电驱动特种车辆技术

　　《电驱动特种车辆技术》结合作者在特种车辆设计开发与实验等方面积累的多年研究成果及新能源车辆最新研究进展，介绍了电驱动特种车辆的总体设计思路、方法与技术要求；结合动力电池技术、电机驱动系统、智能动力单元和分布式能量管理技术，讲解了电驱动特种车辆的智能动力驱动系统、电驱动特种车辆电机反拖制动和防抱死制动系统，以及电驱动特种车辆电动助力转向系统、车架及悬架系统、驾驶室、电气系统和整车控制系统，并基于AVL Cruise对整车的性能进行仿真实验研究。本书可作为相关专业的教材或参考书，还可供从事新能源特种车辆开发、研究、制造、试验、生产、管理等单位和部门的工程技术人员参考。

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第1章 绪论　1
1．1　电动汽车的定义与分类1
1．1．1　纯电动汽车1
1．1．2　混合动力电动汽车2
1．1．3　插电式混合动力汽车6
1．1．4　增程式混合动力汽车7
1．1．5　燃料电池电动汽车9
1．2　电驱动特种车辆结构10
1．2．1　电源系统11
1．2．2　驱动电机系统12
1．2．3　整车控制器12
1．2．4　辅助系统13
1．3　电驱动特种车辆关键技术13
1．3．1　电池技术13
1．3．2　电机技术15
1．3．3　控制器技术18
1．4　特种车辆电驱化发展趋势20
1．4．1　特种车辆电驱化的预期效益20
1．4．2　特种车辆电驱化的军事应用趋势21
第2章 电驱动特种车辆总体设计　23
2．1　电驱动特种车辆基本设计方法23
2．2　电驱动特种车辆性能指标确定24
2．2．1　动力性24
2．2．2　通过性25
2．2．3　平顺性26
2．2．4　安全性26
2．2．5　通用质量特性32
2．2．6　电磁兼容性40
2．2．7　人机工程42
2．3　电驱动特种车辆动力系统方案确定46
2．3．1　动力系统参数匹配任务和目标47
2．3．2　电机参数匹配设计47
2．3．3　电池参数匹配设计49
2．3．4　传动系参数匹配设计51
2．4　电驱动特种车辆主要尺寸及质量参数确定51
2．4．1　主要质量参数的确定51
2．4．2　主要尺寸参数的确定53
2．5　电驱动特种车辆轮胎确定54
2．5．1　特种车辆对轮胎的技术要求54
2．5．2　轮胎参数的确定55
2．5．3　轮胎总体要求59
2．6　电驱动特种车辆模块化通用构型设计59
2．6．1　模块化设计的定义59
2．6．2　装配设计原则与非模块化设计的缺点60
2．6．3　电驱动特种车辆模块化划分60
2．6．4　电驱动特种车辆模块创建方法和流程62
2．7　电驱动特种车辆动力学校核63
2．7．1　车辆动力学模型V&V 流程63
2．7．2　车辆动力学模型验证工况或场景64
2．7．3　车辆动力学模型V&V 指标体系65
2．7．4　车辆动力学模型质量评估67
2．8　电驱动特种车辆整车安全性67
2．8．1　整车侧翻安全性68
2．8．2　整车高压安全性69
第3章 电驱动特种车辆智能动力驱动系统　71
3．1　电动车辆动力驱动系统概述71
3．2　电驱动特种车辆动力系统方案分析与总体设计72
3．3　电机驱动系统75
3．3．1　电动汽车电机分类及特点75
3．3．2　轮边电机驱动系统78
3．3．3　轮毂电机驱动系统79
3．3．4　轴电机驱动系统80
3．4　动力电池技术80
3．4．1　铅酸蓄电池80
3．4．2　锂离子电池82
3．4．3　镍氢电池83
3．4．4　钠硫电池84
3．5　智能动力单元技术85
3．6　分布式能量管理技术88
第4章 电驱动特种车辆制动系统　90
4．1　电驱动特种车辆制动系统设计要求90
4．2　机械制动系统92
4．2．1　制动器效能92
4．2．2　鼓式制动器92
4．2．3　盘式制动器97
4．3　制动系统的总体设计99
4．3．1　制动驱动机构形式选择99
4．3．2　制动过程的动力学参数计算101
4．3．3　制动系统的结构及零部件设计102
4．3．4　应急制动和驻车制动所需的制动力矩106
4．4　电机反拖制动系统设计107
4．4．1　系统控制策略107
4．4．2　机电混合制动控制策略108
4．5　防抱死制动系统设计109
4．5．1　防抱死系统概述109
4．5．2　ABS 基本原理和理想的制动控制过程110
4．5．3　汽车ABS 的数学模型112
4．5．4　汽车ABS 的Simulink 模型112
第5章 电驱动特种车辆转向系统　114
5．1　电动汽车转向系统概述114
5．1．1　机械式转向系统116
5．1．2　全液压转向系统116
