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純電動汽車與混合動力電動汽車已在國際市場得到廣泛認可與接受? 然而?盡管化石燃料帶來的全球變暖問題得到日益關注? 純電動汽車與混合動力電動汽車仍不足以與傳統(tǒng)車輛相抗衡? 其部分原因來自傳統(tǒng)車輛的低成本和燃料的豐富性? 純電動汽車和混合動力電動汽車只有在提供更好、更適合產(chǎn)品能力時才可能主導汽車市場? 例如? 由于傳統(tǒng)汽車的價格仍相對昂貴? 因此低成本電動汽車可能在發(fā)展中國家中占主導地位? 而對于發(fā)達國家? 將全尺寸發(fā)動機與小型電動機/發(fā)電機混合? 從而實現(xiàn)整車性能、燃料經(jīng)濟性、排放和成本的優(yōu)化? 這一方案可能具有優(yōu)勢?
原書第３ 版通過引入適當?shù)募夹g和設計方法來實現(xiàn)上述目標? 此外? 本版本受益于之前版本讀者、學生和學術研究人員提供的多項建議? 在此表示感謝?
內(nèi)燃機汽車的發(fā)展是現(xiàn)代工業(yè)技術的最大成就之一? 然而? 高度發(fā)展的汽車工業(yè)和持續(xù)規(guī)模應用已經(jīng)引發(fā)了嚴重的環(huán)境和資源問題? 空氣質(zhì)量惡化和全球變暖成為現(xiàn)代生活的威脅? 日益嚴格的排放和油耗標準正在促進安全、清潔、高效車輛的迅猛發(fā)展? 當前? 人們普遍認為純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車技術的應用是可預見的未來內(nèi)最有前途的車輛解決方案?
為應對這一挑戰(zhàn)? 世界各地越來越多的工程學院已在本科和研究生培養(yǎng)中設立了先進能源和車輛技術的相關課程? １９９８ 年? 本書作者為得克薩斯農(nóng)工大學機械和電氣工程專業(yè)的學生首次開設了先進車輛技術純電動和混合動力電動汽車設計方法 課程? 在準備課程時? 作者發(fā)現(xiàn)雖然在技術文獻和報告中已有豐富信息? 但仍缺乏可供學生和教授使用的更嚴謹、綜合的教科書? 此外? 工程師
們也需要一本系統(tǒng)的參考書來充分理解這項新技術的基本要素? 原書第１ 版可填補這一需求? 當前版本相較以前版本引入了新主題? 并介紹了更深層次的分析方法?
本書論述了傳統(tǒng)內(nèi)燃機( Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｓ? ＩＣＥ) 汽車、純電動汽車(Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＥＶ)、混合動力電動汽車( Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＨＥＶ)和燃料電池電動汽車(Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ? ＦＣＶ) 的基本原理、理論基礎和設計方法? 基于數(shù)學原理? 嚴謹描述了各種典型車輛的性能特征、配置、控制策略、設計方法、建模和仿真相關內(nèi)容? 本書還涉及傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的傳動系統(tǒng)? 純電動汽車和混合動力電動汽車構造、電驅(qū)動系統(tǒng)? 各類混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的設計方法、能量儲存系統(tǒng)、再生制動、燃料電池及其在車輛中的應用? 以及燃料電池混
合動力驅(qū)動系統(tǒng)設計? 本書強調(diào)從系統(tǒng)角度考慮驅(qū)動系統(tǒng)? 而不僅局限于單獨部件的分析? 通過數(shù)學推導逐步展開設計方法? 并給出仿真設計實例?
具體而言? 第３ 版中包含了前兩版中內(nèi)容的多處修正和更新? 并增加了新的四章和附錄? 即第４ 章: 車輛變速器? 第１８ 章: 具有最優(yōu)混動比的全尺寸發(fā)動機混合動力電動汽車設計? 第１９ 章: 動力總成系統(tǒng)優(yōu)化? 第２０ 章: 多目標優(yōu)化工具箱用戶指南? 以及附錄: 豐田普銳斯技術概述? 此外? 原有章節(jié)還引入了大量新的材料? 使得第３ 版內(nèi)容更為完善且對讀者更為有益?
全書由２０ 章和附錄構成? 第１ 章將討論現(xiàn)代運輸?shù)纳鐣�及環(huán)境重要性? 以及伴隨而來的空氣污染、全球變暖和石油枯竭問題? 并分析未來車輛技術發(fā)展對石油供應的影響? 其結果將有益于下一代車輛發(fā)展戰(zhàn)略的制定? 此外? 還將簡要回顧純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的發(fā)展歷程?
第２ 章將給出關于車輛性能、動力裝置特性和傳動特性的基本概念? 并引入用于描述車輛性能的數(shù)學公式? 本章主要為車輛驅(qū)動系統(tǒng)設計提供必要的基本知識?作為對第１ 版的補充與完善? 加強了關于制動系統(tǒng)及其設計和性能描述的內(nèi)容? 從而為純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的混合制動系統(tǒng)設計提供更堅實的基礎?
第３ 章將介紹不同類型熱機的主要運行特性? 在傳統(tǒng)動力總成和混合動力總成中? 發(fā)動機作為主動力源是最重要的子系統(tǒng)? 對傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車的設計和控制而言? 必須充分理解發(fā)動機特性?
第４ 章將介紹傳統(tǒng)汽車和混合動力電動汽車的變速器? 提出并分析多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代的變速器系統(tǒng)?
第５ 章將介紹純電動汽車? 主要包括電驅(qū)動系統(tǒng)及其儲能裝置的設計、牽引電動機的設計和傳動裝置的設計、車輛性能的預測和系統(tǒng)仿真結果?
