混合动力汽车能量管理策略
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江西南昌
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作者西蒙娜
出版社机械工业出版社
ISBN9787111655510
出版时间2021-09
装帧平装
开本16开
定价89元
货号29000577
上书时间2024-11-02
商品详情
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前言
原书前言
混合动力汽车的起源可以追溯到 1899年，当时雅各布 ·洛纳公司（ Jacob Lohner & Co）的年轻工程师费迪南德·保时捷（ Ferdinand Porsche）博士制造了辆混合动力汽车，并命名为洛纳 -保时捷（Lohner-Porsche）油电混合汽车 [1]。在此之后，其他发明者在 20世纪早期也相继对混合动力汽车开展了研究。然而，随着发动机技术的显著改进，与电动汽车相似，混合动力汽车在市场上消失了很长一段时间。
近一个世纪后，混合动力系统的概念重新得到重视，大量的研究原型及其成功的商业产品涌现：丰田在 1998年推出了 Prius—款专门设计和制造的混合动力汽车；本田于 1999年推出了 Insight。全新的整车控制技术，尤其是电控系统，能够成功协调和驾驭混合动力汽车中复杂的子系统，使新一代混合动力汽车与前代相比性能更加优良。政府的举措也为该领域的发展提供了有力支持，如美国新一代汽车合作伙伴关系（Partnership for A New Generation of Vehicles，PNGV）[2]，其中涉及戴姆勒 -克莱斯勒（ Daimler Chrysler）、福特汽车公司（ Ford Motor Company）和通用汽车公司（ General Motors Corporation）。PNGV为汽车公司、汽车产品供应商、国家实验室和大学之间的项目合作研究提供了机会。本书中汇编的材料是作者在俄亥俄州立大学汽车研究中心（ PNGV学术实验室之一）合作研究时获得的经验成果，自 1995年以来，该实验室一直致力于汽车原型的设计与能量管理算法的开发。
能量管理策略对于充分发挥混合动力汽车的潜能是必要的，由于存在一种可逆的能量储存装置和一台（或多台）电机，相比于传统汽车，混合动力汽车可以减少燃油消耗并降低有害物的排放。附加的能量储存部件引入了新的自由度，该自由度旨在以 高效的方式分配发动机和电池之间的功率需求。能量管理策略是这项任务所需的控制层。
尽管已有很多关于混合动力汽车系统、控制及其优化的相关论文，但目前还没有一本书籍系统地讨论过基于模型的能量管理策略设计中更深层次的问题。因此，本书的目的是提供一种系统的基于模型的方法，并利用 控制理论方法和语言提出一个正式框架来解决能量管理问题。
本书重点研究了基于模型的燃油消耗 小化监督控制器的开发，未将其他的成本函数，如污染排放物或电池寿命等纳入考虑范围。对于驾驶性能问题，如噪声、平顺性和振动，以及启发式监督控制器的设计等也暂不考虑。目前，工程师对严谨的混合动力汽车分析与设计方法的需求日益增长，本书的出版恰恰为他们提供了足够的参考材料。我们殷切希望本书对机电工程专业研究生、专业工程师以及混合动力汽车控制与优化专业人员有所帮助。
致谢
我们非常感谢对本书主题进行了富有成效讨论的同事们，同时也感谢 Springer编辑人员的支持和耐心。
2015年 8月
西蒙娜 ·奥诺里（Simona Onori）洛伦佐 ·塞拉奥（Lorenzo Serrao）乔治 ·里佐尼（Giorgio Rizzoni）
导语摘要
能量管理策略是设计与开发混合动力汽车控制系统的关键技术，直接影响着整车的动力性能和经济性能。对于混合动力系统而言，由于存在多个能量源，增加了系统控制的难度。本书针对燃油经济性问题，研究了基于面向控制模型的监督控制器的开发，系统讨论了面向控制的动力系统建模、车辆动力系统仿真方法以及能量管理问题公式化过程，重点探讨了动态规划、极小值原理、等效燃油消耗*小策略等优化理论在能量管理中的应用。
本书能够帮助读者快速掌握与混合动力汽车能量管理相关的专业知识，可作为车辆工程专业本科生、研究生的课程专用教材，也可作为汽车专业、电气工程工程师，以及混合动力汽车控制与优化专业人员的参考用书。
First published in English under the title Hybrid Electric Vehicles: Energy Management Strategies By Simona Onori, Lorenzo Serrao and Giorgio Rizzoni. Copyright . Simona Onori, Lorenzo Serrao and Giorgio Rizzoni, 2016 This edition has been translated and published under licence from Springer-Verlag London Ltd., part of Springer Nature. This title is published in China by China Machine Press with license from Springer. This edition is
authorized for sale in China. only，excluding Hong Kong SAR，Macao SAR and Taiwan. Unauthorized export of this edition is a violation of the Copyright Act. Violation of this Law is subject to Civil and Criminal Penalties.
