內容簡介
本書系統地講述了混合動力汽車建模和控制系統的基本原理與實現技術問題，研究內容注重建模、控制和算法，包括豐富的數據和實例。本書主要包括混合動力汽車的建模、控制、仿真、性能分析和設計等內容，介紹了一個完整的系統解決方案。本書共9章和2個附錄，可分為3個部分：①混合動力汽車的系統組成與建模；②混合動力汽車的先進控制算法；③混合動力汽車的工程實現。本書可作為高等院校車輛工程、電氣工程和能源動力專業的高年級本科生及研究生教材，同時也可作為混合動力汽車系統分析、設計和開發的培訓參考資料，供汽車設計和研究人員閱讀。
目錄
譯者序
前言
常用符號表
縮寫詞
第1章 概述
1.1 混合動力汽車的總體結構
1.1.1串聯式混合動力
1.1.2並聯式混合動力
1.1.3 串-並聯混合動力
1.2 混合動力汽車系統的組件
1.3混合動力汽車系統的分析
1.3.1 混合動力汽車的功率流
1.3.2 典型的驅動周期
1.3.3 汽車的操縱靈活性
1.3.4 汽車的燃油經濟性和排放量
1.4 混合動力汽車的控制
參考文獻
第2章 混合動力汽車的基本組成
2.1 原動機
2.1.1 汽油發動機
2.1.2 柴油發動機
2.1.3 燃料電池
2.2 採用DC-DC變換器和DC-AC逆變器的電動機
2.3 能量儲存系統
2.3.1 混合動力汽車能量儲存系統的要求
2.3.2 混合動力汽車車用電池的基本類型
2.4 混合動力汽車的傳動系統
參考文獻
第3章 混合動力汽車模型的建立
3.1 內燃機模型的建立
3.2 電動機模型的建立
3.3 電池系統模型的建立
3.4 傳動系統模型的建立
3.4.1 離合器與動力分配裝置的建模
3.4.2 液力變矩器的建模
3.4.3 變速箱的建模
3.4.4 傳動系統控制器的建模
3.5 主減速器和輪胎模型的建立
3.6 車身模型的建立
3.7 基於PID的駕駛員模型
參考文獻
第4章 混合動力汽車的電力電子器件和電動機傳動裝置
4.1 基本電力電子器件
4.1.1 二極體
4.1.2 晶閘管
4.1.3 雙極結型電晶體
4.1.4 MOS場效應電晶體
4.1.5 絕緣柵雙極型電晶體
4.2 DC-DC變換器
4.2.1 DC-DC變換器的基本原理
4.2.2 降壓變換器
4.2.2.1 穩態工作原理
4.2.2.2 輸出電壓脈動
4.2.3升壓變換器
4.2.4 降壓/升壓變換器
4.2.5 DC-DC變換器在混合動力汽車系統中的套用
4.2.5.1 隔離式DC-DC降壓變換器
4.2.5.2 四象限DC-DC變換器
4.3 DC-AC逆變器
4.3.1 DC-AC逆變器的基本原理
4.3.2 單相DC-AC逆變器
4.3.3 三相DC-AC逆變器
4.4 電動機驅動
4.4.1 無刷直流電動機及其控制
4.4.1.1 無刷直流電動機工作原理
4.4.1.2 轉矩和旋轉磁場
4.4.1.3 無刷直流電動機控制
4.4.1.4 無刷直流電動機轉矩-轉速特性和典型技術參數
4.4.1.5 無感測器無刷直流電動機控制
4.4.2 交流感應電動機及其控制
4.4.2.1 交流感應電動機工作的基本原理
4.4.2.1 交流感應電動機的控制
4.5插電式電池充電器設計
4.5.1 插電式混合動力汽車/純電動汽車電池充電系統的基本配置
4.5.2功率因數及其校正技術
4.5.3 插電式充電控制
第5章 蓄能系統建模及控制
5.1 簡介
5.2 測定SOC的方法
5.2.1 基於電流的SOC測定法
5.2.2 基於電壓的SOC測定法
5.2.3基於擴展卡爾曼濾波器的SOC測定法
5.2.4 基於瞬態回響特性的SOC測定法
5.2.5 基於模糊邏輯的SOC測定法
5.2.6 通過多種途徑合併測定SOC
5.2.7進一步討論在混合動力汽車套用中的SOC算法
5.3 電池電量供應能力的預測
5.3.1 PNGV HPPC電池可用功率估計
5.3.2 改進的PNGV HPPC電池可用功率估計
5.3.3 基於電氣電路等效模型的功率估計
5.4 電池壽命預測
5.4.1 電池壽命的特性和機理
5.4.2 電池生命狀態的定義
