混合動力電動汽車技術（簡體書）

《新能源汽車研究與開發叢書：混合動力電動汽車技術》主要講述了混合動力汽車的分析與設計、混合動力總成的基本構型及應用、混合動力汽車能量管理控制策略、動力電池及其管理系統技術、電機驅動系統、混合動力汽車其他相關技術、混合動力汽車的標準與測試技術等內容，全面論述了油電混合動力電動汽車的性能、配置、控制策略、設計分析等方面的知識。《新能源汽車研究與開發叢書：混合動力電動汽車技術》可供汽車行業的技術研究人員參考閱讀，也可作為高等院校電動汽車相關專業的專業教材。

前言
第1章 緒論
1.1 混合動力汽車簡介
1.2 混合動力汽車發展簡史
1.3 混合動力系統的分類
1.3.1 按混合方式分類
1.3.2 按混合度分類
1.3.3 依據動力耦合系統數學模型分類
1.4 混合動力汽車的控制策略
1.5 混合動力汽車的關鍵技術
1.6 混合動力汽車的發展現狀
參考文獻

第2章 混合動力汽車的分析與設計
2.1 混合動力汽車的節能機理
2.2 整車功率匹配的基本原則
2.3 并聯混合動力汽車動力總成的設計原理
2.3.1 并聯式混合動力汽車動力總成的結構型式分析
2.3.2 并聯式混合動力汽車總成的匹配原則
2.3.3 參數設計實例分析
2.4 串聯混合動力汽車動力總成的設計原理
2.4.1 串聯式混合動力汽車動力總成的結構型式分析
2.4.2 串聯混合動力汽車動力總成的匹配原則
2.4.3 參數設計實例分析
2.5 混聯式混合動力汽車動力總成的設計原理
2.5.1 混聯式混合動力汽車動力總成的結構型式分析
2.5.2 混聯式混合動力汽車動力總成的匹配原則
參考文獻

第3章 混合動力總成的基本構型及應用
3.1 行星排輪系傳動的基本理論
3.1.1 行星排輪系動力學分析
3.1.2 行星排輪系杠桿模擬建模方法
3.2 豐田普銳斯汽車混合動力系統
3.2.1 普銳斯汽車混合動力系統簡介
3.2.2 普銳斯汽車混合動力系統的主要構成部件與功能
3.2.3 普銳斯汽車混合動力系統的工作過程
3.3 CHS混合動力系統
3.3.1 CHS混合動力總成的基本結構
3.3.2 CHS系統的工作過程
3.3.3 CHS混合動力系統的特點和測試結果混合動力電動汽車技術
3.4 雙轉子混合動力系統
3.4.1 雙轉子混合動力系統的技術方案和工作過程
3.4.2 內電機的冷卻
3.4.3 發動機工作點的選擇
3.5 本田IMA混合動力系統
3.5.1 IMA混合動力系統的基本構成
3.5.2 IMA系統的工作過程
3.6 通用雙模混合動力系統
3.6.1 雙模混合動力系統動力傳動模型分析
3.6.2 雙模混合動力系統的工作過程
3.6.3 雙模混合動力系統的特點
3.7 雙離合變速器在混合動力系統中的應用
3.7.1 雙離合變速器的發展歷史
3.7.2 雙離合器變速器的特點
3.7.3 DSG變速器的結構
3.7.4 DSG變速器的工作過程
3.7.5 IAV雙離合器混合動力變速器
3.7.6 6HDT250雙離合器混合動力變速器
參考文獻

第4章 混合動力汽車能量管理控制策略
4.1 混合動力總成的控制策略
4.2 混合動力總成控制系統的結構方案設計
4.2.1 控制系統硬件結構方案設計
4.2.2 控制系統軟件的結構方案設計
4.3 轉矩輸出指令子程序
4.4 并聯混合動力總成的控制算法
4.4.1 限制發動機工作區間的控制算法
4.4.2 調節發動機工作區間的控制算法
4.5 串聯混合動力總成的控制算法
4.5.1 電動機的輸入輸出指令子程序
4.5.2 發動機?發電機組的狀態控制子程序
4.5.3 發動機?發電機組的輸出指令子程序
4.6 混聯混合動力總成的控制算法
4.6.1 耦合方式分析
4.6.2 整車控制模式控制程序
4.7 控制策略的優化算法
4.7.1 瞬時優化控制策略
4.7.2 智能控制策略
4.7.3 全局最優控制策略
參考文獻

