本書(shū)主要介紹電動(dòng)汽車一體化動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù),即純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布置形式,根據(jù)電機(jī)外特性、整車的參數(shù)、性能設(shè)計(jì)要求,選擇電機(jī)集成變速器的驅(qū)動(dòng)形式,完成對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和變速器的擋位數(shù)、速比進(jìn)行匹配計(jì)算。全書(shū)內(nèi)容包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)與變速器參數(shù)匹配、電機(jī)選型設(shè)計(jì)、變速器設(shè)計(jì)、動(dòng)力總成耦合控制方法、動(dòng)力總成擋位集成控制換擋規(guī)律的制定方法及換擋過(guò)程的要求和優(yōu)化技術(shù)等。
本書(shū)內(nèi)容深入淺出,結(jié)合實(shí)際,便于讀者學(xué)習(xí),可供科研單位、工廠及有關(guān)工程技術(shù)人員參考使用,也可作為汽車工程類院校本科生和研究生的專業(yè)教學(xué)參考書(shū)。
田晉躍，江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院車輛工程系，教授，1982 年2 月至1999 年4 月,在機(jī)械工業(yè)部天津工程機(jī)械研究所路面機(jī)械研究室，高 級(jí)工程師；液力機(jī)械傳動(dòng)研究室副主任，高 級(jí)工程師。
1999 年5 月調(diào)入江蘇大學(xué)工程機(jī)械研究所,任所長(zhǎng)，教授。兼任中國(guó)工程機(jī)械學(xué)會(huì)理事、中國(guó)工程機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)分會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)公路學(xué)會(huì)筑路機(jī)械分會(huì)理事、江蘇公路學(xué)會(huì)筑路機(jī)械委員會(huì)副主任，《中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)》和《工程機(jī)械與維修》雜志編委。
多年來(lái),完成30 項(xiàng)科研項(xiàng)目,其中9 項(xiàng)為國(guó)家及機(jī)械部項(xiàng)目，修定、制定4 項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主管完成科研項(xiàng)目15 項(xiàng),共有6 項(xiàng)獲國(guó)家、部省及局級(jí)科技獎(jiǎng),并在各類行業(yè)期刊上發(fā)表了60多篇論文。
現(xiàn)從事工程機(jī)械模塊教學(xué)與科研工作。重點(diǎn)研究機(jī)電液一體化控制車輛，實(shí)現(xiàn)行走工程車輛裝備的復(fù)合作業(yè)，研究行走工程車輛裝備及其控制操縱系統(tǒng)，使行走工程車輛裝備達(dá)到節(jié)能、高效、操作簡(jiǎn)便、舒適的技術(shù)水平。
第1章 緒論 001
1.1 一體化動(dòng)力傳動(dòng)總成的基本結(jié)構(gòu) 003
1.1.1 動(dòng)力傳動(dòng)總成的基本分類 003
1.1.2 純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)基本方案 005
1.2 電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)總成的技術(shù)特征 007
1.2.1 電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)總成性能指標(biāo) 007
1.2.2 電動(dòng)汽車一體化動(dòng)力傳動(dòng)的控制思想 008
1.2.3 電動(dòng)汽車一體化動(dòng)力傳動(dòng)的控制方式 009
1.3 電動(dòng)汽車一體化動(dòng)力傳動(dòng)的應(yīng)用案例 010
第2章 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng) 015
2.1 直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 016
2.1.1 直流電機(jī)的工作原理 016
2.1.2 直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)方程與特性分析 018
2.1.3 直流電機(jī)的調(diào)速方法 021
2.1.4 直流電機(jī)的脈寬調(diào)制控制 023
2.1.5 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制 024
2.1.6 直流電機(jī)的特點(diǎn) 025
2.2 交流感應(yīng)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 025
2.2.1 交流感應(yīng)電機(jī)的工作原理 026
2.2.2 交流感應(yīng)電機(jī)的特性分析 027
2.2.3 交流感應(yīng)電機(jī)的矢量控制 028
2.2.4 交流感應(yīng)電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 029
2.3 永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 029
2.3.1 永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 029
2.3.2 永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 033
2.4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 036
2.4.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 036
2.4.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制 038
2.4.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 039
2.5 功率轉(zhuǎn)換器 040
第3章 驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)選型基礎(chǔ) 043
3.1 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本結(jié)構(gòu) 044
3.1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本要求和組成 044
3.1.2 直流電機(jī)及其控制系統(tǒng) 047
3.1.3 交流三相感應(yīng)電機(jī)及其控制系統(tǒng) 049
3.1.4 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 050
3.1.5 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)及其控制系統(tǒng) 052
3.2 永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì) 053
3.2.1 電機(jī)主要尺寸的計(jì)算 053
3.2.2 極槽配合的選取 055
3.3 永磁同步電機(jī)定子的設(shè)計(jì) 056
3.3.1 鐵芯材料的選取 056
3.3.2 電機(jī)定子齒槽設(shè)計(jì) 057
3.3.3 電機(jī)定子繞組方案 058
3.4 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì) 059
3.4.1 電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 059
3.4.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 061
3.5 永磁同步電機(jī)特性參數(shù)的分析 063
第4章 電動(dòng)汽車傳動(dòng)裝置優(yōu)化設(shè)計(jì) 065