5.4.3 蓄能條件下生命狀態的測定
5.4.4 循環條件下電池壽命的測定
5.4.4.1脫機時循環條件下電池的壽命測定
5.4.4.2工作時電池的壽命測定
5.5 電池單元均衡
5.5.1 SOC均衡
5.5.2均衡的硬體實現
5.5.3電池單元均衡控制的算法和評估
5.6 電池單元內部溫度估算
5.6.1 簡介
5.6.2 風冷式圓筒形混合動力車電池的電池單元內部溫度估算
5.7 電池系統效率
參考文獻
第6章 混合動力汽車的能量管理策略
6.1引言
6.2基於規則的能量管理策略
6.3基於模糊邏輯的能量管理策略
6.3.1模糊邏輯控制
6.3.2基於模糊邏輯的能量管理策略
6.4混合動力汽車中內燃機最佳工作點的確定
6.4.1問題的數學表述
6.4.2確定最佳工作點的步驟
6.4.3黃金分割搜尋法
6.4.4最佳工作點的確定
6.4.5確定最佳工作點的案例
6.4.6性能評價
6.5基於價值函式的最佳能量管理策略
6.5.1基於成本函式的最佳能量管理策略的數學表述
6.5.2最佳化案例
6.6結合循環模式識別的最優能量管理策略
6.6.1循環形式和風格的模式識別算法
6.6.2最優能量分配方法的確定
參考文獻
第7章 其他的混合動力汽車的控制問題
7.1內燃機控制的基礎
7.2 通過電機的發動機轉矩波動的排放控制
7.2.1 滑膜控制
7.2.2基於滑膜控制方法的發動機轉矩波動排放控制
7.3 高壓匯流排的峰值控制
7.4 混合動力汽車電池系統的熱量控制
7.4.1 綜合PID前、反饋控制的電池熱量系統
7.4.2 電池熱量控制的最優策略
7.5混合動力汽車/純電動汽車牽引電動機控制
7.5.1驅動力矩控制
7.5.2 電動機的阻止反轉控制
7.6 混合動力汽車/純電動汽車系統的主動懸架控制
7.6.1 車輛四分之一的懸架系統模型
7.6.2 主動懸架系統控制
第8章 插電式充電的特性、算法和對能量分配系統的影響
8.1 簡介
8.2 插電式混合動力汽車的電池系統和充電特性
8.2.1AC-120插電式充電策略
8.2.2AC-240插電式充電策略
8.2.3 快速充電策略
8.3 插電式充電對電網的影響
8.3.1 對配電系統的影響
8.3.2對電力網路的影響
8.4最優插電式充電策略
8.4.1 最優回充點的確定
8.4.2基於成本的最優插電式充電策略
第9章 混合動力汽車的設計和性能分析
9.1混合動力汽車的仿真系統
9.2典型行駛工況實驗
9.3各部件的計算與駕駛性能分析
9.3.1駕駛性能計算
9.3.2混合動力汽車主要部件的初步選擇
9.3.2.1原動機的選擇
9.3.2.2傳動比的選擇
9.3.2.3能量儲存系統的選擇
9.3.2.2設計案例
9.4燃油經濟性與排放量的仿真計算
參考文獻
附錄A 系統識別：狀態和參數估計方法
A.1動態系統與數學模型
A.1.1數學模型的類型
A.1.2線性連續系統
A.1.2.1線性連續時不變系統的輸入輸出模型
A.1.2.2線性連續時不變系統的狀態空間模型
A.1.3線性離散系統與建模
A.1.4線性時不變離散隨機系統
A.2動態系統的參數估計
A.2.1最小二乘
A.2.2最小二乘估計的統計特性
A.2.3遞推最小二乘估計
A.2.4慢時變參數的最小二乘估計
A.2.5廣義最小二乘估計
A.3動態系統的狀態估計
A.4動態系統聯合狀態與參數估計
A.4.1擴展卡爾曼濾波
A.4.2奇異束模型
A.5參數及狀態估計數值穩定性的提高
A.5.1平方根算法
A.5.2 UDUT協方差分解算法
A.6建模和參數識別
參考文獻
附錄B先進動力學系統控制技術
B.1控制系統的極點配置
B.2最優控制
B.2.1平方根算法最優控制問題
B.2.2龐特里雅金極大原理
B.2.3動態規劃
B.2.4線性二次控制
B.3隨機和自適應控制
B.3.1最小方差預測與控制
B.3.1.1最小方差預測
B.3.1.2最小方差控制
B.3.2自校正控制
B.3.3模型參考自適應控制
B.3.4模型預測控制
B.4容錯控制
B.4.1硬體冗餘控制
B.4.2軟體冗餘控制
參考文獻
