電驅(qū)動特種車輛技術(shù)

第1章 緒論　1
1．1　電動汽車的定義與分類1
1．1．1　純電動汽車1
1．1．2　混合動力電動汽車2
1．1．3　插電式混合動力汽車6
1．1．4　增程式混合動力汽車7
1．1．5　燃料電池電動汽車9
1．2　電驅(qū)動特種車輛結(jié)構(gòu)10
1．2．1　電源系統(tǒng)11
1．2．2　驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)12
1．2．3　整車控制器12
1．2．4　輔助系統(tǒng)13
1．3　電驅(qū)動特種車輛關(guān)鍵技術(shù)13
1．3．1　電池技術(shù)13
1．3．2　電機(jī)技術(shù)15
1．3．3　控制器技術(shù)18
1．4　特種車輛電驅(qū)化發(fā)展趨勢20
1．4．1　特種車輛電驅(qū)化的預(yù)期效益20
1．4．2　特種車輛電驅(qū)化的軍事應(yīng)用趨勢21
第2章 電驅(qū)動特種車輛總體設(shè)計(jì)　23
2．1　電驅(qū)動特種車輛基本設(shè)計(jì)方法23
2．2　電驅(qū)動特種車輛性能指標(biāo)確定24
2．2．1　動力性24
2．2．2　通過性25
2．2．3　平順性26
2．2．4　安全性26
2．2．5　通用質(zhì)量特性32
2．2．6　電磁兼容性40
2．2．7　人機(jī)工程42
2．3　電驅(qū)動特種車輛動力系統(tǒng)方案確定46
2．3．1　動力系統(tǒng)參數(shù)匹配任務(wù)和目標(biāo)47
2．3．2　電機(jī)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)47
2．3．3　電池參數(shù)匹配設(shè)計(jì)49
2．3．4　傳動系參數(shù)匹配設(shè)計(jì)51
2．4　電驅(qū)動特種車輛主要尺寸及質(zhì)量參數(shù)確定51
2．4．1　主要質(zhì)量參數(shù)的確定51
2．4．2　主要尺寸參數(shù)的確定53
2．5　電驅(qū)動特種車輛輪胎確定54
2．5．1　特種車輛對輪胎的技術(shù)要求54
2．5．2　輪胎參數(shù)的確定55
2．5．3　輪胎總體要求59
2．6　電驅(qū)動特種車輛模塊化通用構(gòu)型設(shè)計(jì)59
2．6．1　模塊化設(shè)計(jì)的定義59
2．6．2　裝配設(shè)計(jì)原則與非模塊化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)60
2．6．3　電驅(qū)動特種車輛模塊化劃分60
2．6．4　電驅(qū)動特種車輛模塊創(chuàng)建方法和流程62
2．7　電驅(qū)動特種車輛動力學(xué)校核63
2．7．1　車輛動力學(xué)模型V&V 流程63
2．7．2　車輛動力學(xué)模型驗(yàn)證工況或場景64
2．7．3　車輛動力學(xué)模型V&V 指標(biāo)體系65
2．7．4　車輛動力學(xué)模型質(zhì)量評估67
2．8　電驅(qū)動特種車輛整車安全性67
2．8．1　整車側(cè)翻安全性68
2．8．2　整車高壓安全性69
第3章 電驅(qū)動特種車輛智能動力驅(qū)動系統(tǒng)　71
3．1　電動車輛動力驅(qū)動系統(tǒng)概述71
3．2　電驅(qū)動特種車輛動力系統(tǒng)方案分析與總體設(shè)計(jì)72
3．3　電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)75
3．3．1　電動汽車電機(jī)分類及特點(diǎn)75
3．3．2　輪邊電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)78
3．3．3　輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)79
3．3．4　軸電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)80
3．4　動力電池技術(shù)80
3．4．1　鉛酸蓄電池80
3．4．2　鋰離子電池82
3．4．3　鎳氫電池83
3．4．4　鈉硫電池84
3．5　智能動力單元技術(shù)85
3．6　分布式能量管理技術(shù)88
第4章 電驅(qū)動特種車輛制動系統(tǒng)　90
4．1　電驅(qū)動特種車輛制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求90
4．2　機(jī)械制動系統(tǒng)92
4．2．1　制動器效能92
4．2．2　鼓式制動器92
4．2．3　盤式制動器97
4．3　制動系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)99
4．3．1　制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)形式選擇99
4．3．2　制動過程的動力學(xué)參數(shù)計(jì)算101
4．3．3　制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)102
4．3．4　應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩106
4．4　電機(jī)反拖制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)107
4．4．1　系統(tǒng)控制策略107
4．4．2　機(jī)電混合制動控制策略108
4．5　防抱死制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)109
4．5．1　防抱死系統(tǒng)概述109
4．5．2　ABS 基本原理和理想的制動控制過程110
4．5．3　汽車ABS 的數(shù)學(xué)模型112
4．5．4　汽車ABS 的Simulink 模型112
第5章 電驅(qū)動特種車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)　114
5．1　電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述114
5．1．1　機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)116
5．1．2　全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)116
5．1．3　電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)117
5．1．4　電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)118
5．1．5　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)118
5．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與主要性能參數(shù)118