第６ 章將建立混合動力牽引的基本概念? 隨后討論混合動力電動汽車的各種配置方式? 包括串聯(lián)混合動力、并聯(lián)混合動力、轉矩耦合和轉速耦合混合動力等類型? 并給出這些配置的主要工作特性?第７ 章將介紹幾種電驅(qū)動裝置? 包括直流電動機、交流電動機、永磁無刷直流電動機和開關磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)? 從牽引系統(tǒng)的角度出發(fā)? 論述其基本結構、工作原理以及控制和操作特性?第８ 章將給出串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的設計方法? 包括發(fā)動機和儲能系統(tǒng)、牽引電動機、變速器、控制策略和功率變換器的系統(tǒng)導向設計方法? 并給出設計實例? 作為對第１ 版的完善與補充? 增加了關于多種功率轉換器的內(nèi)容?第９ 章將給出并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的設計方法? 包括驅(qū)動模式和分析、控制策略、主要部件(如發(fā)動機、儲能裝置和傳動裝置) 的設計? 以及車輛性能仿真模擬? 在之前基礎上? 增加了受約束的發(fā)動機起停控制策略、模糊邏輯控制策略和基于動態(tài)規(guī)劃的控制優(yōu)化的相關內(nèi)容?第１０ 章將介紹混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系的運行特性、設計方法和控制策略? 該章為第２ 版的新增內(nèi)容?第１１ 章將介紹插電式混合動力汽車的設計和控制原理? 主要講述驅(qū)動系相關的控制策略、儲能設計和電機設計部分? 該章為第２ 版的新增內(nèi)容?第１２ 章將介紹輕度混合動力驅(qū)動系的設計方法? 其中包括并聯(lián)式轉矩耦合和混聯(lián)式轉矩－ 轉速耦合兩種方式? 該章著重描述工作過程分析、控制系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)仿真?第１３ 章將介紹電池、超級電容器和飛輪等多種儲能技術? 該章著重討論儲能裝置的功率和能量容量? 此外還引入混合儲能概念?第１４ 章將闡述混合制動系統(tǒng)的設計和控制原理? 其中制動安全性和制動能量回收是主要關注點? 該章將討論在典型循環(huán)工況下與車速和制動功率相關的可用制動能量特性? 分析保證車輛制動安全情況下的前后輪制動力分配策略? 闡明如何在機械制動和回饋制動間實現(xiàn)總制動力的分配? 并引入兩種先進混合制動系統(tǒng)及其控制策略? 該章基于作者近期研究工作進行了重新撰寫?第１５ 章將描述不同種類的燃料電池系統(tǒng)? 主要關注它們的運行原理、特性、應用技術及燃料供給? 也將闡明燃料電池系統(tǒng)的車載應用?第１６ 章將介紹燃料電池混合動力驅(qū)動系的設計? 該章首先建立燃料電池混合動力汽車的概念? 隨后分析其工作原理和驅(qū)動控制系統(tǒng)? 最后圍繞燃料電池系統(tǒng)設計、電驅(qū)動系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)設計闡述相關設計方法? 并給出一個設計實例及其性能仿真結果?第１７ 章將闡述越野履帶式串聯(lián)混合動力汽車的設計方法? 重點介紹軟地面上的運動阻力計算、牽引電動機系統(tǒng)設計、發(fā)動機/ 發(fā)電機系統(tǒng)設計和峰值電源系統(tǒng)設計?第１８ 章、第１９ 章和第２０ 章是第３ 版的新增內(nèi)容? 內(nèi)容包括新型全尺寸發(fā)動機最佳混合動力汽車設計理念、動力總成系統(tǒng)優(yōu)化及相關軟件介紹?本版的附錄內(nèi)容為豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)的概述? 目的是為讀者提供商用混合動力的動力總成其結構、工作模式和控制系統(tǒng)等方面的相關實例?本書適用于研究生或高年級本科生的先進車輛相關課程? 其配套軟件在原書(英文版) 的ＣＲＣ 出版社網(wǎng)站上發(fā)布: ｗｗｗ? ｃｒｃｐｒｅｓｓ? ｃｏｍ/９７８１４９８７６１７７２? 取決于不同學科學生(如機械或電氣工程等) 的專業(yè)背景? 授課教師可靈活選擇其中的適用部分?原書英文版在得克薩斯農(nóng)工大學用于研究生課程教學已有２０ 年時間? 基于課程中學生的評論和反饋? 本書手稿已多次修訂? 在此感謝學生們的幫助?本書也適用于汽車相關工業(yè)的工程師、學生、研究人員以及政府和學術界的專業(yè)人士? 可作為現(xiàn)代汽車體系的綜合參考書?除明確的他人工作外? 書中許多應用技術和研究進展是作者和美國得克薩斯農(nóng)工大學先進車輛系統(tǒng)研究項目的其他成員多年研究成果的匯集? 在此感謝美國得克薩斯農(nóng)工大學先進車輛系統(tǒng)研究組? 以及電力電子和電機驅(qū)動研究組的全體成員? 他們?yōu)楸緯�做出了很大貢獻?我們也衷心感謝泰勒－ 弗朗西斯出版集團( Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｆｒａｎｃｉｓ Ｇｒｏｕｐ) 工作人員? 特別是諾雷?科諾卡(Ｎｏｒａ Ｋｏｎｏｐｋａ) 女士的努力和幫助? 最后但同樣重要的是? 我們感謝家人們在本書長期努力寫作過程中給予的理解和支持?