混合电动车辆基础

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出版者:第1版 (2001年11月1日)
作者:安东尼·索左曼罗夫斯基
出品人:
页数:318
译者:陈清泉
出版时间:2001-11
价格:19.0
装帧:平装
isbn号码:9787810458153
丛书系列:
图书标签:
  • EV
  • 混合动力
  • 电动汽车
  • 汽车工程
  • 车辆工程
  • 新能源汽车
  • 汽车技术
  • 动力系统
  • 节能技术
  • 汽车电子
  • 控制系统
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具体描述

本书系统而全面地介绍了混合电动车辆的关键技术及系统结构成,阐述了动力电池,飞轮等储能装置,直流驱动和交流驱动系统,发动机和机械变速器等的建模方法,分析了典型的混合电动系统的特点。本书是一本系统介绍混合电动车辆技术的专著,适合于从事相关技术研究的工程师,技术人员以及研究生阅读能考,也适合于从事技术决策的有关政府部门和企业的干部阅读参考。

《智能网联汽车的演进与未来图景》 内容提要 本书旨在全面、深入地剖析当前汽车产业最为前沿和关键的变革方向——智能网联汽车(ICV)的生态构建、技术路径及其对未来社会形态的重塑作用。不同于侧重于特定动力系统的技术手册,本书聚焦于信息技术、计算科学与汽车工程学的深度融合,探讨如何通过高精度感知、实时决策、精准执行和无缝通信,实现从传统交通工具向“移动智能终端”的跨越。全书结构严谨,内容涵盖了从底层硬件架构到顶层服务生态的完整链条,为行业研究者、工程师、政策制定者及相关专业学生提供了一幅详尽且具有前瞻性的智能网联汽车全景图。 第一部分:智能网联的基石——架构与感知 第一章:计算平台的演变与域集中趋势 本章首先追溯了汽车电子电气架构(EEA)从分布式到集中式、再到区域集中式(Domain-Centric)的演进历史。重点阐述了高性能计算单元(HPC)在现代汽车中的核心地位,以及软件定义汽车(SDV)理念如何打破传统的硬件固化模式。深入分析了中央计算平台、区域控制器(Zonal Controller)的设计原则、资源分配策略以及异构计算资源(如CPU、GPU、FPGA、ASIC)的协同工作机制。此外,讨论了功能安全(ISO 26262)和信息安全(ISO/SAE 21434)在新型EEA设计中必须被提前嵌入的关键流程。 第二章:高保真环境感知系统的构建 精确的环境感知是实现高级别自动驾驶的前提。本章系统梳理了当前主流的感知传感器技术,包括激光雷达(LiDAR)、毫米波雷达(Radar)、高分辨率摄像头(Vision)以及超声波传感器的工作原理、优缺点及互补性。详细介绍了传感器数据融合技术,包括基于特征级融合、点云级融合和早期融合的多种实现方案,强调如何通过多源异构数据的交叉验证,应对恶劣天气和复杂交通场景的鲁棒性挑战。同时,探讨了基于深度学习的语义分割、目标检测与跟踪算法在实时决策中的应用瓶颈与优化方向。 第三章:高精度定位与地图服务 可靠的定位能力是车辆“知己知彼”的基础。本章详述了基于全球导航卫星系统(GNSS/RTK)的增强定位技术,以及惯性测量单元(IMU)与轮速计的紧密耦合方案。重点剖析了“众包式高精地图”的生产、更新和分发流程,对比了基于预建图(HD Map)和基于实时建图(SLAM)的定位策略。对于L4及以上级别自动驾驶,对定位精度和可用性提出的严苛要求,以及如何通过多传感器冗余和模型驱动的预测性定位来保障车辆的“位置自信度”。 第二部分:决策、控制与人机交互 第四章:自动驾驶决策规划的理论与实践 本章聚焦于自动驾驶系统的“大脑”。首先,界定了预测、决策和规划三个核心模块的功能边界。在预测层面,探讨了基于行为建模和基于深度学习的轨迹预测方法,如何量化分析周围交通参与者的意图。在决策层面,分析了有限状态机(FSM)、博弈论模型以及强化学习在复杂交通场景(如无保护左转、并线博弈)中的应用优势与局限。