，以驗(yàn)證解決方法的正確性。
本書重點(diǎn)介紹了與汽油內(nèi)燃機(jī)或火花點(diǎn)火式（SI）發(fā)動機(jī)相結(jié)合的混合動力技術(shù)。當(dāng)火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)采用缸內(nèi)直噴時，更習(xí)慣把它稱為點(diǎn)燃式缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)（SIDI）。目前，SIDI正被一個新的縮寫詞GDI（汽油直噴式發(fā)動機(jī)）代替。燃用柴油的混合壓燃直噴式（CIDI）發(fā)動機(jī)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但由于柴油機(jī)已經(jīng)是一種高效的能量轉(zhuǎn)換裝置，所以在柴油機(jī)中加入電驅(qū)動所取得的效果并不明顯。隨著點(diǎn)燃式缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)和混合壓燃直噴式發(fā)動機(jī)尺寸的不斷縮小，為了獲得更顯著的電氣增壓效果，油電混合化程度不斷提高，這也正是豐田汽車公司（TMC）曾提到的電氣化的發(fā)展進(jìn)程。伴隨電氣化發(fā)展而來的是電機(jī)形式的能量轉(zhuǎn)化和電力電子轉(zhuǎn)換器形式的電力轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。本書第1版涵蓋了這兩個主題，并在第2版中得到了進(jìn)一步升華。電氣化章節(jié)的剩余部分由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、能量管理和電能存儲三個部分組成。本書還論述了標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動工況、排放和驅(qū)動效率，從而使專題內(nèi)容更加完整。本書最后的自動電氣化運(yùn)輸（AET）部分是一個全新的章節(jié)，其中很多觀點(diǎn)都指出了混合動力汽車的未來發(fā)展方向。
本書可作為汽車專業(yè)課程的補(bǔ)充教材，推薦本科四年級和研究生使用第1～4章和第8、9、11章的部分內(nèi)容。本書的第5～9章與第12章有很大關(guān)聯(lián)度，對混合動力汽車、插電式汽車、純電動汽車和燃料電池汽車提出了更加深刻的理解，同時也指出了上述技術(shù)在未來交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的作用。本書第12章介紹的自動電氣化交通運(yùn)輸?shù)玫搅嗽絹碓綇V泛的關(guān)注，尤其是在貨運(yùn)交通運(yùn)輸方面。
本書主要面向工業(yè)、商業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和政府部門的實(shí)踐工程師。正如前文所述，本書可以作為汽車電子和交通運(yùn)輸系統(tǒng)專業(yè)大四學(xué)生和研究生的補(bǔ)充教材。根據(jù)實(shí)踐工程師或在校學(xué)生的教育背景，可以適當(dāng)選擇書中內(nèi)容以滿足專業(yè)應(yīng)用或個人興趣。對不同學(xué)科（如電氣和機(jī)械工程）交叉的領(lǐng)域，任課教師應(yīng)把重點(diǎn)放在第2~4章，可以靈活安排講解內(nèi)容的順序。書中的很多資料是在作者的項目、會議、座談會、車間講解、公司和大學(xué)的特約演講基礎(chǔ)之上總結(jié)概括的。
在此，感謝我的妻子JoAnn在本書第2版籌備期間的鼓勵和協(xié)助。同時，還要感謝車輛及相關(guān)供應(yīng)企業(yè)的眾多好友，感謝他們?yōu)槲姨峁┝嗽诨旌蟿恿ζ囼?qū)動技術(shù)方面的學(xué)習(xí)機(jī)會。此外，要特別感謝Lisa Reading女士和英國Stevenage工程技術(shù)學(xué)院的全體員工，還有Macmillan公司及MPS有限公司的S.Ramya，正是有了他們的幫助，才使本書得以再版。
John M.Miller
Dr John M. Miller，是Maxwell技術(shù)部系統(tǒng)開發(fā)和軟件應(yīng)用的副總裁；他還是J-N-J Miller設(shè)計服務(wù)有限公司的創(chuàng)始人和首席工程師，曾在汽車行業(yè)工作了20年，領(lǐng)導(dǎo)幾種混合動力汽車的技術(shù)研發(fā)，包括用于SUV的42V綜合啟動發(fā)電機(jī)的研制。他與本行業(yè)內(nèi)部及政府部門（如美國國家科學(xué)基金會資助的未來可再生電能傳輸和管理系統(tǒng)中心）都有合作。曾積極參與麻省理工學(xué)院的高級汽車電子電氣元件和系統(tǒng)的開發(fā)，并擔(dān)任過密歇根州立大學(xué)和德克薩斯農(nóng)機(jī)大學(xué)電氣工程學(xué)院的副教授。Miller博士發(fā)表科技論文160篇，擁有53項美國專利，出版或合作出版專著五部。他是IEEE院士，SAE成員，并在2009年榮獲IEEE Kliman創(chuàng)新獎。
譯者的話
原書前言
第1章混合動力汽車
1.12010年混合動力發(fā)動機(jī)現(xiàn)狀
1.2發(fā)動機(jī)單一驅(qū)動的局限性
1.3車輛電氣化和多電汽車
1.4道路運(yùn)行車輛的性能特點(diǎn)
1.4.1新一代汽車合作伙伴計劃
1.4.2發(fā)動機(jī)小型化
1.4.3驅(qū)動工況特性
