電驅動特種車輛技術

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　電驅動特種車輛結構10
1．2．1　電源系統(tǒng)11
1．2．2　驅動電機系統(tǒng)12
1．2．3　整車控制器12
1．2．4　輔助系統(tǒng)13
1．3　電驅動特種車輛關鍵技術13
1．3．1　電池技術13
1．3．2　電機技術15
1．3．3　控制器技術18
1．4　特種車輛電驅化發(fā)展趨勢20
1．4．1　特種車輛電驅化的預期效益20
1．4．2　特種車輛電驅化的軍事應用趨勢21
第2章 電驅動特種車輛總體設計　23
2．1　電驅動特種車輛基本設計方法23
2．2　電驅動特種車輛性能指標確定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　通用質量特性32
2．2．6　電磁兼容性40
2．2．7　人機工程42
2．3　電驅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)匹配任務和目標47
2．3．2　電機參數(shù)匹配設計47
2．3．3　電池參數(shù)匹配設計49
2．3．4　傳動系參數(shù)匹配設計51
2．4　電驅動特種車輛主要尺寸及質量參數(shù)確定51
2．4．1　主要質量參數(shù)的確定51
2．4．2　主要尺寸參數(shù)的確定53
2．5　電驅動特種車輛輪胎確定54
2．5．1　特種車輛對輪胎的技術要求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　電驅動特種車輛模塊化通用構型設計59
2．6．1　模塊化設計的定義59
2．6．2　裝配設計原則與非模塊化設計的缺點60
2．6．3　電驅動特種車輛模塊化劃分60
2．6．4　電驅動特種車輛模塊創(chuàng)建方法和流程62
2．7　電驅動特種車輛動力學校核63
2．7．1　車輛動力學模型V&V 流程63
2．7．2　車輛動力學模型驗證工況或場景64
2．7．3　車輛動力學模型V&V 指標體系65
2．7．4　車輛動力學模型質量評估67
2．8　電驅動特種車輛整車安全性67
2．8．1　整車側翻安全性68
2．8．2　整車高壓安全性69
第3章 電驅動特種車輛智能動力驅動系統(tǒng)　71
3．1　電動車輛動力驅動系統(tǒng)概述71
3．2　電驅動特種車輛動力系統(tǒng)方案分析與總體設計72
3．3　電機驅動系統(tǒng)75
3．3．1　電動汽車電機分類及特點75
3．3．2　輪邊電機驅動系統(tǒng)78
3．3．3　輪轂電機驅動系統(tǒng)79
3．3．4　軸電機驅動系統(tǒng)80
3．4　動力電池技術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85
3．6　分布式能量管理技術88
第4章 電驅動特種車輛制動系統(tǒng)　90
4．1　電驅動特種車輛制動系統(tǒng)設計要求90
4．2　機械制動系統(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)的總體設計99
4．3．1　制動驅動機構形式選擇99
4．3．2　制動過程的動力學參數(shù)計算101
4．3．3　制動系統(tǒng)的結構及零部件設計102
4．3．4　應急制動和駐車制動所需的制動力矩106
4．4　電機反拖制動系統(tǒng)設計107
4．4．1　系統(tǒng)控制策略107
4．4．2　機電混合制動控制策略108
4．5　防抱死制動系統(tǒng)設計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)學模型112
4．5．4　汽車ABS 的Simulink 模型112
第5章 電驅動特種車輛轉向系統(tǒng)　114
5．1　電動汽車轉向系統(tǒng)概述114
5．1．1　機械式轉向系統(tǒng)116
5．1．2　全液壓轉向系統(tǒng)116
5．1．3　電控液壓轉向系統(tǒng)117
5．1．4　電動助力轉向系統(tǒng)118
5．1．5　線控轉向系統(tǒng)118
5．2　轉向系統(tǒng)的組成與主要性能參數(shù)118
5．2．1　轉向系統(tǒng)的組成118
5．2．2　轉向系統(tǒng)的主要性能參數(shù)120