规划层面,详细介绍了基于优化的轨迹生成(如二次规划、三次样条插值)和基于采样的路径搜索(如RRT算法)在生成平顺、安全轨迹中的工程实践。 第五章:线控执行系统的安全与可靠性 智能汽车的控制权已从机械连接转向电子信号。本章深入研究了线控技术(Steer-by-Wire, Brake-by-Wire, Throttle-by-Wire)的系统架构、冗余设计和失效保护机制。探讨了执行器内部的控制回路设计,包括电液或机电系统的动态响应特性补偿。强调了执行器层面的功能安全等级要求,以及如何通过双通道或三通道冗余结构确保在单个或多个部件失效时仍能维持车辆的基本可控性。 第六章:沉浸式人机交互(HMI)与用户体验 随着汽车智能化程度的提高,HMI的设计已不再局限于物理按键。本章研究了自然语言处理(NLP)、手势识别、眼动追踪等技术在车内交互中的集成。重点分析了自动驾驶状态下的驾驶员监控系统(DMS)如何确保驾驶员的接管意愿和能力。此外,探讨了多模态信息融合界面(如增强现实抬头显示AR-HUD)的设计原则,旨在平衡驾驶员的信息获取需求与降低认知负荷之间的矛盾。 第三部分:网联化与生态系统 第七章:车联网(V2X)通信技术与标准 V2X通信是实现车路协同(V2I)和车车协同(V2V)的关键。本章详细比较了基于蜂窝网络的C-V2X(以5G NR V2X为核心)与基于短距离专用通信DSRC/ITS-G5的技术路线和发展现状。阐述了C-V2X在超低延迟(uRLLC)和高可靠性(eMBB)方面如何支持高级别自动驾驶所需的协同感知和协同决策。探讨了V2X信息安全与隐私保护的挑战,如身份认证和消息完整性验证。 第八章:数据驱动的OTA与软件生命周期管理 软件定义汽车的商业模式依赖于高效的空中下载(OTA)能力。本章分析了整车OTA的架构设计,包括安全启动、版本管理、回滚机制和差分更新算法。探讨了车辆数据采集、清洗、标注、模型训练和部署的完整数据闭环流程。重点讨论了如何在保障数据安全和合规性的前提下,利用海量行驶数据持续迭代和优化自动驾驶算法,实现产品的价值增值。 第九章:未来出行服务与伦理法规 本章将视角转向智能网联汽车对社会的宏观影响。分析了移动即服务(MaaS)、自动驾驶出租车(Robotaxi)的商业模式构建与运营挑战。探讨了在L4/L5场景下,自动驾驶系统在面对不可避免的事故时,如何遵循“电车难题”等伦理困境的决策框架。最后,梳理了全球主要国家和地区在自动驾驶测试许可、数据跨境传输以及事故责任认定方面的最新法规动态,为产业落地提供政策参考。 结语:迈向完全自动化的长期挑战 本书最后总结了实现通用环境下的完全自动驾驶(L5)仍需跨越的技术鸿沟,包括对极端长尾事件(Corner Cases)的处理能力、可解释性的AI模型、以及跨领域系统间的深度互操作性。智能网联汽车的未来不仅是技术的胜利,更是工程、安全、法规和伦理多方面协同进步的综合体现。

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我最近有幸翻阅了《混合电动车辆基础》,这本书虽然没有直接提及某个具体车型的技术细节,但它所构建的宏大框架和深入浅出的讲解,让我对混合动力汽车这个新兴领域有了前所未有的认识。作者并非简单地罗列零部件,而是从更宏观的视角,剖析了混合动力技术得以诞生的社会经济背景和技术驱动力。例如,在第一部分,作者详尽地阐述了在全球能源危机和环保压力日益增大的背景下,传统燃油车面临的瓶颈,以及各国政府和科研机构为了寻求可持续交通解决方案而进行的探索。这部分内容非常引人入胜,让我开始思考,是什么样的外部因素促使工程师们跳出固有的思维模式,去构思一种将两种动力系统巧妙结合的车辆。书中没有直接给出“如何制造”的答案,但它通过对历史进程的梳理,让我理解了“为何要制造”以及“为何要朝着这个方向发展”的核心逻辑。它为我理解后续的技术细节打下了坚实的基础,让我明白,任何一项技术的出现都不是凭空产生的,而是社会需求、技术进步以及战略考量共同作用的结果。这种对技术背后的“故事”的挖掘,比单纯的技术参数讲解更具吸引力,它让我从一个旁观者变成了一个思考者,开始主动去探索和学习。

