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第一章 混合动力驱动系统1

1.1原理1

1.2工作模式2

1.2.1混合动力行驶2

1.2.2纯电动行驶模式3

1.2.3增压模式3

1.2.4发电机运行模式3

1.2.5再生制动3

1.3启动/停止功能4

1.4混合动力汽车的混合度5

1.4.1轻度混合动力驱动系统5

1.4.2全混合动力驱动系统5

1.4.3插电式混合动力驱动系统6

1.5驱动装置配置7

1.5.1串联式混合动力驱动系统7

1.5.2并联式混合动力驱动系统8

1.5.3功率分流式混合动力驱动系统11

1.5.4双模式混合动力驱动系统13

第二章 混合动力汽车的驱动系统14

2.1混合动力驱动控制系统14

2.2混合动力汽车的工作策略15

2.2.1减少NOx排放的工作策略15

2.2.2减少CO2排放的工作策略16

2.3运行点的优化17

2.3.1驱动力矩的分配17

2.3.2等效值的确定18

2.3.3电能产生策略20

2.4内燃机的设计20

2.4.1使用合适的内燃机20

2.4.2 Atkinson循环21

2.4.3小型化22

2.4.4排放和油耗方面的优化22

2.4.5对内燃机进行摩擦力优化22

第三章 再生制动系统23

再生制动的策略23

第四章 混合动力汽车的电力驱动系统27

4.1并联式混合动力汽车的驱动系统28

4.2 IMG驱动系统的电动机28

4.2.1要求28

4.2.2 IMG电动机的工作方式29

4.2.3定子29

4.2.4转子29

4.2.5转子轴承30

4.2.6定子外壳31

4.2.7 IMG电动机的冷却31

4.2.8转子位置传感器31

4.2.9分离离合器32

4.3混合动力驱动系统的控制单元33

4.3.1动力电子设备33

4.3.2绝缘栅双极晶体管开关组件34

4.3.3逆变器的机械结构34

4.3.4脉冲逆变器中的控制电子设备34

4.3.5逆变器中的控制软件35

4.4 12 V电源的直流/直流转换器36

4.5电力驱动装置的功能37

4.5.1扭矩和功率的定标37

4.5.2 IMG电力驱动装置的冷却38

第五章 混合动力汽车的汽车电路39

5.1带有启动/停止系统车辆的汽车电路39

能源管理40

5.2轻度混合动力汽车和全混合动力汽车的汽车电路41

5.2.1汽车高压电路41

5.2.2汽车低压电路44

5.3电池系统的结构44

5.4电池管理系统（BMS）46

5.4.1电池管理系统的任务46

5.4.2冷却46

5.4.3充电状态的平衡47

5.4.4充电策略48

5.5电能存储系统49

5.5.1镍氢电池49

5.5.2锂离子电池系统50

5.5.3锂聚合物电池51

第六章 用于车辆驱动的燃料电池52

6.1工作原理52

6.1.1聚合物电解质膜燃料电池的工作原理53

6.1.2用于汽车动力总成的燃料电池组54

6.2燃料电池混合动力汽车55

6.3燃料电池系统的运行56

6.3.1启动过程56

6.3.2车辆驱动57

6.3.3热管理系统58

6.3.4电驱动装置和汽车电网管理系统59

6.4燃料电池系统的组件60

6.4.1氢气-空气管理系统的组件60

6.4.2热管理系统的组件62

6.4.3电能管理系统的组件65

6.5用于汽车应用的氢气存储66

6.5.1要求66

6.5.2氢气存储器67

第七章 替代燃料69

7.1替代燃料在汽车中的应用69

7.1.1动机69

7.1.2标准69

7.1.3一级能源的来源和生产途径70

7.2用于柴油发动机的替代燃料72

7.2.1生物柴油72

7.2.2菜籽油74

7.2.3合成燃料75

7.2.4二甲基乙醚76

7.3适用于汽油发动机的替代燃料77

7.3.1天然气77

7.3.2液化石油气，汽车用液化石油气79

7.3.3生物乙醇79

7.3.4甲醇燃料82

7.3.5甲基叔丁基醚（MTBE），乙基叔丁基醚（ETBE）82

7.3.6氢83

7.4油井到车轮分析84

7.4.1油井到油箱84

7.4.2油箱到车轮86

7.4.3油井到车轮86

第八章 机动车变速器90

8.1动力总成中的变速器90

8.2对变速器的要求92

8.2.1舒适性92

8.2.2油耗92

8.2.3可行驶性92

8.2.4安装空间93

8.2.5制造成本93

