顶部
收藏

智能电动汽车学

战略性新兴领域-十四五 高等教育教材

作者:
主编:陈潇凯、孙逢春
定价:
61.00 元
版面字数:
700.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-063761-8
物料号:
63761-00
出版时间:
2025-08-11
读者对象:
高等教育
一级分类:
机械/能源类
二级分类:
汽车类专业课
三级分类:
汽车学

本书是智能网联和新能源汽车新兴领域“十四五”高等教育教材。本书定位是从系统层面介绍智能电动汽车性能之需和性能开发要点,进而对智能电动汽车的各项主要性能进行阐释,并分析各项性能如何得以保证。本书从汽车动力学的视角理解汽车性能,从控制学科的角度理解汽车性能如何进一步提高。本书以纵、侧、垂三个方向的汽车动力学理论为“基”,以典型控制系统为“翼”,以工程案例分析和实践项目训练为“用”。

本书是新形态教材,二维码资源包括图片和视频等,以方便教师授课和学生学习,读者可扫描二维码或前往新形态教材网绑定课程进行学习。

本书可作为高等院校车辆工程专业、智能车辆工程专业、新能源汽车工程专业、机械工程专业等相关专业的本科生和研究生教材,也可供从事汽车总体设计,零部件开发、试验及应用的工程技术人员作为技术参考资料。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第①章 绪论
        • 1.1 汽车产品开发流程与性能开发
          • 1.1.1 汽车开发过程
            • 1.1.2 汽车产品开发流程
              • 1.1.3 汽车性能目标设定与分解
              • 1.2 汽车的整车性能需求
                • 1.2.1 汽车的动力性
                  • 1.2.2 汽车的能耗经济性
                    • 1.2.3 汽车的制动性
                      • 1.2.4 汽车的操纵稳定性
                        • 1.2.5 汽车的行驶平顺性
                          • 1.2.6 汽车安全性
                            • 1.2.7 其他性能
                            • 1.3 汽车动力学与控制
                              • 1.3.1 发展简史
                                • 1.3.2 研究内容
                                  • 1.3.3 研究方法
                                  • 思考与练习
                                    • 参考文献
                                    • 第②章 充气轮胎力学
                                      • 2.1 轮胎和轮辋
                                        • 2.1.1 轮胎规格与基本参数
                                          • 2.1.2 轮胎组成
                                            • 2.1.3 子午线轮胎和非子午线轮胎
                                              • 2.1.4 轮胎接地印迹
                                                • 2.1.5 车轮和轮辋
                                                • 2.2 轮胎坐标系和力系
                                                  • 2.2.1 轮胎运动坐标系
                                                    • 2.2.2 轮胎力系
                                                      • 2.2.3 SAE轮胎坐标系及六分力
                                                      • 2.3 车轮半径
                                                        • 2.3.1 车轮自由半径
                                                          • 2.3.2 车轮静力半径
                                                            • 2.3.3 车轮滚动半径
                                                            • 2.4 滚动阻力
                                                              • 2.4.1 迟滞效应
                                                                • 2.4.2 接地印迹应力分布
                                                                  • 2.4.3 滚动阻力系数的影响因素
                                                                    • 2.4.4 滚动阻力与动力学性能之间的权衡
                                                                    • 2.5 轮胎垂向力特性
                                                                      • 2.5.1 轮胎的垂向特性
                                                                        • 2.5.2 轮胎噪声
                                                                        • 2.6 轮胎纵向力特性
                                                                          • 2.6.1 车轮的滑移率与滑转率
                                                                            • 2.6.2 路面附着系数
                                                                            • 2.7 轮胎侧向力特性
                                                                              • 2.7.1 轮胎的侧向力与回正力矩
                                                                                • 2.7.2 轮胎的侧偏刚度
                                                                                  • 2.7.3 侧偏特性的影响因素
                                                                                    • 2.7.4 轮胎回正力矩
                                                                                      • 2.7.5 有外倾角时轮胎的滚动
                                                                                      • 2.8 轮胎复合工况力学特性
                                                                                        • 2.8.1 轮胎复合工况
                                                                                          • 2.8.2 轮胎摩擦圆
                                                                                          • 2.9 轮胎模型
                                                                                            • 2.9.1 轮胎模型的作用
                                                                                              • 2.9.2 魔术公式轮胎模型
                                                                                                • 2.9.3 UniTire轮胎模型
                                                                                                  • 2.9.4 平顺性轮胎模型
                                                                                                  • 2.10 智能轮胎
                                                                                                    • 2.10.1 智能轮胎的功能
                                                                                                      • 2.10.2 智能轮胎结构
                                                                                                        • 2.10.3 智能轮胎关键技术
                                                                                                          • 2.10.4 智能轮胎与智能汽车的关系
                                                                                                          • 思考与练习
                                                                                                            • 参考文献
                                                                                                            • 第③章 汽车功率和能量需求
                                                                                                              • 3.1 空气阻力
                                                                                                                • 3.2 坡度阻力
                                                                                                                  • 3.3 加速阻力
                                                                                                                    • 3.4 总阻力
                                                                                                                      • 3.5 功率平衡
                                                                                                                        • 3.6 驱动极限
                                                                                                                          • 3.6.1 双轴车辆运动方程
                                                                                                                            • 3.6.2 前轴与后轴的附着率
                                                                                                                              • 3.6.3 前轴驱动和后轴驱动时的附着率
                                                                                                                                • 3.6.4 四轮驱动汽车的扭矩分配
                                                                                                                                • 思考与练习
                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                  • 第④章 汽车纵向动力学
                                                                                                                                    • 4.1 汽车动力性的评价指标
                                                                                                                                      • 4.2 汽车的驱动力
                                                                                                                                        • 4.3 汽车行驶特性场理论
                                                                                                                                          • 4.4 动力装置的特性
                                                                                                                                            • 4.4.1 发动机特性
                                                                                                                                              • 4.4.2 驱动电机特性
                                                                                                                                              • 4.5 动力装置输出特性转换装置特性
                                                                                                                                                • 4.5.1 汽车行驶对传动比的要求
                                                                                                                                                  • 4.5.2 减速(变速)器
                                                                                                                                                  • 4.6 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图
                                                                                                                                                    • 4.6.1 驱动力-行驶阻力平衡图
                                                                                                                                                      • 4.6.2 动力特性图
                                                                                                                                                        • 4.6.3 汽车的功率平衡
                                                                                                                                                        • 4.7 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