5．2．1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成118
5．2．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能參數(shù)120
5．3　機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算123
5．3．1　機(jī)械轉(zhuǎn)向器方案分析123
5．3．2　機(jī)械轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)方法126
5．3．3　轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算129
5．4　液壓式動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算129
5．4．1　動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案129
5．4．2　前橋轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)方案130
5．4．3　電控后橋主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案131
5．4．4　液壓式動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)計(jì)算132
5．4．5　油泵的計(jì)算與選型134
5．4．6　油箱與油管的計(jì)算與選型134
5．4．7　閥類元件的設(shè)計(jì)及選型135
5．4．8　回位彈簧的預(yù)緊力和反作用閥直徑的確定137
5．4．9　電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所用傳感器的選擇137
5．5　轉(zhuǎn)向角匹配138
5．6　電機(jī)差矩轉(zhuǎn)向系統(tǒng)139
第6章 電驅(qū)動特種車輛車架及懸架系統(tǒng)　141
6．1　特種車輛車架及懸架系統(tǒng)概述141
6．1．1　車架方案分析141
6．1．2　懸架方案分析143
6．1．3　懸架對汽車主要性能影響的分析144
6．2　電驅(qū)動特種車輛車架設(shè)計(jì)技術(shù)149
6．2．1　車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)149
6．2．2　車架縱梁設(shè)計(jì)150
6．2．3　車架結(jié)構(gòu)載荷校核151
6．3　電驅(qū)動特種車輛懸架彈性元件設(shè)計(jì)153
6．3．1　懸架系統(tǒng)153
6．3．2　油氣彈簧懸架設(shè)計(jì)154
6．3．3　螺旋彈簧懸架設(shè)計(jì)155
6．3．4　空氣彈簧懸架設(shè)計(jì)157
6．3．5　扭桿彈簧懸架設(shè)計(jì)158
6．4　電驅(qū)動特種車輛懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)160
6．4．1　前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求160
6．4．2　后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求160
6．4．3　縱向平面內(nèi)上下橫臂軸布置方案160
6．4．4　橫向平面內(nèi)上下橫臂的布置方案161
6．4．5　上下橫臂長度的確定162
第7章 電驅(qū)動特種車輛駕駛室　163
7．1　駕駛室總體設(shè)計(jì)概述163
7．1．1　座椅位置設(shè)計(jì)163
7．1．2　駕駛空間165
7．1．3　駕駛室的功能166
7．1．4　駕駛室兩種總體設(shè)計(jì)方案166
7．2　人機(jī)工程設(shè)計(jì)169
7．2．1　座椅設(shè)計(jì)169
7．2．2　乘員操作方便性169
7．2．3　車輛視野170
7．3　環(huán)境控制設(shè)計(jì)170
7．3．1　車內(nèi)氣候控制系統(tǒng)170
7．3．2　座椅自動記憶調(diào)節(jié)系統(tǒng)173
7．3．3　駕駛員視覺系統(tǒng)176
7．4　電磁屏蔽設(shè)計(jì)178
7．5　結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)180
第8章 電驅(qū)動特種車輛電氣系統(tǒng)　184
8．1　電驅(qū)動特種車輛高壓配電系統(tǒng)184
8．1．1　電池管理系統(tǒng)184
8．1．2　電機(jī)控制器189
8．1．3　高壓配電盒與車載充電器193
8．1．4　電動壓縮機(jī)、PTC 加熱器及高壓線束195
8．2　電驅(qū)動特種車輛低壓配電系統(tǒng)198
8．2．1　點(diǎn)火開關(guān)及搭鐵198
8．2．2　車身控制模塊204
8．2．3　照明與信號系統(tǒng)205
8．2．4　空調(diào)控制系統(tǒng)208
8．2．5　其他輔助控制系統(tǒng)211
第9章 電驅(qū)動特種車輛整車控制系統(tǒng)　213
9．1　電驅(qū)動特種車輛整車電子控制系統(tǒng)概述213
9．1．1　電驅(qū)動特種車輛整車電子控制系統(tǒng)213
9．1．2　電驅(qū)動特種車輛底盤電子控制系統(tǒng)215
9．1．3　電驅(qū)動特種車輛安全控制系統(tǒng)220
9．1．4　電驅(qū)動特種車輛信息電子控制系統(tǒng)220
9．2　CAN 總線在電驅(qū)動特種車輛上的應(yīng)用221
9．2．1　車載網(wǎng)絡(luò)總線概述221
9．2．2　CAN 總線的應(yīng)用和CAN_ FD 總線222
9．3　電驅(qū)動特種車輛整車控制策略223
9．3．1　純電動汽車能量管理控制策略223
9．3．2　混合動力汽車能量管理控制策略223
9．4　整車故障診斷功能231
9．4．1　電驅(qū)動特種車輛的故障診斷231
9．4．2　電驅(qū)動特種車輛故障診斷的基本流程235
第10章 電驅(qū)動特種車輛性能試驗(yàn)分析　237
10．1　車輛基本性能計(jì)算237
10．1．1　動力性237
10．1．2　經(jīng)濟(jì)性238
10．2　車輛使用性能仿真239
10．3　關(guān)鍵單機(jī)/分系統(tǒng)性能試驗(yàn)240
10．3．1　動力電池試驗(yàn)242
10．3．2　驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)250
10．4　電驅(qū)動特種車輛總裝集成性能驗(yàn)證試驗(yàn)259
10．4．1　動力性能試驗(yàn)260
10．4．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)265
10．5　基于AVL Cruise 的整車性能仿真267
10．5．1　Cruise 軟件及仿真流程簡介267
10．5．2　Cruise 常用模塊展示268
參考文獻(xiàn)　274