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| 內容簡介： |
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本书针对电力电子技术在汽车中的应用，较深入和系统地介绍了汽车电子技术，尤其是电动汽车中涉及的电力电子技术基础、电力电子电路和电力电子装置。本书从介绍组成汽车电力电子装置的元器件特性开始，全面系统地分析了常用驱动电路的原理和设计方法，重点介绍了汽车中具体电力电子应用电路的设计。全书共分8章，分别为汽车电子技术概述、汽车电子技术基础、汽车中直流电动机的驱动控制、交流电动机的驱动控制、汽车动力转向系统、汽车电源系统、电动汽车充电系统及汽车总线系统。
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| 目錄：
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目录
电力电子新技术系列图书序言
第2版前言
第1版前言
第1章汽车电子技术概述1
1.1汽车电子技术的发展概况1
1.1.1汽车电子技术回顾1
1.1.2现代汽车电子技术2
1.1.3汽车电子技术的应用现状6
1.1.4汽车电子发展趋势9
1.2汽车电子驱动控制技术11
1.3无人驾驶汽车概述14
1.3.1无人驾驶汽车的发展历程14
1.3.2面临的挑战15
参考文献16
第2章汽车电子技术基础17
2.1汽车电子中常用的功率开关器件17
2.1.1功率MOSFET18
2.1.2绝缘栅双极型晶体管（IGBT）22
2.1.3MOSFET与IGBT的驱动电路26
2.2SiC器件在汽车中的应用32
参考文献34
第3章汽车中直流电动机的驱动控制36
3.1电动机控制常用传感器36
3.1.1位置传感器36
3.1.2速度传感器40
3.1.3电压、电流传感器41
3.2直流电动机的基本参数与数学建模43
3.2.1直流电动机的主要用途、构成及特性参数45
3.2.2直流电动机的起动及稳定运行条件47
3.2.3直流电动机的工作原理49
3.2.4直流电动机的基本模型50
3.2.5汽车上直流电动机应用简介50
3.3直流电动机的控制方式51
3.4直流电动机的PWM控制52
3.4.1电动机导通瞬间分析53
3.4.2电动机堵转分析54
3.4.3电动机正常工作分析54
3.4.4电动机续流情况分析54
3.4.5死区分析56
参考文献57
第4章交流电动机的驱动控制59
4.1三相交流逆变器及PWM控制59
4.1.1空间矢量PWM算法及数字化实现59
4.1.2三次谐波注入式SVPWM算法及数字化实现74
4.1.3基于120坐标的SVPWM快速算法及数字化实现75
4.1.4SVPWM的过调制策略及改进方法85
4.2永磁同步电动机的矢量控制91
4.2.1永磁同步电动机的结构及数学模型91
4.2.2控制系统设计93
4.2.3控制代码示例98
4.3永磁同步电动机的直接转矩控制DTC103
4.3.1SVPWM-DTC控制方法103
4.3.2基于DTC的非线性控制器设计111
4.3.3反馈线性化DTC基础上的MTPA控制120
4.3.4基于LabCar的半实物仿真128
4.4永磁同步电动机的无传感器控制132
4.4.1虚拟电流环无电流传感器控制策略132
4.4.2基于滑模观测器无位置检测系统140
4.5三相四桥臂电动机控制系统及容错设计155
4.5.1三相四桥臂电动机控制策略156
4.5.2仿真及实验结果分析163
4.6多电平逆变控制系统170
4.6.1初识多电平系统170
4.6.2十一电平控制器设计177
4.7多相永磁电动机控制系统191
4.7.1十二相PMSM的基本数学模型192
4.7.2十二相电动机的解耦变换矩阵196
4.7.3仿真分析200
4.7.4容错控制策略202
参考文献206
第5章汽车动力转向系统208
5.1汽车动力转向系统概述208
5.2汽车动力转向系统工作原理209
