动力机械电子控制技术_李顶根_9787568071369

本书为华中科技大学能源与动力工程学院动力机械工程系动力机械电子控制技术主讲教材，是顺应目前车辆动力系统电动化、智能化、网联化的发展趋势，以培养适应时代变化、兼具动力机械与电子控制技术的复合型和研究型人才为目标，总结近年来的教学改革与实践，参照当前有关国内外文献资料编写而成的。全书内容共分为6章，分别介绍了动力机械电子控制技术所涉及的控制理论与控制方法，电控系统开发及测试，汽油机电子控制技术，柴油机电子控制技术，电动汽车的电池、电机与电控技术，智能驾驶与智能网联汽车等。本书具有鲜明的学科交叉性、时代性和综合性，可作为汽车工程、动力机械及工程、新能源汽车等专业的大学本专科课程教材，也可供相关工程技术人员参考。

为了满足新形势下动力机械电子控制系统复合型、研究型人才的培养要求，编者根据自己近年来在新能源汽车、内燃机电控以及汽车电子等方面的教学和研究实践，参考和对比当前国内外相关教材和文献资料编写了本书。本书在内容的选择上力求满足学科、教学和社会三方面的需求，与社会实体企业对人才的需求紧密结合；同时根据本专业的培养目标和学生的就业情况，在广泛调研的基础上，以目前社会上蓬勃发展的电动汽车、高效清洁燃油车、智能驾驶汽车等为教学载体，以分析问题和解决问题为导向，结合现代大学生的认知规律和学习能力，将全书内容分为6章进行介绍。本书为普通高等学校双一流建设能源与动力专业精品教材，本书具有以下特点：(1)学科交叉性。本书涉及控制理论、电子技术、计算机技术、车辆工程、内燃机、电池、电机、互联网等多个学科交叉的相关基础知识和基本理论，具有鲜明的交叉性，也折射出当前我国现代企业急需具备交叉学科背景知识的人才来更好地发展新能源汽车、智能驾驶及先进高效的节能减排新型动力机械系统，满足社会发展的需要。(2)时代性。当前，社会上新能源汽车、智能驾驶、先进内燃机动力系统等领域的新技术、新系统、新产品日新月异，本书体现了鲜明的时代特征，收集整理了较新的节能减排先进动力系统所涉及的电子控制技术及系统。当然，随着时代的发展和技术的进步，本书所涉内容也会因时间的推移而有相应的变化。(3)综合性。本书较为全面地总结了控制理论、电子技术、计算机网络、半导体芯片、机械结构、液压系统、热力学等基础共性的学科知识内容，又较为全面地介绍了内燃机、电动汽车、智能驾驶、先进动力装置等广泛使用的产品及系统，综合性较强，适应于从事技术开发、科研等多层次多类型的人才培养需求。本书由华中科技大学能源与动力工程学院李顶根任主编，由杨灿任副主编。具体编写分工为：第1、2、5、6章主要由李顶根编写；第3、4章主要由杨灿编写。全书由李顶根统稿。本书的编写得到了湖北省内燃机学会、中国汽车工程学会牵头组织的电动汽车产业技术创新联盟相关专家领导及同行的亲切指导，以及学校教务处及能源与动力工程学院的领导、多名在校研究生的大力支持；得到了十三五华中科技大学教材建设项目的资助，在此表示衷心的感谢。由于时间较为紧迫，且编者水平有限，书中定有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。编者2020年12月

第1章动力机械电子控制系统(1)

1.1控制及控制系统(1)

1.1.1控制系统(1)

1.1.2控制系统模型(3)

1.1.3计算机仿真(7)

1.2典型控制策略及理论(9)

1.2.1自适应控制(9)

1.2.2人工智能(13)

1.2.3人工神经网络(21)

1.2.4模糊控制(24)

1.3动力机械电子控制技术(28)

1.3.1检测、信息与控制(28)

1.3.2动力机械电子控制系统的原理及组成(32)

思考题(37)

