電力電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用

前言

　　據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會2009年11月9日發(fā)布的最新統(tǒng)計，2009年1～10月我國汽車產(chǎn)銷量雙雙超過1000萬輛，實現(xiàn)了歷史性突破。我國已成為汽車大國，正在向著汽車強國的方向努力。汽車工業(yè)的快速發(fā)展和市場競爭的需求極大地促進(jìn)了汽車電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，而汽車電子技術(shù)本身的創(chuàng)新和進(jìn)步也為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)保證，并為汽車向電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體方向發(fā)展創(chuàng)造了條件。汽車電子技術(shù)的發(fā)展正在改變著汽車的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和擴展著汽車的功能。在汽車技術(shù)的發(fā)展過程中，隨著環(huán)保、節(jié)能、安全和舒適的要求，汽車中逐步采用了各種汽車電子裝置，汽車電子裝置大體上可以分為：車載電子裝置、電子控制單元（ECU）、汽車總線系統(tǒng)和汽車電子驅(qū)動控制裝置。其中，汽車電子驅(qū)動控制裝置是電力電子技術(shù)在汽車中應(yīng)用的重要領(lǐng)域。它主要包括汽車自動變速器的驅(qū)動控制、汽車電磁執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動控制、汽車電子點火系統(tǒng)、汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、汽車照明系統(tǒng)、汽車電源系統(tǒng)和汽車電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)。其中，電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，為新能源汽車的核心技術(shù)。由于汽車中各種控制單元的使用，可使汽車在各種工況下都處于最佳工作狀態(tài)，提高了汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性，并使汽車排放污染減到最低?！　∑囍须娮酉到y(tǒng)的成本占整車總成本的比例越來越高。在我國，中高級轎車電子裝置的配置已經(jīng)接近或達(dá)到了國外汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的水平。但我國汽車電子技術(shù)與國外差距還很大，關(guān)鍵汽車電子零部件的自主知識產(chǎn)權(quán)很少，汽車電子產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)大部分被國外壟斷，國家和有關(guān)部委制定了有關(guān)“汽車電子發(fā)展規(guī)劃”，加強了汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)能力。最近幾年，許多大專院校、科研院所和企事業(yè)單位都加大了汽車電子的研究力量和投入力度。具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車電子產(chǎn)品逐年增加。特別是近幾年來，節(jié)能與環(huán)保已成為全球的熱點問題，通過采用電力電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保，受到了專家學(xué)者的高度關(guān)注。汪梗生、韓英鐸、陳清泉等9位院士聯(lián)名向國務(wù)院提出《關(guān)于發(fā)展電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的建議》，得到國務(wù)院的高度重視，從而大大推動了我國電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建議中也明確指出了電力電子技術(shù)在交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀和廣闊的發(fā)展空間。隨著電力電子技術(shù)在現(xiàn)代交通運輸領(lǐng)域里的應(yīng)用范圍不斷擴大，其作用也越顯突出，由汽車中輔助裝置的驅(qū)動控制到整車動力總成的驅(qū)動控制，電力電子技術(shù)在汽車中扮演著越來越重要的角色。

