電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛技術(shù)

第1章 緒論　1
1．1　電動(dòng)汽車(chē)的定義與分類(lèi)1
1．1．1　純電動(dòng)汽車(chē)1
1．1．2　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2
1．1．3　插電式混合動(dòng)力汽車(chē)6
1．1．4　增程式混合動(dòng)力汽車(chē)7
1．1．5　燃料電池電動(dòng)汽車(chē)9
1．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛結(jié)構(gòu)10
1．2．1　電源系統(tǒng)11
1．2．2　驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)12
1．2．3　整車(chē)控制器12
1．2．4　輔助系統(tǒng)13
1．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛關(guān)鍵技術(shù)13
1．3．1　電池技術(shù)13
1．3．2　電機(jī)技術(shù)15
1．3．3　控制器技術(shù)18
1．4　特種車(chē)輛電驅(qū)化發(fā)展趨勢(shì)20
1．4．1　特種車(chē)輛電驅(qū)化的預(yù)期效益20
1．4．2　特種車(chē)輛電驅(qū)化的軍事應(yīng)用趨勢(shì)21
第2章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛總體設(shè)計(jì)　23
2．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛基本設(shè)計(jì)方法23
2．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛性能指標(biāo)確定24
2．2．1　動(dòng)力性24
2．2．2　通過(guò)性25
2．2．3　平順性26
2．2．4　安全性26
2．2．5　通用質(zhì)量特性32
2．2．6　電磁兼容性40
2．2．7　人機(jī)工程42
2．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)方案確定46
2．3．1　動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配任務(wù)和目標(biāo)47
2．3．2　電機(jī)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)47
2．3．3　電池參數(shù)匹配設(shè)計(jì)49
2．3．4　傳動(dòng)系參數(shù)匹配設(shè)計(jì)51
2．4　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛主要尺寸及質(zhì)量參數(shù)確定51
2．4．1　主要質(zhì)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(qū)動(dòng)特種車(chē)輛輪胎確定54
2．5．1　特種車(chē)輛對(duì)輪胎的技術(shù)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(qū)動(dòng)特種車(chē)輛模塊化通用構(gòu)型設(shè)計(jì)59
2．6．1　模塊化設(shè)計(jì)的定義59
2．6．2　裝配設(shè)計(jì)原則與非模塊化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)60
2．6．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛模塊化劃分60
2．6．4　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛模塊創(chuàng)建方法和流程62
2．7　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛動(dòng)力學(xué)校核63
2．7．1　車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型V&V 流程63
2．7．2　車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證工況或場(chǎng)景64
2．7．3　車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型V&V 指標(biāo)體系65
2．7．4　車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型質(zhì)量評(píng)估67
2．8　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛整車(chē)安全性67
2．8．1　整車(chē)側(cè)翻安全性68
2．8．2　整車(chē)高壓安全性69
第3章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛智能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　71
3．1　電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述71
3．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)方案分析與總體設(shè)計(jì)72
3．3　電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)75
3．3．1　電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)75
3．3．2　輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)78
3．3．3　輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)79
3．3．4　軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)80
3．4　動(dòng)力電池技術(shù)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(dòng)力單元技術(shù)85
3．6　分布式能量管理技術(shù)88
第4章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)　90
4．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求90
4．2　機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)92
4．2．1　制動(dòng)器效能92
4．2．2　鼓式制動(dòng)器92
4．2．3　盤(pán)式制動(dòng)器97
4．3　制動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)99
4．3．1　制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形式選擇99
4．3．2　制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算101
4．3．3　制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)102
4．3．4　應(yīng)急制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩106
4．4　電機(jī)反拖制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)107
4．4．1　系統(tǒng)控制策略107
4．4．2　機(jī)電混合制動(dòng)控制策略108
4．5　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)控制過(guò)程110
4．5．3　汽車(chē)ABS 的數(shù)學(xué)模型112
4．5．4　汽車(chē)ABS 的Simulink 模型112
第5章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)　114
5．1　電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述114
5．1．1　機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)116
5．1．2　全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)116
5．1．3　電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)117
5．1．4　電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)118
5．1．5　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)118
