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第1章 概论1

1.1电传动装甲车辆发展简史1

1.1.1早期的电传动装甲车辆1

1.1.2电传动装甲车辆的冬眠期2

1.1.320世纪末期的电传动装甲车辆3

1.1.4电传动装甲车辆的最新发展6

1.1.5我国电传动装甲车辆的发展状况10

1.2电传动装甲车辆的发展背景11

1.2.1高能武器的应用11

1.2.2电子对抗与攻防转换12

1.2.3节能减排与增大作战半径12

1.2.4现代战争发展的需求13

1.3装甲车辆电传动系统结构与工作原理15

1.3.1电传动系统结构分类15

1.3.2混合动力电传动系统结构16

1.3.3混合驱动电传动系统结构23

1.4装甲车辆电传动关键技术25

1.5装甲车辆电传动发展趋势展望27

参考文献29

第2章 电传动装甲车辆纵向动力学30

2.1纵向动力学30

2.1.1行驶阻力30

2.1.2驱动力32

2.1.3直线行驶运动方程33

2.2动力性能34

2.3制动性能35

2.3.1制动要求35

2.3.2最大制动力矩（功率）计算36

2.3.3电制动与机械制动分配原则36

2.3.4电制动分析计算37

2.3.5机械制动的分析计算37

2.4电传动系统效率分析38

2.4.1电传动系统功率流38

2.4.2内燃机—发电机组效率38

2.4.3动力电池组效率39

2.4.4电机驱动系统效率40

2.4.5机械传动系统效率42

2.4.6电传动系统总效率42

参考文献43

第3章 电传动履带车辆转向动力学与控制44

3.1转向原理与转向动力学45

3.1.1转向原理45

3.1.2原地正反转向48

3.1.3B／2转向49

3.1.4小半径行进中转向49

3.1.5大半径修正转向49

3.1.6斜坡转向分析49

3.1.7转向控制策略53

3.2极限转向原理与控制55

3.3转速控制60

3.3.1控制任务及难点60

3.3.2驾驶员输入的定义与解释61

3.3.3转速调节控制策略62

3.4转矩控制65

3.4.1控制理论基础及可行性65

3.4.2驾驶员输入定义66

3.4.3转矩调节控制策略67

参考文献70

第4章 内燃机—发电机组匹配与控制71

4.1电传动系统的动力源技术71

4.2IGPU系统及其组成72

4.3IGPU系统性能匹配设计74

4.3.1电传动系统能量传递的特点74

4.3.2内燃机工作特性75

4.3.3发电机工作特性75

4.3.4内燃机—发电机组的工作范围的确定77

4.4IGPU系统控制策略78

4.4.1内燃机—发电机组功率跟踪工作模式设计78

4.4.2IGPU系统功率跟随控制策略仿真分析79

4.4.3基于功率的前后功率链协调控制82

4.4.4无电池参与的前后功率链协调控制仿真研究84

4.4.5电池参与的前后功率链协调控制仿真研究88

4.5IGPU系统反拖控制89

4.5.1模拟传统起动电机方式起动内燃机90

4.5.2电机高拖动转速方式起动内燃机试验92

参考文献93

第5章 驱动电机及其控制系统94

5.1电传动车辆的几种驱动电机及其控制系统94

5.1.1几种驱动电机及其控制系统94

5.1.2电机及其控制系统中的功率器件95

5.2驱动电机及其控制系统的控制原理96

5.2.1直流驱动电机及其控制系统的控制原理96

5.2.2三相感应电机及其控制系统的控制原理98

5.2.3永磁同步电机及其控制系统的控制原理100

5.2.4续流增磁电机及其控制系统的控制原理101

5.3交流感应电机及其控制系统控制算法105

5.3.1交流感应电机d-q参考坐标系数学建模105

5.3.2交流感应电机VVVF控制106

5.3.3交流感应电机矢量控制107

5.3.4速度控制算法116

5.3.5效率最大化控制算法118

5.4永磁同步电机及其控制系统119

5.4.1永磁同步电机的矢量控制119

5.4.2永磁同步电机的直接转矩控制124

5.5续流增磁电机及其控制系统建模与控制127

5.5.1续流增磁驱动电机及其控制系统驱动特性127

5.5.2驱动电机励磁磁场饱和状态分析128

5.5.3电机驱动转矩—转速特性计算分析129

5.5.4驱动时电机增磁绕组励磁电流—转速特性134

5.5.5驱动时电源电流与电机转速关系136

5.5.6最大驱动转矩Temax和最大驱动功率Pmax输出特性138

5.5.7续流增磁驱动电机及其控制系统特性分析138

参考文献145

第6章 综合冷却系统146

6.1电传动综合冷却系统特征146

