混合动力汽车系统建模与控制

译者序前言常用符号表缩写词第1章 概述1.1 混合动力汽车的总体结构1.1.1串联式混合动力1.1.2并联式混合动力1.1.3 串-并联混合动力1.2 混合动力汽车系统的组件1.3混合动力汽车系统的分析1.3.1 混合动力汽车的功率流1.3.2 典型的驱动周期1.3.3 汽车的操纵灵活性1.3.4 汽车的燃油经济性和排放量1.4 混合动力汽车的控制参考文献第2章 混合动力汽车的基本组成2.1 原动机2.1.1 汽油发动机2.1.2 柴油发动机2.1.3 燃料电池2.2 采用DC-DC变换器和DC-AC逆变器的电动机2.3 能量储存系统2.3.1 混合动力汽车能量储存系统的要求2.3.2 混合动力汽车车用电池的基本类型2.4 混合动力汽车的传动系统参考文献第3章 混合动力汽车模型的建立3.1 内燃机模型的建立3.2 电动机模型的建立3.3 电池系统模型的建立3.4 传动系统模型的建立3.4.1 离合器与动力分配装置的建模3.4.2 液力变矩器的建模3.4.3 变速箱的建模3.4.4 传动系统控制器的建模3.5 主减速器和轮胎模型的建立3.6 车身模型的建立3.7 基于PID的驾驶员模型参考文献第4章 混合动力汽车的电力电子器件和电动机传动装置4.1 基本电力电子器件4.1.1 二极管4.1.2 晶闸管4.1.3 双极结型晶体管4.1.4 MOS场效应晶体管4.1.5 绝缘栅双极型晶体管4.2 DC-DC变换器4.2.1 DC-DC变换器的基本原理4.2.2 降压变换器4.2.2.1 稳态工作原理4.2.2.2 输出电压脉动4.2.3升压变换器4.2.4 降压/升压变换器4.2.5 DC-DC变换器在混合动力汽车系统中的应用4.2.5.1 隔离式DC-DC降压变换器4.2.5.2 四象限DC-DC变换器4.3 DC-AC逆变器4.3.1 DC-AC逆变器的基本原理4.3.2 单相DC-AC逆变器4.3.3 三相DC-AC逆变器4.4 电动机驱动4.4.1 无刷直流电动机及其控制4.4.1.1 无刷直流电动机工作原理4.4.1.2 转矩和旋转磁场4.4.1.3 无刷直流电动机控制4.4.1.4 无刷直流电动机转矩-转速特性和典型技术参数4.4.1.5 无传感器无刷直流电动机控制4.4.2 交流感应电动机及其控制4.4.2.1 交流感应电动机工作的基本原理4.4.2.1 交流感应电动机的控制4.5插电式电池充电器设计4.5.1 插电式混合动力汽车/纯电动汽车电池充电系统的基本配置4.5.2功率因数及其校正技术4.5.3 插电式充电控制第5章 蓄能系统建模及控制5.1 简介5.2 测定SOC的方法5.2.1 基于电流的SOC测定法5.2.2 基于电压的SOC测定法5.2.3基于扩展卡尔曼滤波器的SOC测定法5.2.4 基于瞬态响应特性的SOC测定法5.2.5 基于模糊逻辑的SOC测定法5.2.6 通过多种途径合并测定SOC5.2.7进一步讨论在混合动力汽车应用中的SOC算法5.3 电池电量供应能力的预测5.3.1 PNGV HPPC电池可用功率估计5.3.2 改进的PNGV HPPC电池可用功率估计5.3.3 基于电气电路等效模型的功率估计5.4 电池寿命预测5.4.1 电池寿命的特性和机理5.4.2 电池生命状态的定义5.4.3 蓄能条件下生命状态的测定5.4.4 循环条件下电池寿命的测定5.4.4.1脱机时循环条件下电池的寿命测定5.4.4.2工作时电池的寿命测定5.5 电池单元均衡5.5.1 SOC均衡5.5.2均衡的硬件实现5.5.3电池单元均衡控制的算法和评估5.6 电池单元内部温度估算5.6.1 简介5.6.2 风冷式圆筒形混合动力车电池的电池单元内部温度估算5.7 电池系统效率参考文献 第6章 