作者简介
作者为[美] 西蒙娜·奥诺里（Simona Onori）[意] 洛伦佐·塞拉奥（Lorenzo Serrao） [美] 乔治·里佐尼（Giorgio Rizzoni），该书为其在俄亥俄州立大学汽车研究中心（PNGV学术实验室之一）合作研究时获得的经验成果，自1995年以来，该实验室一直致力于汽车原型的设计与能量管理算法的开发。
目录
目 录
Contents
译者序原书前言符号命名
第 1章 绪论 ·· 1
1.1 混合动力汽车的概念 ··1
1.2 混合动力汽车的结构 ··2
1.3 混合动力汽车的能量分析 ··5
1.4 本书大纲 ··6
参考文献6
第 2章 混合动力汽车建模 ·· 7
2.1 简介 ··7
2.2 能量分析建模 ··7
2.3 整车能量分析 ··8
2.3.1 运动方程8
2.3.2 前向和后向建模方法 · 10
2.3.3 车辆能量平衡· 12
2.3.4 行驶工况· 16
2.4 动力系统部件 17
2.4.1 内燃机· 18
2.4.2 液力变矩器· 19
2.4.3 传动比和机械变速器 · 21
2.4.4 行星齿轮组· 22
2.4.5 车轮、制动器和轮胎 · 23
2.4.6 电机· 25
2.4.7 电池· 26
2.4.8 发动机附件和附加负载 · 29
参考文献· 30
第 3章 混合动力汽车中的能量管理问题 · 31
3.1 简介 31
3.2 混合动力汽车的能量管理 31
3.3 能量管理策略分类 33
3.4 混合动力汽车中的 控制问题· 34
3.4.1 问题公式化· 35
3.4.2 一般问题公式化 · 37
参考文献· 39
第 4章 动态规划 41
4.1 简介 41
4.2 一般性公式 41
4.3 DP在混合动力汽车能量管理问题中的应用 ·· 43
参考文献· 49
第 5章 庞特里亚金极小值原理 51
5.1 简介 51
5.2 状态约束下的极小值原理问题· 51
5.2.1 系统的状态边界 · 53
5.2.2 关于极小值原理的说明 · 54
5.3 PMP在 HEV能量管理中的应用 · 55
5.4 协态 λ和累计成本函数· 60
参考文献· 63
第 6章 等效油耗 小策略 65
6.1 简介 65
6.2 基于 ECMS的监督控制 65
6.3 PMP与 ECMS的等价性 ·· 71
6.4 考虑 SOC变化的燃油消耗量修正 ·· 72
6.5 历史记录： ECMS实现的 初案例之一 · 73
参考文献· 76
第 7章 自适应优化监督控制方法 79
7.1 简介 79
7.2 自适应监督控制方法综述 79
7.2.1 基于行驶工况预测的自适应 · 80
7.2.2 基于驾驶模式识别的自适应 · 82
7.3 基于 SOC反馈的自适应 ·· 82
7.3.1 A-PMP方法的分析与对比 83
7.3.2 自适应策略的校准 · 84
参考文献· 87
第 8章 案例分析 89
8.1 简介 89
8.2 并联式混合动力汽车 89
8.2.1 动力系统模型· 89
8.2.2 控制问题求解 · 92
8.2.3 模型实现· 94
8.2.4 仿真结果· 98
8.3 功率分流式混合动力汽车 ··101
8.3.1 动力系统模型101
8.3.2 控制问题求解 104
8.3.3 模型实现105
8.3.4 仿真结果106
参考文献109
内容摘要
能量管理策略是设计与开发混合动力汽车控制系统的关键技术，直接影响着整车的动力性能和经济性能。对于混合动力系统而言，由于存在多个能量源，增加了系统控制的难度。本书针对燃油经济性问题，研究了基于面向控制模型的监督控制器的开发，系统讨论了面向控制的动力系统建模、车辆动力系统仿真方法以及能量管理问题公式化过程，重点探讨了动态规划、极小值原理、等效燃油消耗*小策略等优化理论在能量管理中的应用。
本书能够帮助读者快速掌握与混合动力汽车能量管理相关的专业知识，可作为车辆工程专业本科生、研究生的课程专用教材，也可作为汽车专业、电气工程工程师，以及混合动力汽车控制与优化专业人员的参考用书。
First published in English under the title Hybrid Electric Vehicles: Energy Management Strategies By Simona Onori, Lorenzo Serrao and Giorgio Rizzoni. Copyright . Simona Onori, Lorenzo Serrao and Giorgio Rizzoni, 2016 This edition has been translated and published under licence from Springer-Verlag London Ltd., part of Springer Nature. This title is published in China by China Machine Press with license from Springer. This edition is
authorized for sale in China. only，excluding Hong Kong SAR，Macao SAR and Taiwan. Unauthorized export of this edition is a violation of the Copyright Act. Violation of this Law is subject to Civil and Criminal Penalties.
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作者为[美] 西蒙娜·奥诺里（Simona Onori）[意] 洛伦佐·塞拉奥（Lorenzo Serrao） [美] 乔治·里佐尼（Giorgio Rizzoni），该书为其在俄亥俄州立大学汽车研究中心（PNGV学术实验室之一）合作研究时获得的经验成果，自1995年以来，该实验室一直致力于汽车原型的设计与能量管理算法的开发。
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