6.2综合冷却系统的分类及构成148

6.3闭式高温冷却水系152

6.4综合冷却系统传热与流动分析154

6.4.1冷却系统散热量155

6.4.2循环水流量及流动阻力156

6.4.3冷却风道设计157

6.5综合冷却系统调节技术160

6.5.1冷却系统调节的必要性160

6.5.2节温调节技术161

6.5.3风量调节技术164

6.6综合冷却系统评价171

参考文献173

第7章 电传动系统综合控制与能量管理技术175

7.1电传动综合控制和能量管理技术特点175

7.2电传动综合控制系统176

7.2.1控制系统结构176

7.2.2电传动综合控制器功能177

7.2.3电传动综合控制器开发178

7.3一体化电源系统181

7.3.1装甲车辆电传动系统供电特点181

7.3.2电传动系统电源变换类型182

7.3.3一体化电源系统结构及工作原理182

7.3.4一体化电源系统控制逻辑185

7.4动力源构型分析与匹配185

7.4.1动力源构型185

7.4.2动力电池组参数匹配187

7.5电传动系统能量管理技术190

7.5.1“IGPU_AC／DC+B”构型能量管理策略190

7.5.2“IGPU_AC／DC+B_DC／DC”构型能量管理策略203

7.6“IGPU_AC／DC+B”构型能量管理策略仿真208

7.6.1确定仿真工况和基本参数208

7.6.2能量管理策略仿真结果209

7.7“IGPU_AC／DC+B_DC／DC”构型能量管理策略仿真216

7.7.1仿真方法216

7.7.2仿真结果216

参考文献219

第8章 电池成组应用与管理220

8.1动力电池技术现状220

8.2动力电池基本参数222

8.3动力电池主要种类及特性224

8.3.1铅酸电池224

8.3.2锂离子电池229

8.3.3镍氢电池235

8.4电动车辆对电池性能要求238

8.4.1纯电动模式下电池性能要求238

8.4.2混合驱动模式下电池性能要求239

8.4.3动力电池性能要求举例239

8.5动力电池组不一致性240

8.5.1电池组不一致性表现形式240

8.5.2电池组电压不一致性统计规律243

8.5.3电池组电压不一致性建模244

8.5.4电池组电压不一致性评价246

8.5.5提高电池组一致性的措施248

8.6电池组寿命预估分析249

8.6.1电池组使用寿命定义249

8.6.2电池组使用寿命预估249

8.7电池组管理系统252

8.7.1电池管理系统方案252

8.7.2电池管理系统基本功能253

8.7.3电池电压采集方法255

8.7.4电池温度采集方法258

8.7.5电池管理系统设计举例259

8.8电池组管理的关键技术262

8.8.1电池性能建模262

8.8.2电池SOC预测265

8.8.3电池组峰值功率预测270

8.8.4电池组热管理278

8.8.5电池组故障诊断282

参考文献285

第9章 电传动履带装甲车辆系统仿真技术288

9.1系统仿真的意义与作用288

9.2电传动系统关键部件及整车建模290

9.2.1内燃机—发电机组建模290

9.2.2动力电池组建模293

9.2.3电机驱动系统建模294

9.2.4电池组DC／DC变换器建模296

9.2.5履带车辆动力学建模297

9.2.6整车控制策略建模及整车模型集成301

9.3电传动履带车辆关键工况仿真303

9.3.1最大车速行驶工况303

9.3.2越野行驶工况304

9.3.3大半径修正转向304

9.3.4小半径行进中转向工况305

9.3.5中心转向工况306

9.4电传动履带车辆实时仿真技术307

9.4.1电传动履带车辆双侧电机驱动快速控制原型开发307

9.4.2“驾驶员—控制器”在环的双侧驱动控制实时仿真314

9.4.3电传动履带车辆综合控制实时仿真320

参考文献324

第10章 装甲车辆混合动力电传动系统试验技术326

10.1电传动部件及子系统试验技术326

10.1.1内燃机—发电机组试验326

10.1.2动力电池组及管理系统试验334

10.1.3驱动电机及其控制系统试验343

10.1.4综合冷却系统试验351

10.1.5电控部件电磁兼容性试验357

10.2电传动系统台架综合联调试验技术362

10.2.1电传动系统台架联调试验设计363

10.2.2电传动系统通信联调试验367

10.2.3电传动系统性能模拟试验368

10.3电传动系统车载电磁兼容性试验技术373

10.4电传动车辆静音行驶性能试验374

参考文献376

后记377