5.2.1液压动力转向系统209
5.2.2电动助力转向系统210
5.2.3嵌入式线控转向系统214
5.3汽车电动助力转向系统218
5.3.1EPS的三种控制方式218
5.3.2电动助力转向系统对传感器的要求219
5.3.3电动助力转向系统各部分特点及选用219
5.3.4BLDC的模拟控制系统示例223
5.3.5数字化BLDC控制系统示例226
参考文献230
第6章汽车电源系统232
6.1汽车电源的特点232
6.2汽车中的线性电源233
6.3汽车中的开关电源236
6.3.1开关电源概述236
6.3.2常见拓扑结构237
6.4精密电源252
6.5电源的效率253
6.6Boost LLC两级式DCDC电源变换器设计254
6.6.1变换器工作原理详解255
6.6.2系统硬件电路设计及参数计算265
6.6.3实验结果分析270
参考文献274
第7章电动汽车充电系统275
7.1铅酸电池及锂电池的充电特点275
7.1.1电池电动汽车的动力源275
7.1.2铅酸电池简介及其充电特点275
7.1.3锂电池简介及其充电特点276
7.2电动汽车充电系统概述277
7.2.1充电桩及其分类278
7.2.2充电系统的拓扑分析280
7.3充电系统AC-DC设计282
7.3.1三电平VIENNA整流器原理282
7.3.2三电平VIENNA整流器的数学模型288
7.3.3VIENNA整流器的空间矢量调制292
7.3.4输出电容中点电位平衡的研究304
7.3.5实验结果分析309
参考文献311
第8章汽车总线系统313
8.1CAN通信原理316
8.1.1CAN的标准化316
8.1.2CAN的实现及数据帧格式318
8.1.3德州仪器F28x系列CAN模块应用322
8.2FlexRay总线原理329
8.2.1总线概述329
8.2.2FlexRay通信协议332
8.2.3FlexRay与CAN总线的区别339
8.3基于CANLIN总线的车灯驱动控制系统340
8.3.1汽车照明系统概述340
8.3.2控制系统硬件电路设计343
8.3.3控制系统软件设计356
8.3.4CANLIN总线的部分信号图361
参考文献362
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| 內容試閱：
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第 2 版 前 言
为系统地总结国内外作者在这一领域的最新理论和技术研究成果，总结汽车电力电子产品的研发经验，沟通汽车电子技术的学术交流，促进汽车电力电子技术的进步，并使广大工程技术人员了解、掌握和运用这一领域的最新技术，我们编写了本书第1版。
自本书第1版面世以来，实验室依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心，先后在汽车用特种电机技术、汽车电子驱动控制装置及相关技术、汽车传感技术等方面，成功申报了 863 计划十万台高性能电机产业化及电机系统系列化、广东省重大科技专项项目增程式电动车双能源动力集成单元及其控制系统的研发与产业化、 黑龙江省科技攻关计划重点项目高寒地区具有低温运行模式的电动汽车电驱动系统关键技术研究与开发， 获得国家自然科学基金非接触式同步电机转子励磁新方法研究等项目资助，在《中国电机工程学报》《电工技术学报》《电机与控制学报》《汽车工程》以及《哈尔滨工业大学学报》等国内著名刊物上发表论文数十篇；此外，实验室与国内众多汽车厂商在混合动力特种电机及其驱动控制系统、整车控制单元、新能源汽车用高速电机及控制系统等方面进行了深入广泛的合作，已具备开发30~120kW 系列特种电机的成熟技术及相应驱动控制技术。
本书第2版旨在对实验室近年来的研究工作做一个阶段整理，并将所取得的研究成果及实际产品研发过程中所遇到的问题进行总结，希望能对电力电子技术在汽车中的发展略尽绵薄之力。