5．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與主要性能參數(shù)118
5．2．1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成118
5．2．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能參數(shù)120
5．3　機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算123
5．3．1　機(jī)械轉(zhuǎn)向器方案分析123
5．3．2　機(jī)械轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)方法126
5．3．3　轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算129
5．4　液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算129
5．4．1　動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案129
5．4．2　前橋轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)方案130
5．4．3　電控后橋主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案131
5．4．4　液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)計(jì)算132
5．4．5　油泵的計(jì)算與選型134
5．4．6　油箱與油管的計(jì)算與選型134
5．4．7　閥類(lèi)元件的設(shè)計(jì)及選型135
5．4．8　回位彈簧的預(yù)緊力和反作用閥直徑的確定137
5．4．9　電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所用傳感器的選擇137
5．5　轉(zhuǎn)向角匹配138
5．6　電機(jī)差矩轉(zhuǎn)向系統(tǒng)139
第6章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛車(chē)架及懸架系統(tǒng)　141
6．1　特種車(chē)輛車(chē)架及懸架系統(tǒng)概述141
6．1．1　車(chē)架方案分析141
6．1．2　懸架方案分析143
6．1．3　懸架對(duì)汽車(chē)主要性能影響的分析144
6．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛車(chē)架設(shè)計(jì)技術(shù)149
6．2．1　車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)149
6．2．2　車(chē)架縱梁設(shè)計(jì)150
6．2．3　車(chē)架結(jié)構(gòu)載荷校核151
6．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛懸架彈性元件設(shè)計(jì)153
6．3．1　懸架系統(tǒng)153
6．3．2　油氣彈簧懸架設(shè)計(jì)154
6．3．3　螺旋彈簧懸架設(shè)計(jì)155
6．3．4　空氣彈簧懸架設(shè)計(jì)157
6．3．5　扭桿彈簧懸架設(shè)計(jì)158
6．4　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)160
6．4．1　前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求160
6．4．2　后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求160
6．4．3　縱向平面內(nèi)上下橫臂軸布置方案160
6．4．4　橫向平面內(nèi)上下橫臂的布置方案161
6．4．5　上下橫臂長(zhǎng)度的確定162
第7章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛駕駛室　163
7．1　駕駛室總體設(shè)計(jì)概述163
7．1．1　座椅位置設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案166
7．2　人機(jī)工程設(shè)計(jì)169
7．2．1　座椅設(shè)計(jì)169
7．2．2　乘員操作方便性169
7．2．3　車(chē)輛視野170
7．3　環(huán)境控制設(shè)計(jì)170
7．3．1　車(chē)內(nèi)氣候控制系統(tǒng)170
7．3．2　座椅自動(dòng)記憶調(diào)節(jié)系統(tǒng)173
7．3．3　駕駛員視覺(jué)系統(tǒng)176
7．4　電磁屏蔽設(shè)計(jì)178
7．5　結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)180
第8章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛電氣系統(tǒng)　184
8．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)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(jī)控制器189
8．1．3　高壓配電盒與車(chē)載充電器193
8．1．4　電動(dòng)壓縮機(jī)、PTC 加熱器及高壓線束195
8．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛低壓配電系統(tǒng)198
8．2．1　點(diǎn)火開(kāi)關(guān)及搭鐵198
8．2．2　車(chē)身控制模塊204
8．2．3　照明與信號(hào)系統(tǒng)205
8．2．4　空調(diào)控制系統(tǒng)208
8．2．5　其他輔助控制系統(tǒng)211
第9章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛整車(chē)控制系統(tǒng)　213
9．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛整車(chē)電子控制系統(tǒng)概述213
9．1．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛整車(chē)電子控制系統(tǒng)213
9．1．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛底盤(pán)電子控制系統(tǒng)215
9．1．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛安全控制系統(tǒng)220
9．1．4　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛信息電子控制系統(tǒng)220
9．2　CAN 總線在電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛上的應(yīng)用221
9．2．1　車(chē)載網(wǎng)絡(luò)總線概述221
9．2．2　CAN 總線的應(yīng)用和CAN_ FD 總線222
9．3　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛整車(chē)控制策略223
9．3．1　純電動(dòng)汽車(chē)能量管理控制策略223
9．3．2　混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理控制策略223
9．4　整車(chē)故障診斷功能231
9．4．1　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛的故障診斷231
9．4．2　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛故障診斷的基本流程235
第10章 電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛性能試驗(yàn)分析　237
10．1　車(chē)輛基本性能計(jì)算237
10．1．1　動(dòng)力性237
10．1．2　經(jīng)濟(jì)性238
10．2　車(chē)輛使用性能仿真239
10．3　關(guān)鍵單機(jī)/分系統(tǒng)性能試驗(yàn)240
10．3．1　動(dòng)力電池試驗(yàn)242
10．3．2　驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)250
10．4　電驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛總裝集成性能驗(yàn)證試驗(yàn)259
10．4．1　動(dòng)力性能試驗(yàn)260
10．4．2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)265
10．5　基于AVL Cruise 的整車(chē)性能仿真267
10．5．1　Cruise 軟件及仿真流程簡(jiǎn)介267
10．5．2　Cruise 常用模塊展示268
參考文獻(xiàn)　274