第5章 動力電池及其管理系統技術
5.1 車用電池技術研究現狀
5.1.1 鋰離子電池的工作原理
5.1.2 車用動力電池的要求
5.1.3 電池模型
5.1.4 車用動力電池的發展現狀和趨勢
5.1.5 鋰離子電池系統存在的技術難題
5.2 動力電池管理系統研究現狀
5.2.1 BMS的發展歷程
5.2.2 BMS的功能要求
5.2.3 BMS的研究現狀
5.2.4 BMS存在的問題
5.3 動力電池管理系統的關鍵技術
5.3.1 BMS的組成
5.3.2 電池SOC估計
5.3.3 電池SOH估計
5.3.4 電池安全技術
5.3.5 電池熱管理技術
5.3.6 故障診斷技術
5.3.7 鋰電池充電技術
5.3.8 電池均衡技術
5.3.9 BMS硬件方案設計
5.4 動力電池及管理系統的測試與評價
5.4.1 鋰離子動力電池測試概況
5.4.2 國內電池測試技術概況
5.4.3 電池管理系統測試與評價
參考文獻

第6章 電動汽車電機驅動系統
6.1 電動汽車電機驅動系統概述
6.1.1 電機共性知識
6.1.2 電動汽車電機驅動系統要求
6.2 電動汽車電機驅動系統及設計
6.2.1 直流電機驅動系統
6.2.2 感應電機驅動系統
6.2.3 永磁無刷電機驅動系統
6.2.4 開關磁阻電機驅動系統
6.2.5 適于磁場調節的新型永磁同步電機
6.2.6 電機驅動系統設計
6.3 電動汽車電機驅動系統的標準與測試
6.3.1 電動汽車電機驅動系統技術條件
6.3.2 電動汽車電機驅動系統測試
參考文獻

第7章 混合動力汽車其他相關技術
7.1 電動助力轉向系統
7.1.1 EPS系統簡介
7.1.2 EPS系統的助力方式
7.1.3 EPS系統助力電機及減速機構
7.1.4 EPS系統的電子控制單元
7.1.5 EPS系統的控制策略
7.2 電動液壓助力轉向系統
7.2.1 EPHS系統的動力單元
7.2.2 EPHS系統的控制閥
7.2.3 EPHS系統的控制策略
7.3 電液復合制動系統技術
7.3.1 電液復合制動技術介紹
7.3.2 復合制動系統的功能需求和特點
7.3.3 電液復合制動系統中電回饋制動的控制策略
7.3.4 豐田公司的電液制動系統
7.4 混合動力汽車的電源轉換裝置
7.4.1 DC/DC功率轉換器的功用
7.4.2 雙向DC/DC功率轉換器的應用
7.4.3 DC/DC功率轉換器的分類
7.4.4 其他類型的功率轉換器
7.5 電動空調系統
7.5.1 電動空調系統的特點
7.5.2 電動汽車熱泵式空調系統
7.5.3 電動壓縮機制冷與電加熱器制熱混合調節空調系統
7.5.4 電驅動壓縮機系統
7.6 阿特金森循環及其應用
7.6.1 阿特金森循環的工作原理
7.6.2 阿特金森循環的特點及措施
7.6.3 阿特金森循環在普銳斯汽車發動機上的應用
7.6.4 普銳斯汽車發動機的其他節能技術
7.7 電機及其控制器冷卻
7.7.1 電機及其控制器的冷卻方式
7.7.2 電機及其控制器的一體化冷卻方案
7.7.3 混合動力汽車散熱器的總成布置
7.7.4 普銳斯汽車的電機冷卻系統
參考文獻

第8章 混合動力汽車的標準與測試技術
8.1 我國電動汽車標準體系結構
8.1.1 電動汽車需要執行的標準和檢驗項目
8.1.2 傳統汽車標準的適用性
8.1.3 我國電動汽車標準的發展目標
8.2 美國電動汽車標準概況
8.2.1 SAE混合動力汽車標準
8.2.2 SAE蓄電池標準
8.2.3 SAE燃料電池汽車標準
8.2.4 SAE其他標準
8.2.5 美國電動運輸協會標準
8.2.6 美國汽車安全技術法規
8.3 日本電動汽車標準概況
8.4 歐洲電動汽車標準概況
8.5 國際標準化組織的電動汽車標準
8.6 國際電工委員會制定的電動車輛標準
8.7 評價測試方法
8.8 HEV測試指標
參考文獻