本书从应用角度出发，从组成汽车电力电子装置的元器件特性分析开始，力求深入浅出，着重介绍汽车电力电子技术应用的具体结构和设计思想，突出理论联系实际，面向广大工程技术人员，具有较强的工程性和实用性。本书适合从事汽车电子领域的工程技术人员阅读，也可作为大专院校车辆工程等相关专业的教材和教学参考书。
本书共分8章。第1章为汽车电子技术概述，第2章介绍了汽车电子技术基础，是汽车电力电子装置硬件电路设计的基础。第3~8章为具体的应用设计实例，内容包括：汽车中直流电动机的驱动控制、交流电动机的驱动控制、汽车动力转向系统、汽车电源系统、电动汽车充电系统及汽车总线系统。本书的第1~3章由哈尔滨理工大学的王旭东执笔，第4~8章由哈尔滨理工大学的马骏杰执笔。本书编写过程中参考了王旭东及高晗璎教授的研究成果，引用了许多专家学者的论文和论著，作者在此表示衷心感谢。
在本书选题、编写、定稿和出版过程中得到了电力电子新技术系列图书编辑委员会和机械工业出版社的大力支持和帮助。本书编写过程中曾参考和引用了许多专家学者的论文和论著，作者在此表示衷心感谢。
电力电子技术在汽车中的应用第2版第 2 版 前 言由于编写的时间匆促、资料不足和作者水平有限，书中的缺点和错误一定不少，恳切地希望同行和读者批评指正。
作者
第 1 版 前 言
据中国汽车工业协会2009年11月9日发布的最新统计，2009年1~10月我国汽车产销量双双超过1000万辆，实现了历史性突破。我国已成为汽车大国，正在向着汽车强国的方向努力。汽车工业的快速发展和市场竞争的需求极大地促进了汽车电子技术的应用和发展，而汽车电子技术本身的创新和进步也为汽车产业的发展提供了技术保证，并为汽车向电子化、智能化、网络化和多媒体方向发展创造了条件。汽车电子技术的发展正在改变着汽车的传统结构和扩展着汽车的功能。在汽车技术的发展过程中，随着环保、节能、安全和舒适的要求越来越高，汽车中逐步采用了各种汽车电子装置，汽车电子装置大体上可以分为：车载电子装置、电子控制单元（ECU）、汽车总线系统和汽车电子驱动控制装置。其中，汽车电子驱动控制装置是电力电子技术在汽车中应用的重要领域。它主要包括汽车自动变速器的驱动控制、汽车电磁执行机构的驱动控制、汽车电子点火系统、汽车动力转向系统、汽车照明系统、汽车电源系统和汽车电动机驱动控制系统。其中，电动机驱动控制系统应用最为广泛，为新能源汽车的核心技术。由于汽车中各种控制单元的使用，可使汽车在各种工况下都处于最佳工作状态，提高了汽车的动力性和经济性，并使汽车排放污染减到最低。
汽车中电子系统的成本占整车总成本的比例越来越高。在我国，中高级轿车电子装置的配置已经接近或达到了国外汽车工业发达国家的水平。但我国汽车电子技术与国外差距还很大，关键汽车电子零部件的自主知识产权很少，汽车电子产业核心技术大部分被国外垄断，国家和有关部委制定了有关汽车电子发展规划，加强了汽车电子产品的开发能力。最近几年，许多大专院校、科研院所和企事业单位都加大了汽车电子的研究力量和投入力度。具有我国自主知识产权的汽车电子产品逐年增加。特别是近几年来，节能与环保已成为全球的热点问题，通过采用电力电子技术在汽车中的应用实现节能与环保，受到了专家学者的高度关注。汪槱生、韩英铎、陈清泉等9位院士联名向国务院提出《关于发展电力电子技术和产业的建议》，得到国务院的高度重视，从而大大推动了我国电力电子技术和产业的发展，建议中也明确指出了电力电子技术在交通运输领域应用的现状和广阔的发展空间。随着电力电子技术在现代交通运输领域里的应用范围不断扩大，其作用也越发突出，由汽车中辅助装置的驱动控制到整车动力总成的驱动控制，电力电子技术在汽车中扮演着越来越重要的角色。
近几年来，国内外有大量的涉及汽车中电力电子技术应用方面的论文发表。为了系统地总结国内外作者在这一领域的最新理论和技术研究成果，总结汽车电力电子产品的研发经验，沟通汽车电子技术的学术交流，促进汽车电力电子技术的进步，并使广大工程技术人员了解、掌握和运用这一领域的最新技术，我们编写了本书。本书从应用角度出发，从组成汽车电力电子装置的元器件特性分析开始，力求深入浅出，着重介绍汽车电力电子技术应用的具体结构和设计思想，突出理论联系实际，面向广大工程技术人员，具有较强的工程性和实用性。本书适合从事汽车电子领域的工程技术人员阅读，也可作为大专院校车辆工程等相关专业的教材和教学参考书。