                                                                                                                                                          • 4.7.1 汽车行驶的附着条件
                                                                                                                                                            • 4.7.2 汽车的附着力与地面法向反作用力
                                                                                                                                                              • 4.7.3 作用在驱动轮上的地面切向反作用力
                                                                                                                                                                • 4.7.4 驱动轮的附着率分析
                                                                                                                                                                • 4.8 制动性的评价指标
                                                                                                                                                                  • 4.9 制动时车轮的受力
                                                                                                                                                                    • 4.9.1 地面制动力
                                                                                                                                                                      • 4.9.2 制动器制力动
                                                                                                                                                                        • 4.9.3 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系
                                                                                                                                                                        • 4.10 汽车的制动效能及其恒定性
                                                                                                                                                                          • 4.10.1 制动距离与制动减速度
                                                                                                                                                                            • 4.10.2 制动距离的分析
                                                                                                                                                                              • 4.10.3 制动效能的恒定性
                                                                                                                                                                              • 4.11 制动时汽车的方向稳定性
                                                                                                                                                                                • 4.11.1 汽车的制动跑偏
                                                                                                                                                                                  • 4.11.2 制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失
                                                                                                                                                                                  • 4.12 前、后制动器制动力的比例关系
                                                                                                                                                                                    • 4.12.1 地面对前、后车轮的法向反作用力
                                                                                                                                                                                      • 4.12.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线
                                                                                                                                                                                        • 4.12.3 具有固定比值的前后制动器制动力与同步附着系数
                                                                                                                                                                                          • 4.12.4 前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析
                                                                                                                                                                                            • 4.12.5 利用附着系数与制动效率
                                                                                                                                                                                              • 4.12.6对前、后制动器制动力分配的要求
                                                                                                                                                                                              • 4.13 电动汽车再生制动系统
                                                                                                                                                                                                • 4.13.1 电机的再生制动力
                                                                                                                                                                                                  • 4.13.2 电动汽车再生制动系统
                                                                                                                                                                                                  • 4.14 ABS制动防抱死控制系统案例
                                                                                                                                                                                                    • 4.14.1 典型结构
                                                                                                                                                                                                      • 4.14.2 工作过程
                                                                                                                                                                                                        • 4.14.3 模型建立
                                                                                                                                                                                                          • 4.14.4 案例分析
                                                                                                                                                                                                          • 4.15 TCS驱动防滑控制系统案例
                                                                                                                                                                                                            • 4.15.1 工作原理
                                                                                                                                                                                                              • 4.15.2 典型结构
                                                                                                                                                                                                                • 4.15.3 工作过程和控制算法
                                                                                                                                                                                                                  • 4.15.4 模型建立
                                                                                                                                                                                                                  • 4.16 ACC汽车自适应巡航控制案例
                                                                                                                                                                                                                    • 4.16.1 系统组成
                                                                                                                                                                                                                      • 4.16.2 控制原理
                                                                                                                                                                                                                        • 4.16.3 工程实现
                                                                                                                                                                                                                        • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                          • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                          • 第⑤章 汽车能耗经济性
                                                                                                                                                                                                                            • 5.1 汽车能耗经济性的评价指标
                                                                                                                                                                                                                              • 5.2 汽车能量消耗量计算方法
                                                                                                                                                                                                                                • 5.2.1 纯电动汽车能量消耗量计算方法