5．3　機械轉向系統(tǒng)的設計計算123
5．3．1　機械轉向器方案分析123
5．3．2　機械轉向器設計方法126
5．3．3　轉向器零件強度計算129
5．4　液壓式動力轉向機構設計計算129
5．4．1　動力轉向機構布置方案129
5．4．2　前橋轉向助力系統(tǒng)方案130
5．4．3　電控后橋主動轉向系統(tǒng)方案131
5．4．4　液壓式動力轉向機構計算132
5．4．5　油泵的計算與選型134
5．4．6　油箱與油管的計算與選型134
5．4．7　閥類元件的設計及選型135
5．4．8　回位彈簧的預緊力和反作用閥直徑的確定137
5．4．9　電控動力轉向系統(tǒng)所用傳感器的選擇137
5．5　轉向角匹配138
5．6　電機差矩轉向系統(tǒng)139
第6章 電驅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　電驅動特種車輛車架設計技術149
6．2．1　車架結構設計149
6．2．2　車架縱梁設計150
6．2．3　車架結構載荷校核151
6．3　電驅動特種車輛懸架彈性元件設計153
6．3．1　懸架系統(tǒng)153
6．3．2　油氣彈簧懸架設計154
6．3．3　螺旋彈簧懸架設計155
6．3．4　空氣彈簧懸架設計157
6．3．5　扭桿彈簧懸架設計158
6．4　電驅動特種車輛懸架導向機構設計160
6．4．1　前輪獨立懸架導向機構設計要求160
6．4．2　后輪獨立懸架導向機構設計要求160
6．4．3　縱向平面內上下橫臂軸布置方案160
6．4．4　橫向平面內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 電驅動特種車輛駕駛室　163
7．1　駕駛室總體設計概述163
7．1．1　座椅位置設計163
7．1．2　駕駛空間165
7．1．3　駕駛室的功能166
7．1．4　駕駛室兩種總體設計方案166
7．2　人機工程設計169
7．2．1　座椅設計169
7．2．2　乘員操作方便性169
7．2．3　車輛視野170
7．3　環(huán)境控制設計170
7．3．1　車內氣候控制系統(tǒng)170
7．3．2　座椅自動記憶調節(jié)系統(tǒng)173
7．3．3　駕駛員視覺系統(tǒng)176
7．4　電磁屏蔽設計178
7．5　結構防護設計180
第8章 電驅動特種車輛電氣系統(tǒng)　184
8．1　電驅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、PTC 加熱器及高壓線束195
8．2　電驅動特種車輛低壓配電系統(tǒng)198
8．2．1　點火開關及搭鐵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　空調控制系統(tǒng)208
8．2．5　其他輔助控制系統(tǒng)211
第9章 電驅動特種車輛整車控制系統(tǒng)　213
9．1　電驅動特種車輛整車電子控制系統(tǒng)概述213
9．1．1　電驅動特種車輛整車電子控制系統(tǒng)213
9．1．2　電驅動特種車輛底盤電子控制系統(tǒng)215
9．1．3　電驅動特種車輛安全控制系統(tǒng)220
9．1．4　電驅動特種車輛信息電子控制系統(tǒng)220
9．2　CAN 總線在電驅動特種車輛上的應用221
9．2．1　車載網(wǎng)絡總線概述221
9．2．2　CAN 總線的應用和CAN_ FD 總線222
9．3　電驅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　電驅動特種車輛的故障診斷231
9．4．2　電驅動特種車輛故障診斷的基本流程235
第10章 電驅動特種車輛性能試驗分析　237
10．1　車輛基本性能計算237
10．1．1　動力性237
10．1．2　經濟性238
10．2　車輛使用性能仿真239
10．3　關鍵單機/分系統(tǒng)性能試驗240
10．3．1　動力電池試驗242
10．3．2　驅動電機系統(tǒng)試驗250
10．4　電驅動特種車輛總裝集成性能驗證試驗259
10．4．1　動力性能試驗260
10．4．2　轉向系統(tǒng)試驗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　274