5．1．3　电控液压转向系统117
5．1．4　电动助力转向系统118
5．1．5　线控转向系统118
5．2　转向系统的组成与主要性能参数118
5．2．1　转向系统的组成118
5．2．2　转向系统的主要性能参数120
5．3　机械转向系统的设计计算123
5．3．1　机械转向器方案分析123
5．3．2　机械转向器设计方法126
5．3．3　转向器零件强度计算129
5．4　液压式动力转向机构设计计算129
5．4．1　动力转向机构布置方案129
5．4．2　前桥转向助力系统方案130
5．4．3　电控后桥主动转向系统方案131
5．4．4　液压式动力转向机构计算132
5．4．5　油泵的计算与选型134
5．4．6　油箱与油管的计算与选型134
5．4．7　阀类元件的设计及选型135
5．4．8　回位弹簧的预紧力和反作用阀直径的确定137
5．4．9　电控动力转向系统所用传感器的选择137
5．5　转向角匹配138
5．6　电机差矩转向系统139
第6章 电驱动特种车辆车架及悬架系统　141
6．1　特种车辆车架及悬架系统概述141
6．1．1　车架方案分析141
6．1．2　悬架方案分析143
6．1．3　悬架对汽车主要性能影响的分析144
6．2　电驱动特种车辆车架设计技术149
6．2．1　车架结构设计149
6．2．2　车架纵梁设计150
6．2．3　车架结构载荷校核151
6．3　电驱动特种车辆悬架弹性元件设计153
6．3．1　悬架系统153
6．3．2　油气弹簧悬架设计154
6．3．3　螺旋弹簧悬架设计155
6．3．4　空气弹簧悬架设计157
6．3．5　扭杆弹簧悬架设计158
6．4　电驱动特种车辆悬架导向机构设计160
6．4．1　前轮独立悬架导向机构设计要求160
6．4．2　后轮独立悬架导向机构设计要求160
6．4．3　纵向平面内上下横臂轴布置方案160
6．4．4　横向平面内上下横臂的布置方案161
6．4．5　上下横臂长度的确定162
第7章 电驱动特种车辆驾驶室　163
7．1　驾驶室总体设计概述163
7．1．1　座椅位置设计163
7．1．2　驾驶空间165
7．1．3　驾驶室的功能166
7．1．4　驾驶室两种总体设计方案166
7．2　人机工程设计169
7．2．1　座椅设计169
7．2．2　乘员操作方便性169
7．2．3　车辆视野170
7．3　环境控制设计170
7．3．1　车内气候控制系统170
7．3．2　座椅自动记忆调节系统173
7．3．3　驾驶员视觉系统176
7．4　电磁屏蔽设计178
7．5　结构防护设计180
第8章 电驱动特种车辆电气系统　184
8．1　电驱动特种车辆高压配电系统184
8．1．1　电池管理系统184
8．1．2　电机控制器189
8．1．3　高压配电盒与车载充电器193
8．1．4　电动压缩机、PTC 加热器及高压线束195
8．2　电驱动特种车辆低压配电系统198
8．2．1　点火开关及搭铁198
8．2．2　车身控制模块204
8．2．3　照明与信号系统205
8．2．4　空调控制系统208
8．2．5　其他辅助控制系统211
第9章 电驱动特种车辆整车控制系统　213
9．1　电驱动特种车辆整车电子控制系统概述213
9．1．1　电驱动特种车辆整车电子控制系统213
9．1．2　电驱动特种车辆底盘电子控制系统215
9．1．3　电驱动特种车辆安全控制系统220
9．1．4　电驱动特种车辆信息电子控制系统220
9．2　CAN 总线在电驱动特种车辆上的应用221
9．2．1　车载网络总线概述221
9．2．2　CAN 总线的应用和CAN_ FD 总线222
9．3　电驱动特种车辆整车控制策略223
9．3．1　纯电动汽车能量管理控制策略223
9．3．2　混合动力汽车能量管理控制策略223
9．4　整车故障诊断功能231
9．4．1　电驱动特种车辆的故障诊断231
9．4．2　电驱动特种车辆故障诊断的基本流程235
第10章 电驱动特种车辆性能试验分析　237
10．1　车辆基本性能计算237
10．1．1　动力性237
10．1．2　经济性238
10．2　车辆使用性能仿真239
10．3　关键单机/分系统性能试验240
10．3．1　动力电池试验242
10．3．2　驱动电机系统试验250
10．4　电驱动特种车辆总装集成性能验证试验259
10．4．1　动力性能试验260
10．4．2　转向系统试验265
10．5　基于AVL Cruise 的整车性能仿真267
10．5．1　Cruise 软件及仿真流程简介267
10．5．2　Cruise 常用模块展示268
参考文献　274