4.1 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 066
4.1.1 齒輪傳動(dòng)目標(biāo)函數(shù)的確定 066
4.1.2 齒輪箱設(shè)計(jì)變量的確定 068
4.1.3 齒輪箱約束條件的確定 068
4.2 行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 069
4.2.1 行星輪系中各輪齒數(shù)的確定 070
4.2.2 行星輪系的均衡裝置 073
4.2.3 行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 074
4.3 離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理 076
4.3.1 離合器的作用 076
4.3.2 離合器的分類 077
4.4 齒輪箱體輕量化 080
4.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 081
4.4.2 齒輪箱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化流程 082
第5章 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配 085
5.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)方案分析 086
5.1.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 086
5.1.2 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方案 087
5.1.3 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇 088
5.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)與變速器參數(shù)匹配 090
5.2.1 純電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)要求 090
5.2.2 電機(jī)參數(shù)匹配 091
5.2.3 變速器參數(shù)匹配 093
5.3 電驅(qū)動(dòng)橋的匹配實(shí)例 097
5.3.1 電動(dòng)工程車輛電驅(qū)動(dòng)橋匹配 098
5.3.2 電驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)分析 100
第6章 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)仿真 102
6.1 系統(tǒng)模型的建立 103
6.1.1 駕駛員模型 104
6.1.2 循環(huán)工況輸入模型 104
6.1.3 電機(jī)模型 104
6.1.4 電池模型 106
6.1.5 逆變器模型 108
6.1.6 變速器模型 108
6.1.7 整車動(dòng)力學(xué)模型 109
6.1.8 控制器模型 112
6.2 仿真分析 118
6.2.1 加速時(shí)間仿真 118
6.2.2 最高車速仿真 118
6.2.3 最大爬坡度仿真 118
6.2.4 續(xù)駛里程仿真 118
6.2.5 柔性換擋仿真 120
第7章 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)換擋規(guī)律 125
7.1 一體化控制流程 126
7.2 加速踏板的響應(yīng)和控制 127
7.3 變速器的換擋規(guī)律 127
7.3.1 最佳動(dòng)力性換擋規(guī)律 128
7.3.2 最佳經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律 130
7.3.3 組合型換擋控制策略 131
7.4 優(yōu)化的柔性換擋控制策略 132
第8章 雙電機(jī)動(dòng)力總成耦合控制 138
8.1 純電動(dòng)汽車能耗分析 139
8.2 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分析 140
8.2.1 獨(dú)立驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分析 140
8.2.2 耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分析 141
8.2.3 雙電機(jī)耦合結(jié)構(gòu)節(jié)能優(yōu)勢(shì)分析 143
8.3 基于行星耦合系統(tǒng)的新型雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu) 145
8.3.1 電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式 146
8.3.2 電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式 147
8.4 雙電機(jī)動(dòng)力耦合系統(tǒng)控制策略 149
8.4.1 動(dòng)力系統(tǒng)控制架構(gòu)的分析 149
8.4.2 能量管理模塊 152
8.5 基于能效的參數(shù)優(yōu)化 155
8.5.1 遺傳算法 155
8.5.2 電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化 156
8.5.3 基于遺傳算法模型求解 159
第9章 無(wú)離合兩擋AMT 控制的優(yōu)化 162
9.1 無(wú)離合器的兩擋AMT 工作原理 163
9.1.1 兩擋AMT 結(jié)構(gòu) 163
9.1.2 兩擋AMT 換擋結(jié)構(gòu) 163
9.2 兩擋AMT 換擋過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型 165
9.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩清零階段 165
9.2.2 換擋電機(jī)摘擋階段 166
9.2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)主動(dòng)調(diào)速階段 167
9.2.4 接合套向同步環(huán)運(yùn)動(dòng)階段 167
9.2.5 接合套與同步環(huán)向目標(biāo)擋位齒圈運(yùn)動(dòng)階段 167
9.2.6 同步環(huán)開(kāi)始同步階段 168
9.2.7 同步環(huán)完全同步階段 168
9.2.8 換擋電機(jī)掛擋階段 169
9.2.9 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)階段 169
9.3 換擋過(guò)程控制策略 170
9.4 換擋過(guò)程評(píng)價(jià)指標(biāo) 171
9.4.1 換擋時(shí)間指標(biāo) 171
9.4.2 沖擊度指標(biāo) 172
9.4.3 滑摩功指標(biāo) 172
9.5 換擋過(guò)程品質(zhì)優(yōu)化 172
9.5.1 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 172
9.5.2 PSO 算法目標(biāo)轉(zhuǎn)矩尋優(yōu)過(guò)程 173
9.5.3 尋優(yōu)結(jié)果與分析 174
第10章 動(dòng)力傳動(dòng)總成散熱技術(shù) 177
10.1 電動(dòng)汽車用電機(jī)冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介 178
10.2 流動(dòng)與傳熱基本理論 179
10.2.1 流動(dòng)湍流模型 179
10.2.2 流體傳熱學(xué)分析 181
10.3 電機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱分析 183
10.3.1 冷卻系統(tǒng)組成 183
10.3.2 電機(jī)熱源分析 183
10.4 齒輪箱發(fā)熱分析 186
10.4.1 齒輪嚙合摩擦功率損失 187
10.4.2 風(fēng)阻功率損失 189
10.4.3 攪油功率損失 189
10.4.4 滾動(dòng)軸承摩擦功率損失 190
10.4.5 齒輪箱熱平衡 191
參考文獻(xiàn) 193
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