1.4.4混合動力汽車的性能指標(biāo)
1.4.5車輛動力學(xué)基礎(chǔ)
1.5道路行駛載荷的計算
1.5.1道路行駛載荷的組成
1.5.2摩擦力與車輪滑移
1.6燃油經(jīng)濟(jì)性預(yù)測
1.6.1車輛排放
1.6.2制動燃油消耗率
1.6.3燃油經(jīng)濟(jì)性與燃油消耗率之間的換算
1.7內(nèi)燃機(jī)簡介
1.7.1什么是制動平均有效壓力
1.7.2制動燃油消耗量對制動平均有效壓力的靈敏度
1.7.3ICE基礎(chǔ)知識：燃油消耗率曲線
1.7.4排放法規(guī)
1.8并網(wǎng)混合動力汽車
1.8.1并網(wǎng)汽車：汽車到電網(wǎng)
1.8.2并網(wǎng)汽車HEV20和HEV60
1.8.3電量保持和電量消耗
1.9練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第2章混合動力汽車結(jié)構(gòu)
2.1串聯(lián)式結(jié)構(gòu)
2.1.1機(jī)車驅(qū)動
2.1.2串并聯(lián)混聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.1.3負(fù)荷跟蹤結(jié)構(gòu)
2.2前傳動式并行結(jié)構(gòu)
2.2.1能量回收系統(tǒng)
2.2.2微混合動力結(jié)構(gòu)
2.2.3輕混合動力結(jié)構(gòu)
2.2.4動力輔助
2.2.5雙模式混合動力
2.3前傳動式混聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3.1功率分流
2.3.2變速功率分流器
2.3.3無級自動變速器
2.3.4集成混合動力輔助變速器
2.4后傳動式并行結(jié)構(gòu)
2.4.1后傳動式結(jié)構(gòu)
2.4.2輪轂電機(jī)混合動力
2.5液壓后傳動式結(jié)構(gòu)
2.5.1液壓輔助起動系統(tǒng)
2.5.2液電后傳動式結(jié)構(gòu)
2.5.3高壓電驅(qū)動
2.6飛輪儲能系統(tǒng)
2.6.1德克薩斯A＆M大學(xué)的反式電機(jī)
2.6.2汽油電動傳動系統(tǒng)
2.6.3瑞士聯(lián)邦理工大學(xué)的飛輪概念
2.7超級電容器混合動力汽車
2.7.1使用超級電容器的接觸網(wǎng)供電車輛
2.7.2使用道旁超級電容器的接觸網(wǎng)供電車輛
2.7.3使用超級電容器的無軌電車
2.8電動四輪驅(qū)動
2.8.1電動四輪驅(qū)動系統(tǒng)
2.8.2大霸王廂式貨車
2.9練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第3章混合動力裝置性能參數(shù)
3.1坡度和巡航目標(biāo)
3.1.1爬坡能力
3.1.2全負(fù)荷狀態(tài)
3.2初始起動及加速
3.2.1前兩秒
3.2.2變換車道
3.3制動和能量再生
3.3.1串行RBS
3.3.2并行RBS
3.3.3RBS與ABS的交互作用
3.3.4RBS與IVD/VSC/ESP的交互作用
3.4行駛工況的影響
3.4.1行駛工況類型
3.4.2PHEV的EV及REV工況
3.4.3平均車速及其對燃油經(jīng)濟(jì)性的影響
3.4.4加速/減速過程動力學(xué)
3.4.5全負(fù)荷起動
3.5電氣部分
3.5.1發(fā)動機(jī)小型化
3.5.2續(xù)航里程和車輛性能
3.6使用需求
3.6.1客戶使用情況
3.6.2電氣負(fù)荷
3.6.3坡道停車和蠕滑
3.6.4空檔怠速
3.7練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第4章驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計
4.1電力驅(qū)動系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)的匹配
4.1.1變速器的選擇
4.1.2傳動比的選擇
4.1.3自動變速器構(gòu)造
4.2驅(qū)動電機(jī)的參數(shù)設(shè)計
4.2.1第1步
4.2.2第2步
4.2.3第3步
4.2.4轉(zhuǎn)矩和功率
4.2.5恒功率轉(zhuǎn)速比
4.2.6電機(jī)尺寸規(guī)格
4.3電力電子器件的參數(shù)設(shè)定
4.3.1開關(guān)的工藝選擇
4.3.2kV·A/kW和功率因數(shù)
4.3.3紋波電容的設(shè)計
4.3.4開關(guān)頻率和脈寬調(diào)制
4.4選擇儲能技術(shù)
4.4.1鉛酸蓄電池技術(shù)
4.4.2鎳氫電池
4.4.3鋰離子電池
4.4.4金屬空氣電池
4.4.5燃料電池
4.4.6超級電容器
4.4.7飛輪
4.5電氣線束
4.5.1對線束的要求
4.5.2逆變器母線
4.5.3高壓分離技術(shù)
4.5.4配電中心
4.6通信系統(tǒng)
4.6.1通信協(xié)議：CAN
4.6.2電網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
4.6.3未來通信協(xié)議：TTCAN
4.6.4未來通信協(xié)議：車載網(wǎng)絡(luò)
4.6.5未來通信協(xié)議間的競爭
4.6.6診斷測試代碼
4.7輔助子系統(tǒng)
4.7.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
4.7.2制動系統(tǒng)
4.7.3客艙氣候控制系統(tǒng)