混合动力汽车的能量管理策略6.1引言6.2基于规则的能量管理策略6.3基于模糊逻辑的能量管理策略6.3.1模糊逻辑控制6.3.2基于模糊逻辑的能量管理策略6.4混合动力汽车中内燃机最佳工作点的确定6.4.1问题的数学表述6.4.2确定最佳工作点的步骤6.4.3黄金分割搜索法6.4.4最佳工作点的确定6.4.5确定最佳工作点的案例6.4.6性能评价6.5基于价值函数的最佳能量管理策略6.5.1基于成本函数的最佳能量管理策略的数学表述6.5.2优化案例6.6结合循环模式识别的最优能量管理策略6.6.1循环形式和风格的模式识别算法6.6.2最优能量分配方法的确定 参考文献第7章 其他的混合动力汽车的控制问题7.1内燃机控制的基础7.2 通过电机的发动机转矩波动的排放控制7.2.1 滑膜控制7.2.2基于滑膜控制方法的发动机转矩波动排放控制7.3 高压总线的峰值控制 7.4 混合动力汽车电池系统的热量控制7.4.1 综合PID前、反馈控制的电池热量系统7.4.2 电池热量控制的最优策略7.5混合动力汽车/纯电动汽车牵引电动机控制7.5.1驱动力矩控制7.5.2 电动机的阻止反转控制7.6 混合动力汽车/纯电动汽车系统的主动悬架控制7.6.1 车辆四分之一的悬架系统模型7.6.2 主动悬架系统控制第8章 插电式充电的特性、算法和对能量分配系统的影响8.1 简介8.2 插电式混合动力汽车的电池系统和充电特性8.2.1AC-120插电式充电策略8.2.2AC-240插电式充电策略8.2.3 快速充电策略8.3 插电式充电对电网的影响8.3.1 对配电系统的影响8.3.2对电力网络的影响8.4最优插电式充电策略8.4.1 最优回充点的确定8.4.2基于成本的最优插电式充电策略第9章 混合动力汽车的设计和性能分析9.1混合动力汽车的仿真系统9.2典型行驶工况实验9.3各部件的计算与驾驶性能分析9.3.1驾驶性能计算9.3.2混合动力汽车主要部件的初步选择 9.3.2.1原动机的选择 9.3.2.2传动比的选择 9.3.2.3能量储存系统的选择 9.3.2.2设计案例9.4燃油经济性与排放量的仿真计算参考文献附录A 系统识别：状态和参数估计方法A.1动态系统与数学模型 A.1.1数学模型的类型 A.1.2线性连续系统 A.1.2.1线性连续时不变系统的输入输出模型 A.1.2.2线性连续时不变系统的状态空间模型 A.1.3线性离散系统与建模 A.1.4线性时不变离散随机系统A.2动态系统的参数估计 A.2.1最小二乘 A.2.2最小二乘估计的统计特性 A.2.3递推最小二乘估计 A.2.4慢时变参数的最小二乘估计 A.2.5广义最小二乘估计A.3动态系统的状态估计A.4动态系统联合状态与参数估计 A.4.1扩展卡尔曼滤波 A.4.2奇异束模型A.5参数及状态估计数值稳定性的提高 A.5.1平方根算法 A.5.2 UDUT协方差分解算法A.6建模和参数识别参考文献附录B先进动力学系统控制技术B.1控制系统的极点配置B.2最优控制 B.2.1平方根算法最优控制问题 B.2.2庞特里雅金极大原理 B.2.3动态规划 B.2.4线性二次控制B.3随机和自适应控制 B.3.1最小方差预测与控制 B.3.1.1最小方差预测 B.3.1.2最小方差控制 B.3.2自校正控制 B.3.3模型参考自适应控制 B.3.4模型预测控制B.4容错控制 B.4.1硬件冗余控制 B.4.2软件冗余控制参考文献

适读人群 ：高等院校车辆工程、电气工程和能源动力专业的高年级本科生及研究生教材，混合动力汽车系统分析、设计和开发的培训参考资料，供汽车设计和研究人员阅读。注重建模、控制以及算法，包含丰富的数据和实例，都取材于作者多年的实践经历。《混合动力汽车系统建模与控制》系统地讲述了混合动力汽车建模和控制系统的基本原理与实现技术问题，研究内容注重建模、控制和算法，包括丰富的数据和实例。本书主要包括混合动力汽车的建模、控制、仿真、性能分析和设计等内容，介绍了一个完整的系统解决方案。本书共9章和2个附录，可分为3个部分：①混合动力汽车的系统组成与建模；②混合动力汽车的先进控制算法；③混合动力汽车的工程实现。