1.無管理階段 長期以來，實際使用的蓄電池以鉛蓄電池為主，由于其工藝成熟、抗濫用能力較強以及價格低廉，電池管理技術因沒有受到重視而發展緩慢，電池處于無管理狀態。在單只電池應用場合，基于外電壓實現電池荷電狀態估計和充放電管理，電池串聯成組后，也只是在單只電池管理技術的基礎上進行簡單拓展，基于端電壓實現電池組荷電狀態的估算和充放電管理。在使用中發現，串聯電池組壽命明顯少于單只電池。對報廢電池進行測試，發現基于端電壓的管理模式忽視了電池之間的差異性，致使部分電池經常出現過充電和過放電，這是電池組壽命縮短的主要原因。于是人們通過定期（如每月一次）檢查電池之間的差異性，并分別對電壓低的電池實施充電維護，來降低電池出現過充電和過放電的幾率；通過周期性（如每半年一次）對所有電池進行全充電全放電，實現充滿電、容量測定和好壞判斷，從而防止電池長時間工作在故障狀態，以提高電池組的壽命。這就是電池管理技術的雛形，其主要功能在于電池故障判斷、荷電狀態和容量估算、一致性評價和均衡以及充放電控制。2.簡單管理階段 隨著電池使用范圍的推廣和高效利用能源需求的日益增加，傳統處理辦法不能在線檢測、自動化程度低、定期維護費時費力以及能量損耗嚴重等問題開始顯現，用于電池狀態監控和管理的裝置——電池管理系統逐漸被人們接受。此時BMS的主要功能是電壓、溫度、電流等外部參數的在線監控；電池故障狀態分析和報警；當電池溫度過高時，啟動冷卻風機實施熱管理；采用安時積分實現荷電狀態估算。這有效地減少了手動檢測的工作量，提高了電池使用的自動化水平和使用安全性，但是存在以下問題。1） BMS只是利用自動化檢測手段替代了傳統手工操作，只能發現問題并進行報警，并不能解決電池組的一致性問題，也沒有為電池的維護提供數據指導，所以電池維護的工作量和繁瑣程度并沒有減少。2） BMS的設計人員多為電氣工程師，研究重點在于采用合理檢測方法，提高檢測精度、抗干擾能力和可靠性，而對電池的電化學本質并不了解，將電池看做是“黑匣子”，基于外部特性對其狀態和使用方法進行分析。當電池串聯成組使用時，也簡單地將其看做是“大電池”，將單只電池的使用技術進行簡單的拓展，基于電池組的端電壓進行狀態估計和充放電控制。這樣簡單的處理辦法并不能有效地保證電池荷電狀態估算的準確性，成組電池的壽命明顯小于單只電池等問題依舊嚴峻。所以BMS的管理和控制功能并沒有得到體現和發揮，僅僅完成了電池外特性自動檢測功能和故障報警，所以只是監測系統，并沒有真正實現電池的優化使用和高效管理。3.全面管理階段 鋰離子電池問世以來，以其優越的性能在便攜式設備上得到了廣泛的應用，但其濫用能力較差，當采用上述模式和方法對鋰離子電池，特別是串聯電池組進行管理和控制時，接連的安全事故使得人們深刻意識到基于電池（組）外特性的狀態估算方法和充放電控制方法并不能解決它在使用過程中的安全性和壽命問題。電池管理技術提高的重要性受到越來越多的重視，在電池建模、荷電狀態估算、一致性評價和均衡等方面進行了廣泛研究，電池管理技術得到了快速發展，其功能逐漸明確，即1）實時監測電池狀態。通過檢測電池外特性參數（如各單只電池的外電壓、電流、溫度等），采用適當算法，實現其內部參數和狀態（如直流內阻、極化電壓、可用容量和荷電狀態等）的估算和監控。2）高效利用電池能量，為電池使用、維護和均衡提供理論依據和數據支持。3）防止電池過充電和過放電，保障使用過程的安全性，延長電池壽命。