第2章汽车动力电控系统开发及测试(38)

2.1汽车电子工程化开发思路(38)

2.2软件规范开发体系建设(40)

2.3汽车动力电控系统关键核心技术(41)

2.3.1电控单元 硬件技术(41)

2.3.2电控单元控制算法和软件技术(44)

2.3.3汽车总线系统(44)

2.3.4汽车电子操作系统(46)

2.3.5电控执行机构(49)

2.3.6传感器技术(49)

思考题(49)

第3章汽油机电子控制技术(51)

3.1汽油机电子控制系统(51)

3.1.1概述(51)

3.1.2扭矩架构(57)

3.1.3电控单元(ECU)(60)

3.2汽油机燃油系统及控制(62)

3.2.1燃油喷射系统(62)

3.2.2燃油供给系统(63)

3.2.3喷油器及其计量原理(65)

3.2.4喷油持续时间的控制(69)

3.3汽油机点火系统及控制(72)

3.3.1点火系统的类型(73)

3.3.2火花塞(84)

3.3.3点火正时控制(90)

3.3.4爆震及控制(95)

3.4汽油机排放及控制(98)

3.4.1汽油机尾气中的主要污染物(98)

3.4.2三效催化转化器(100)

3.4.3氧传感器(103)

3.4.4λ闭环控制(107)

思考题(109)

第4章柴油机电子控制技术(110)

4.1柴油机电子控制系统(110)

4.1.1概述(110)

4.1.2扭矩架构(115)

4.2柴油机燃油系统及控制(117)

4.2.1燃油喷射参数(117)

4.2.2燃油系统概述(123)

4.2.3电控喷油系统(133)

4.3柴油机空气系统及控制(145)

4.3.1涡轮增压(145)

4.3.2排气再循环(EGR)(152)

4.3.3VGT/EGR协调控制(158)

4.4柴油机后处理系统及控制(162)

4.4.1NOx储存还原(NSR)及控制(162)

4.4.2选择性催化还原(SCR)及控制(165)

4.4.3碳烟颗粒捕集(DPF)及控制(171)

4.4.4氧化型催化转化器(DOC)(178)

思考题(179)

第5章电动汽车及其电子控制技术(180)

5.1电动汽车动力源(180)

5.1.1电动汽车的主要类型(182)

5.1.2电动汽车的动力蓄电池(191)

5.1.3燃料电池(204)

5.1.4超高速飞轮(211)

5.1.5超级电容(211)

5.2电动汽车电动机与驱动系统及制动能量回收(212)

5.2.1电动机与驱动系统(212)

5.2.2制动能量回收(218)

5.2.3制动能量回收实车分析案例(221)

5.3锂离子动力电池成组系统技术(238)

5.3.1动力电池成组系统(238)

5.3.2车用动力电池系统热管理技术(244)

5.4锂离子动力电池管理技术(262)

5.4.1测量(262)

5.4.2保护功能(263)

5.4.3管理功能(264)

5.4.4警示功能(268)

5.4.5BMS设计实例(268)

5.5混合动力电动汽车的控制策略(301)

5.5.1动力耦合系统构型分析(302)

5.5.2混合动力系统参数匹配优化(307)

5.5.3混合动力电动汽车能量管理策略的优化(309)

5.5.4混合动力电动汽车构型参数匹配能量管理策略协同优化(313)

思考题(314)

第6章汽车电子控制技术的前瞻及发展(315)

6.1汽车智能驾驶技术的信息感知系统(315)

6.1.1无人车获取环境信息的传感器(315)

6.1.2无人驾驶汽车环境感知关键技术(318)

6.2智能网联汽车技术的发展现状及趋势(322)

6.2.1智能网联汽车的体系架构(322)

6.2.2智能网联汽车发展的4个阶段(325)

6.2.3汽车智能化与网联化技术发展现状(327)

6.2.4汽车智能化与网联化技术发展趋势分析(333)

思考题(335)

参考文献(336)

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