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.2.2 混合动力电动汽车能量消耗量计算方法
                                                                                                                                                                                                                                    • 5.2.3 燃料电池电动汽车能量消耗量计算方法
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.2.4 电动汽车能量消耗量折算方法
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.3 汽车行驶循环工况
                                                                                                                                                                                                                                        • 5.3.1 循环工况概述
                                                                                                                                                                                                                                          • 5.3.2 典型循环工况
                                                                                                                                                                                                                                          • 5.4 汽车能耗经济性提升
                                                                                                                                                                                                                                            • 5.4.1 新能源汽车与燃油车在能耗计算上的差异
                                                                                                                                                                                                                                              • 5.4.2 汽车能耗经济性计算
                                                                                                                                                                                                                                                • 5.4.3 提升汽车能耗经济性的方法
                                                                                                                                                                                                                                                • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                  • 第⑥章 汽车侧向动力学
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.1 汽车操纵稳定性的评价方法
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.1.1 车辆坐标系与运动
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.1.2 人-汽车闭环系统
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.1.3 汽车操稳性的主要评价指标
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.2 线性二自由度汽车操稳性模型
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.2.1 线性二自由度汽车操稳性模型的运动微分方程
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.2.2 前轮角阶跃输入下的汽车稳态响应
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.2.3 前轮角阶跃输入下的汽车瞬态响应
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.4 横摆角速度频率响应特性
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.2.5 侧风引起的车辆运动
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.2.6 电动汽车的操纵稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3 悬架K&C特性及其对操稳性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.1 悬架K&C特性及其参数
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.3.2 车轮跳动时悬架运动特性
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.3.3 车身侧倾时的悬架运动特性
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.3.4 悬架变形特性
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4 转向特性对操稳性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.4.1 转向系统运动和受力
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4.2 转向盘力特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.3 转向运动与汽车操稳性的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5 纵向特性对操稳性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.1 悬架抗纵倾性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.2 地面切向反作用力与操稳性的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.3 路面切向作用力控制转向特性的基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.6 电子稳定性控制系统案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.6.1 电子稳定控制系统的工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.6.2 电子稳定控制系统的典型结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.6.3 电子稳定控制系统的工作过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.6.4 电子稳定控制系统的模型搭建
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.6.5 案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.7 线控转向系统案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.7.1 线控转向系统工作原理及典型结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.7.2 线控转向系统可变角传动比工作过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.7.3 线控转向系统可变角传动比模型建立
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第⑦章 汽车垂向动力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1 振动与响应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.1.1 机械振动元件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.2 振动系统运动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.1.3 振动系统的频率响应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1.4 模态分析与振型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 汽车垂向振动模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.1 汽车振动系统的简化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.2 单自由度汽车振动模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.3 双质量汽车振动模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.4 双轴俯仰振动模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.5 整车七自由度振动模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3 行驶平顺性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.1 平顺性的评价方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3.2 随机信号简化与信号功率谱
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.3 路面不平度的统计特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.4 单自由度模型平顺性分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.5 双质量二自由度模型平顺性分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.6 双轴俯仰模型平顺性分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.7 整车七自由度模型平顺性分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4 半主动悬架系统开发案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.1 工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.2 典型结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.3 典型控制算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.4 模型建立
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.5 案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5 空气悬架系统开发案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.1 工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5.2 典型结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.3 工作过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.4 模型建立与案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第⑧章 智能网联汽车运动控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1 智能网联汽车概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.1 智能网联汽车基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1.2 智能网联汽车技术路径
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.3 智能网联汽车系统架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2 汽车线控技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.1 汽车线控底盘
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.2 线控转向
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2.3 线控驱动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.4 线控制动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3 智能网联汽车运动跟踪控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.1 驾驶员模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.3.2 车辆关键状态/参数估计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3.3 智能网联汽车纵向控制控
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.4 智能网联汽车横向控制/控
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4 智能网联汽车车路协同
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.1 车路协同系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.2 车路协同应用场景
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.5 车辆轨迹跟踪控制系统案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.5.1 车辆运动控制系统工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5.2 车辆运动控制系统模型建立
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.3 案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.6 自动车道保持系统案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.6.1 自动车道保持系统定义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.6.2 自动车道保持系统组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.6.3 自动车道保持系统具体工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.6.4 自动车道保持系统转向控制仿真
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第⑨章 汽车新安全性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1 功能安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.1.1 功能安全基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1.2 功能安全设计开发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.3 功能安全管理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2 预期功能安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.1 预期功能安全的基本概念能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.2 预期功能安全设计开发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.3 预期功能安全面临的挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 信息安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.1 信息安全概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.2 信息安全体系设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.3 信息安全保障技术应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 思考与练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献