混合動力汽車系統(tǒng)建模與控制

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(jié)構(gòu)
1.1.1串聯(lián)式混合動力
1.1.2并聯(lián)式混合動力
1.1.3 串-并聯(lián)混合動力
1.2 混合動力汽車系統(tǒng)的組件
1.3混合動力汽車系統(tǒng)的分析
1.3.1 混合動力汽車的功率流
1.3.2 典型的驅(qū)動周期
1.3.3 汽車的操縱靈活性
1.3.4 汽車的燃油經(jīng)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(fā)動機
2.1.2 柴油發(fā)動機
2.1.3 燃料電池
2.2 采用DC-DC變換器和DC-AC逆變器的電動機
2.3 能量儲存系統(tǒng)
2.3.1 混合動力汽車能量儲存系統(tǒng)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(tǒng)
參考文獻
第3章 混合動力汽車模型的建立
3.1 內(nèi)燃機模型的建立
3.2 電動機模型的建立
3.3 電池系統(tǒng)模型的建立
3.4 傳動系統(tǒng)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(tǒng)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 基于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 二極管
4.1.2 晶閘管
4.1.3 雙極結(jié)型晶體管
4.1.4 MOS場效應晶體管
4.1.5 絕緣柵雙極型晶體管
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(wěn)態(tài)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(tǒng)中的應用
4.2.5.1 隔離式DC-DC降壓變換器
4.2.5.2 四象限D(zhuǎn)C-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(qū)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(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性和典型技術(shù)參數(shù)
4.4.1.5 無傳感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(tǒng)的基本配置
4.5.2功率因數(shù)及其校正技術(shù)
4.5.3 插電式充電控制
第5章 蓄能系統(tǒng)建模及控制
5.1 簡介
5.2 測定SOC的方法
5.2.1 基于電流的SOC測定法
5.2.2 基于電壓的SOC測定法
5.2.3基于擴展卡爾曼濾波器的SOC測定法
5.2.4 基于瞬態(tài)響應特性的SOC測定法
5.2.5 基于模糊邏輯的SOC測定法
5.2.6 通過多種途徑合并測定SOC
5.2.7進一步討論在混合動力汽車應用中的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 基于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(tài)的定義
5.4.3 蓄能條件下生命狀態(tài)的測定
5.4.4 循環(huán)條件下電池壽命的測定
5.4.4.1脫機時循環(huán)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均衡的硬件實現(xiàn)
5.5.3電池單元均衡控制的算法和評估
5.6 電池單元內(nèi)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(nèi)部溫度估算
5.7 電池系統(tǒng)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基于規(guī)則的能量管理策略
6.3基于模糊邏輯的能量管理策略
6.3.1模糊邏輯控制
6.3.2基于模糊邏輯的能量管理策略
6.4混合動力汽車中內(nèi)燃機最佳工作點的確定
6.4.1問題的數(shù)學表述
6.4.2確定最佳工作點的步驟
6.4.3黃金分割搜索法
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基于價值函數(shù)的最佳能量管理策略
6.5.1基于成本函數(shù)的最佳能量管理策略的數(shù)學表述
6.5.2優(yōu)化案例
6.6結(jié)合循環(huán)模式識別的最優(yōu)能量管理策略
6.6.1循環(huán)形式和風格的模式識別算法
6.6.2最優(yōu)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(nèi)燃機控制的基礎
7.2 通過電機的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩波動的排放控制
7.2.1 滑膜控制
7.2.2基于滑膜控制方法的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩波動排放控制
7.3 高壓總線的峰值控制
7.4 混合動力汽車電池系統(tǒng)的熱量控制
7.4.1 綜合PID前、反饋控制的電池熱量系統(tǒng)
7.4.2 電池熱量控制的最優(yōu)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(qū)動力矩控制
7.5.2 電動機的阻止反轉(zhuǎn)控制
7.6 混合動力汽車/純電動汽車系統(tǒng)的主動懸架控制
7.6.1 車輛四分之一的懸架系統(tǒng)模型
7.6.2 主動懸架系統(tǒng)控制
第8章 插電式充電的特性、算法和對能量分配系統(tǒng)的影響
8.1 簡介
8.2 插電式混合動力汽車的電池系統(tǒng)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(wǎng)的影響
8.3.1 對配電系統(tǒng)的影響
8.3.2對電力網(wǎng)絡的影響
8.4最優(yōu)插電式充電策略
8.4.1 最優(yōu)回充點的確定
8.4.2基于成本的最優(yōu)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(tǒng)
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(tǒng)的選擇
9.3.2.2設計案例
9.4燃油經(jīng)濟性與排放量的仿真計算
參考文獻
附錄A 系統(tǒng)識別：狀態(tài)和參數(shù)估計方法
A.1動態(tài)系統(tǒng)與數(shù)學模型
A.1.1數(shù)學模型的類型
A.1.2線性連續(xù)系統(tǒng)
A.1.2.1線性連續(xù)時不變系統(tǒng)的輸入輸出模型
A.1.2.2線性連續(xù)時不變系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型
A.1.3線性離散系統(tǒng)與建模
A.1.4線性時不變離散隨機系統(tǒng)
A.2動態(tài)系統(tǒng)的參數(shù)估計
A.2.1最小二乘
A.2.2最小二乘估計的統(tǒng)計特性
A.2.3遞推最小二乘估計
A.2.4慢時變參數(shù)的最小二乘估計
A.2.5廣義最小二乘估計
A.3動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)估計
A.4動態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合狀態(tài)與參數(shù)估計
A.4.1擴展卡爾曼濾波
A.4.2奇異束模型
A.5參數(shù)及狀態(tài)估計數(shù)值穩(wěn)定性的提高
A.5.1平方根算法
A.5.2 UDUT協(xié)方差分解算法
A.6建模和參數(shù)識別
參考文獻
附錄B先進動力學系統(tǒng)控制技術(shù)
B.1控制系統(tǒng)的極點配置
B.2最優(yōu)控制
B.2.1平方根算法最優(yōu)控制問題
B.2.2龐特里雅金極大原理
B.2.3動態(tài)規(guī)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硬件冗余控制
B.4.2軟件冗余控制
參考文獻