8.3手动变速器93

8.3.1应用93

8.3.2结构93

8.3.3特性94

8.4自动换挡变速器94

8.4.1应用94

8.4.2结构和工作原理95

8.4.3特性95

8.4.4自动换挡变速器组件96

8.5双离合器变速器99

8.5.1应用99

8.5.2结构100

8.5.3工作原理100

8.5.4特性101

8.6自动变速器101

8.6.1应用101

8.6.2结构和工作原理101

8.6.3启动单元105

8.6.4变速器油105

8.6.5油泵106

8.6.6变扭器107

8.6.7多片式离合器108

8.6.8行星齿轮108

8.6.9驻车锁止装置110

8.7无级变速器110

8.7.1应用110

8.7.2结构114

8.7.3特性115

8.7.4无级变速器组件115

8.8环形变速器117

8.8.1应用117

8.8.2结构117

8.8.3特性118

第九章 电子变速器控制系统121

9.1动力传动管理系统121

9.2市场趋势122

9.2.1欧洲汽车制造商协会、日本汽车制造商协会和韩国汽车制造商协会122

9.2.2油耗要求（CAFE）122

9.3自动换挡变速器控制装置123

9.3.1要求123

9.3.2电动离合器管理123

9.3.3电动自动换挡变速器应用与原理125

9.4自动变速器控制系统128

9.4.1要求128

9.4.2液压控制系统128

9.4.3电动液压控制系统128

9.4.4离合器控制系统128

9.4.5换挡过程控制129

9.4.6换挡点选择132

9.4.7发动机干预133

9.4.8变矩器锁止离合器143

9.5无级变速器的控制144

9.5.1要求144

9.5.2控制和调节功能145

第十章 传感器147

10.1在机动车中的应用147

10.2变速器转速传感器148

10.2.1应用148

10.2.2结构和工作原理148

10.3微机械压力传感器149

10.3.1应用149

10.3.2在结构侧使用带标准真空的压力传感器型号149

10.3.3在空腔中使用标准真空的压力传感器型号151

10.4温度传感器152

10.4.1应用152

10.4.2结构和工作原理153

10.5变速器控制装置的挡位传感器153

10.5.1应用153

10.5.2结构153

10.5.3工作原理154

第十一章 传感器信号处理155

信号处理（信号处理集成电路）155

第十二章 控制单元157

12.1使用条件157

12.2结构157

12.3数据处理158

12.3.1输入信号158

12.3.2信号分析158

12.3.3信号处理158

12.3.4输出信号160

12.3.5控制单元内的通信161

12.3.6行结束编程161

12.4电子变速器控制系统的控制单元162

12.4.1应用162

12.4.2结构和工作原理164

12.4.3特殊用途集成电路组件168

12.5热管理169

12.6控制单元开发过程中的流程和工具171

12.6.1仿真工具171

12.6.2应用SABER进行电路模拟172

12.7软件开发172

12.7.1开发流程172

12.7.2编程指南174

12.7.3软件开发工具174

12.7.4流程和成熟度模型176

12.7.5软件架构176

12.7.6操作系统177

12.7.7输入和输出变量的获取179

12.7.8挡位选择和自适应功能183

12.7.9面向对象的方法183

12.7.10诊断功能186

12.7.11监控功能187

第十三章 电动液压促动器190

13.1应用和任务190

13.2要求191

13.3结构和工作原理192

13.4促动器型号193

13.4.1概况193

13.4.2开/关电磁阀193

13.4.3脉宽调制阀195

13.4.4调压器197

13.5研发过程中的模拟203

13.5.1要求203

13.5.2功能模拟203

13.5.3液流模拟203

13.5.4磁路计算204

13.5.5一维模拟基础205

第十四章 变速器控制系统模块206

14.1应用206

14.1.1机电一体化模块206

14.1.2改进可能性206

14.2模块型号207

14.2.1液压模块207

14.2.2电动模块208

14.2.3电动液压模块209

参考文献210