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在探讨不同类型的混合动力系统时,作者并没有仅仅停留在“串联”、“并联”、“混联”的分类层面,而是更进一步地分析了这些不同架构在实际应用中可能带来的优劣势。尽管书中没有直接给出“哪种类型最适合某种车型”的结论,但通过对不同系统设计思路的解读,我能够自行推断出它们在成本、性能、燃油经济性以及驾驶体验等方面可能存在的差异。例如,对于串联式混合动力,我能理解其在城市拥堵路况下的优势,因为内燃机可以稳定地工作在最高效的转速区间为发电机供电,而车辆的驱动则完全由电动机承担,提供平顺的加速。而对于并联式,我则能想象其在高速巡航时的表现,此时内燃机可以成为主要的动力来源,而电动机则可以作为辅助,进一步降低油耗。这种引导式的分析,让我主动去思考不同技术方案背后的权衡,而不是被动接受一个既定的答案。它赋予了我一种“选择”的能力,让我能够从更本质的角度去理解各种技术选择的合理性。

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这本书在描述混合动力技术的基本原理时,并没有陷入过于晦涩的工程术语堆砌,而是通过生动形象的比喻和清晰的逻辑链条,将复杂的系统运作过程展现在读者面前。我尤其对其中关于能量管理策略的探讨印象深刻。作者用“大脑”来比喻控制单元,生动地描绘了它如何在电动机、内燃机以及电池之间进行实时的、最优化的能量分配。这种分配不仅仅是为了提高燃油经济性,更是为了在不同的驾驶工况下,实现最佳的动力输出和最低的排放。书中虽然没有具体列出“哪些算法被应用”,但它通过对“为什么需要这些策略”以及“策略需要实现哪些目标”的阐述,让我明白了这一切都是为了在有限的资源下,追求效率的最大化。它让我认识到,混合动力汽车的精髓并不仅仅在于“两种发动机”,而在于它们之间如何协同工作,以及这个协同过程是如何被智慧的控制系统所管理的。这种对“智能”的强调,让我对这个领域的未来发展充满了期待,也让我开始思考,未来汽车的智能化程度将如何进一步提升。

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我对书中关于“用户体验”的探讨尤为赞赏。作者并没有将混合动力汽车仅仅描绘成一个技术堆砌的产物,而是将其与驾驶者的感受紧密联系起来。他提到了诸如“加速的平顺性”、“怠速时的静谧性”以及“能量回收时的微妙反馈”等细节。尽管书中没有直接给出“如何优化驾驶体验”的具体方法,但通过对这些用户感知层面的描述,我能够想象到,一辆优秀的混合动力汽车,在提供环保和经济性的同时,也能带来更加愉悦和舒适的驾驶感受。这让我意识到,技术的进步最终是为了更好地服务于人,而用户体验的提升,是衡量一项技术是否成功的关键指标之一。这种以人为本的思考方式,让我对这个领域的探索有了更深的共鸣。

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这本书的另一大亮点在于,它为我们描绘了一个更广阔的视角,去理解混合动力技术在整个交通运输体系中的位置。它并没有将混合动力汽车视为孤立的技术存在,而是将其置于更宏大的可持续发展战略之中。作者在章节中,提到了诸如充电基础设施建设、电网负荷管理以及可再生能源在交通领域的应用等相关议题。尽管没有直接给出“如何解决充电难题”的具体方案,但它通过强调这些配套设施的重要性,让我意识到,任何一种新能源技术的普及,都离不开整个生态系统的协同发展。这部分内容让我明白,混合动力汽车的推广,不仅仅是汽车制造商的责任,也涉及到能源供应商、政府规划以及社会公众的共同努力。这种全局观的视角,让我对混合动力汽车的未来发展有了更深刻的理解,也让我意识到,技术进步需要社会整体的配合和支持。