电力电子技术在汽车中的应用第2版第 1 版 前 言本书共分10章。第1章为汽车电子技术概述，第2章介绍了汽车电子技术基础，是汽车电力电子装置硬件电路设计的基础。第3~9章为具体的应用设计实例，内容包括：汽车中直流电动机的驱动控制、汽车自动变速器的驱动控制、汽车电磁执行机构的驱动控制、汽车交流发电机、汽车电子点火系统、汽车动力转向系统和汽车照明系统。第10章为汽车电源系统。全书由王旭东教授主编，第1~3、5章由哈尔滨理工大学的王旭东执笔，第4、10章由哈尔滨理工大学的吴晓刚执笔，第6~9章由哈尔滨理工大学的余腾伟执笔。
在本书选题、编写、定稿和出版过程中得到了电力电子新技术系列图书编辑委员会和机械工业出版社的大力支持和帮助，特别感谢机械工业出版社的孙流芳老师。本书编写过程中曾参考和引用了许多专家和学者的论文和论著，作者在此一并表示衷心的感谢。
由于编写的时间匆促、资料不足和作者水平有限，书中的缺点和错误一定不少，恳切地希望同行和读者批评指正。
作者
电力电子新技术系列图书序言
1974年美国学者WNewell提出了电力电子技术学科的定义，电力电子技术是由电气工程、电子科学与技术和控制理论三个学科交叉而形成的。电力电子技术是依靠电力半导体器件实现电能的高效率利用，以及对电机运动进行控制的一门学科。电力电子技术是现代社会的支撑科学技术，几乎应用于科技、生产、生活各个领域：电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术、无线电与电视、农业机械化、计算机、电话、空调与制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家电、保健科技、石化、激光与光纤、核能利用、新材料制造等。电力电子技术在推动科学技术和经济的发展中发挥着越来越重要的作用。进入21世纪，电力电子技术在节能减排方面发挥着重要的作用，它在新能源和智能电网、直流输电、电动汽车、高速铁路中发挥核心的作用。电力电子技术的应用从用电，已扩展至发电、输电、配电等领域。电力电子技术诞生近半个世纪以来，也给人们的生活带来了巨大的影响。
目前，电力电子技术仍以迅猛的速度发展着，电力半导体器件性能不断提高，并出现了碳化硅、氮化镓等宽禁带电力半导体器件，新的技术和应用不断涌现，其应用范围也在不断扩展。不论在全世界还是在我国，电力电子技术都已造就了一个很大的产业群。与之相应，从事电力电子技术领域的工程技术和科研人员的数量与日俱增。因此，组织出版有关电力电子新技术及其应用的系列图书，以供广大从事电力电子技术的工程师和高等学校教师和研究生在工程实践中使用和参考，促进电力电子技术及应用知识的普及。
在20世纪80年代，电力电子学会曾和机械工业出版社合作，出版过一套电力电子技术丛书，那套丛书对推动电力电子技术的发展起过积极的作用。最近，电力电子学会经过认真考虑，认为有必要以电力电子新技术系列图书的名义出版一系列著作。为此，成立了专门的编辑委员会，负责确定书目、组稿和审稿，向机械工业出版社推荐，仍由机械工业出版社出版。
本系列图书有如下特色：
本系列图书属专题论著性质，选题新颖，力求反映电力电子技术的新成就和新经验，以适应我国经济迅速发展的需要。
理论联系实际，以应用技术为主。
本系列图书组稿和评审过程严格，作者都是在电力电子技术第一线工作的专家，且有丰富的写作经验。内容力求深入浅出，条理清晰，语言通俗，文笔流畅，便于阅读学习。
电力电子技术在汽车中的应用第2版电力电子新技术系列图书序言本系列图书编委会中，既有一大批国内资深的电力电子专家，也有不少已崭露头角的青年学者，其组成人员在国内具有较强的代表性。
希望广大读者对本系列图书的编辑、出版和发行给予支持和帮助，并欢迎对其中的问题和错误给予批评指正。
电力电子新技术系列图书
编辑委员会
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