內(nèi)容概要

本書針對電力電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用，較深入和系統(tǒng)地介紹了汽車電子技術(shù)中涉及的電力電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子電路和電力電子裝置。本書從介紹組成汽車電力電子裝置的元器件特性開始，全面系統(tǒng)地分析了常用驅(qū)動電路的原理和設(shè)計方法，重點介紹了汽車中具體電力電子應(yīng)用電路的設(shè)計。全書共分10章，分別為汽車電子技術(shù)概述、汽車電子技術(shù)基礎(chǔ)、汽車中直流電動機的驅(qū)動控制、汽車自動變速器的驅(qū)動控制、汽車電磁執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動控制、汽車交流發(fā)電機、汽車電子點火系統(tǒng)、汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、汽車照明系統(tǒng)和汽車電源系統(tǒng)?！　”緯m宜于從事汽車電氣與電子領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為大專院校車輛工程等相關(guān)專業(yè)的教材和教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言第1章　汽車電子技術(shù)概述　1.1　汽車電子技術(shù)的發(fā)展概況　　1.1.1　汽車電子技術(shù)回顧　　1.1.2　現(xiàn)代汽車電子技術(shù)　1.2　汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢　　1.2.1　汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀　　1.2.2　汽車電子的發(fā)展趨勢　1.3　汽車電子驅(qū)動控制技術(shù)　參考文獻(xiàn)第2章　汽車電子技術(shù)基礎(chǔ)　2.1　汽車電子中常用的電感、電容元件　　2.1.1　汽車電子中常用的電感元件　　2.1.2　汽車電子中常用的電容元件　2.2　汽車電子中常用的功率開關(guān)器件　　2.2.1　電力MOSFET           　　2.2.2　絕緣柵雙極型晶體管　　2.2.3　MOSFET與IGBT的驅(qū)動電路　2.3　汽車電子中的TVS             　　2.3.1　TVS的特性與工作原理　　2.3.2　TVS的分類與選用方法　　2.3.3　TVS在汽車電子中的典型應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第3章　汽車中直流電動機的驅(qū)動控制　3.1　直流電動機的基本參數(shù)與數(shù)學(xué)建?！　?.1.1　直流電動機的主要用途、構(gòu)成及特性參數(shù)　　3.1.2　直流電動機的起動及穩(wěn)定運行條件　　3.1.3　直流電動機工作原理　　3.1.4　直流電動機的基本模型　　3.1.5　汽車上直流電動機的應(yīng)用簡介　3.2　直流電動機的控制方式　3.3　直流電動機的PWM控制　　3.3.1　電動機導(dǎo)通瞬間分析　　3.3.2　電動機堵轉(zhuǎn)分析　　3.3.3　電動機正常工作分析　　3.3.4　電動機續(xù)流情況分析　　3.3.5　死區(qū)分析　3.4　直流電動機的智能模塊控制　　3.4.1　智能功率控制模塊簡介　　3.4.2　智能功率控制模塊在無刷直流電動機控制中的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第4章　汽車自動變速器的驅(qū)動控制第5章　汽車電磁執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動控制第6章　汽車交流發(fā)電機第7章　汽車電子點火系統(tǒng)第8章　汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第9章　汽車照明系統(tǒng)第10章　汽車電源系統(tǒng)

章節(jié)摘錄

　　CVT采用傳動帶和可變槽寬的帶輪進(jìn)行動力傳遞，即當(dāng)帶輪變化槽寬時，相應(yīng)改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進(jìn)行變速，傳動帶一般有橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT傳動系統(tǒng)是真正的無級變速，它的優(yōu)點是重量輕、體積小、零件少，與AT傳動系統(tǒng)比較具有較高的運行效率，油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的，就是傳動帶很容易損壞，不能承受過大的載荷，因此在自動變速器中占有率較低?！　VT與AMT和AT相比較，最主要的優(yōu)點是它的速比變化是無級的，在各種行駛工況下都能選擇最佳的速比，其動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放與AT相比都得到了很大的改善。但是CVT不能實現(xiàn)換空位，在倒位和起步時還得有一個自動離合器。有的采用液力變矩器，有的采用模擬液力變矩器起步特性的電子控制濕式離合器或電磁離合器。CVT采用的金屬帶無級變速器與AT一般所用的行星齒輪有級變速器比較，結(jié)構(gòu)相對簡單，在批量生產(chǎn)時成本可能低些?！　?.3 自動變速器電子控制系統(tǒng)的基本組成與功能　　自動變速器電子控制系統(tǒng)的基本組成框圖如圖4.1所示。系統(tǒng)主要由以微處理器為核心的電子控制器，節(jié)氣門位置傳感器，變速器變比傳感器，各種溫度傳感器，各種轉(zhuǎn)速傳感器，各種開關(guān)，以及電磁閥、電動機和電磁離合器等執(zhí)行器。當(dāng)然，根據(jù)自動變速器的結(jié)構(gòu)不同，其基本組成框圖也略有不同，如有的系統(tǒng)具有速比驅(qū)動控制，電磁離合器控制；有的只有P位、R位、N位和D位?！　D4-1中，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速、變速器輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的檢測采用電磁傳感器，電磁傳感器輸出的正弦信號經(jīng)過處理產(chǎn)生相同相位和頻率的方波信號，該方波信號輸入到微處理器定時器模塊上，通過計數(shù)，換算出各轉(zhuǎn)速。節(jié)氣門位置傳感器，采用電位器式位置傳感器，將位置信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，通過A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過數(shù)字運算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的節(jié)氣門開度值。在I／O輸入信號中：檔位信號可反映駕駛員掛的檔位，其中D位為前進(jìn)位；N位為空位；R位為倒位；P位為停車位；Ds位為爬坡位。自動變速器電子控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到的檔位信號、制動信號、輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、變速器變比傳感器信號、節(jié)氣門開度信號等，按控制策略計算得到相應(yīng)的檔位，然后通過對電磁閥控制，實現(xiàn)自動換檔位控制的目的。

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