4.7.4熱管理系統(tǒng)
4.7.5人機(jī)界面
4.8成本和重量預(yù)算
4.8.1成本分析
4.8.2質(zhì)量預(yù)算
4.9練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第5章電力驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)
5.1永磁材料
5.1.1永磁材料簡介
5.1.2鋁鎳鈷材料
5.1.3稀土永磁體
5.2無刷電機(jī)
5.2.1無刷直流電機(jī)
5.2.2無刷交流電機(jī)
5.2.3表面式永磁電機(jī)的設(shè)計要點(diǎn)
5.2.4雙模式逆變器
5.3內(nèi)置式永磁體
5.3.1內(nèi)埋式磁體設(shè)計
5.3.2壓縮通量式設(shè)計
5.3.3機(jī)械式磁場削弱
5.3.4多層設(shè)計
5.4異步電機(jī)
5.4.1傳統(tǒng)異步電機(jī)
5.4.2繞組重構(gòu)
5.4.3變極式異步電機(jī)
5.5可變磁阻電機(jī)
5.5.1開關(guān)磁阻電機(jī)
5.5.2同步磁阻電機(jī)
5.5.3徑向疊片同步磁阻電機(jī)
5.6不同電機(jī)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較
5.6.1電機(jī)動態(tài)性能比較
5.6.2電機(jī)應(yīng)用于純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)時的性能比較
5.6.3電機(jī)應(yīng)用于混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)時的性能比較
5.7練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第6章交流驅(qū)動的電力電子器件
6.1半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)
6.1.1功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢
6.1.2寬帶隙器件
6.2脈寬調(diào)制的本質(zhì)
6.3諧振脈沖調(diào)制
6.4空間矢量脈寬調(diào)制
6.5多電平逆變器
6.6脈寬調(diào)制技術(shù)的比較
6.7DC/DC轉(zhuǎn)換器
6.8熱設(shè)計
6.9可靠性研究
6.10電流調(diào)節(jié)器的傳感器
6.11最小紋波的交錯式脈寬調(diào)制
6.12練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第7章驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)
7.1磁場定向控制的本質(zhì)
7.2磁場定向控制動力學(xué)
7.3無傳感器控制
7.4效率優(yōu)化
7.5直接轉(zhuǎn)矩控制
7.6練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第8章驅(qū)動系統(tǒng)效率
8.1牽引電機(jī)
8.1.1鐵心損耗
8.1.2銅損和趨膚效應(yīng)
8.2逆變器
8.2.1傳導(dǎo)損耗
8.2.2開關(guān)損耗
8.2.3反向恢復(fù)損耗
8.3配電系統(tǒng)
8.4儲能系統(tǒng)
8.5效率映射圖
8.6練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第9章混合動力汽車的使用特性
9.1市區(qū)循環(huán)工況
9.2公路循環(huán)工況
9.3聯(lián)合工況
9.4新歐洲驅(qū)動工況
9.5日本1015模式
9.6混合動力汽車的常規(guī)驅(qū)動工況
9.7練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第10章儲能技術(shù)
10.1電池系統(tǒng)
10.1.1鉛酸電池
10.1.2鎳氫電池
10.1.3鋰離子電池
10.2電容器儲能系統(tǒng)
10.2.1對稱超級電容器
10.2.2非對稱超級電容器
10.2.3超級電容器與蓄電池結(jié)合
10.2.4混合電池舉例
10.2.5超級電容器電池均衡技術(shù)
10.3氫氣存儲
10.3.1金屬氫化物
10.3.2高壓氣體
10.4飛輪系統(tǒng)
10.5氣動系統(tǒng)
10.6儲能系統(tǒng)建模
10.6.1電池模型
10.6.2燃料電池模型
10.6.3超級電容器模型
10.7練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第11章混合動力汽車試驗(yàn)及驗(yàn)證
11.1汽車滑行試驗(yàn)
11.2運(yùn)動型多功能汽車的滑行試驗(yàn)
11.3SUV牽引拖車的滑行試驗(yàn)
11.4Class8牽引車試驗(yàn)
11.5Class8牽引車加掛車的滑行試驗(yàn)
11.6練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第12章自動電氣化交通運(yùn)輸
12.1個人快速交通
12.2自動化高速公路系統(tǒng)
12.3非接觸式電力傳送
12.3.1電感耦合技術(shù)
12.3.2近場輻射的功率傳輸
12.4貨物運(yùn)輸
12.5練習(xí)
參考文獻(xiàn)
附錄
參考文獻(xiàn)
新書資訊