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在谈论混合动力技术对环境的影响时,作者展现了严谨的科学态度。他并没有进行夸大其词的宣传,而是从“碳排放减少”、“能源消耗降低”以及“噪音污染改善”等多个角度,对混合动力汽车的环境效益进行了客观的评估。尽管书中没有直接给出“某款混合动力汽车能减少多少克二氧化碳”的具体数据,但通过对这些普遍性优势的阐述,我能够清晰地认识到,混合动力技术在缓解环境问题方面所扮演的重要角色。它让我明白,选择混合动力汽车,不仅是对个人经济的考量,更是对社会责任的担当。这种对环境价值的强调,让我更加坚定了对可持续交通方式的支持。

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这本书在对混合动力车辆的经济性分析时,并没有简单地进行枯燥的数字罗列,而是从多个维度对“何为经济性”进行了深入的阐释。它不仅仅局限于“油耗降低”,还延伸到了“维护成本”、“保值率”以及“政策补贴”等多个方面。作者通过对这些因素的细致梳理,让我明白,评估一辆混合动力汽车的经济性,需要一个更加全面和长远的视角。它让我认识到,虽然混合动力汽车的初始购买成本可能相对较高,但从全生命周期的角度来看,其在燃油费用、保养费用以及可能的税费减免等方面,都可能带来显著的经济效益。这种对“隐性成本”和“长期回报”的关注,让我对混合动力汽车的价值有了更深层次的理解,也让我开始更理性地看待技术革新所带来的经济影响。

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在讨论混合动力汽车的未来发展趋势时,作者展现出了对行业前瞻性的深刻洞察。尽管书中没有提及具体的“下一代混合动力技术”,但它通过对当前技术瓶颈的分析,以及对消费者需求演变的预测,勾勒出了一个可能的发展方向。我从中可以感受到,未来的混合动力技术将更加注重智能化、集成化和个性化。例如,车辆可能会通过学习用户的驾驶习惯,并结合实时路况信息,来动态调整能量管理策略,从而实现更极致的燃油经济性和更出色的驾驶性能。它也可能将电池技术、电驱动技术与传统内燃机技术进行更深度的融合,创造出更轻巧、更高效、更环保的动力总成。这种对未来的展望,让我对这个领域的发展充满了好奇和期待,也让我开始思考,作为一名读者,我应该如何调整自己的学习方向,以跟上技术发展的步伐。

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这本书在解析混合动力汽车的安全性时,展现了其对细节的关注。作者虽然没有直接列出“哪些安全标准需要满足”,但他在描述过程中,隐含地提到了诸如“高压电池系统的绝缘保护”、“电机和内燃机的集成安全设计”以及“能量回收过程中的制动协同”等关键的安全考量。这让我意识到,在追求性能和效率的同时,安全性始终是混合动力汽车设计中不可或缺的重要环节。他让我明白,一项复杂技术的安全性,并非依靠单一的部件,而是整个系统协同作用的结果。这种对系统性安全的考量,让我对混合动力汽车的可靠性有了更高的信心。

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我非常喜欢本书在结尾部分所传递的开放性思维。作者在总结时,并没有将混合动力技术描绘成一个“最终解决方案”,而是将其视为一个“过渡性技术”,为未来更先进的能源解决方案(如纯电动汽车、氢燃料电池汽车等)铺平道路。这种对技术发展阶段性的认识,让我觉得非常有价值。它让我明白,技术是不断进步的,我们不应该固步自封,而应该保持开放的心态,拥抱未来的变革。它也让我意识到,混合动力技术在当下和可预见的未来,仍然具有其不可替代的价值和意义。这种前瞻性的总结,让我对整个汽车行业的发展方向有了更清晰的认识,也为我未来的学习和思考指明了方向。

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