第1章  緒論1
1.1電動汽車的定義與分類1
1.1.1純電動汽車1
1.1.2混合動力電動汽車2
1.1.3插電式混合動力汽車6
1.1.4增程式混合動力汽車7
1.1.5燃料電池電動汽車9
1.2電驅動特種車輛結構10
1.2.1電源繫統11
1.2.2驅動電機繫統12
1.2.3整車控制器12
1.2.4輔助繫統13
1.3電驅動特種車輛關鍵技術13
1.3.1電池技術13
1.3.2電機技術15
1.3.3控制器技術18
1.4特種車輛電驅化發展趨勢20
1.4.1特種車輛電驅化的預期效益20
1.4.2特種車輛電驅化的軍事應用趨勢21

第2章  電驅動特種車輛總體設計23
2.1電驅動特種車輛基本設計方法23
2.2電驅動特種車輛性能指標確定24
2.2.1動力性24
2.2.2通過性25
2.2.3平順性26
2.2.4安全性26
2.2.5通用質量特性32
2.2.6電磁兼容性40
2.2.7人機工程42
2.3電驅動特種車輛動力繫統方案確定46
2.3.1動力繫統參數匹配任務和目標47
2.3.2電機參數匹配設計47
2.3.3電池參數匹配設計49
2.3.4傳動繫參數匹配設計51
2.4電驅動特種車輛主要尺寸及質量參數確定51
2.4.1主要質量參數的確定51
2.4.2主要尺寸參數的確定53
2.5電驅動特種車輛輪胎確定54
2.5.1特種車輛對輪胎的技術要求54
2.5.2輪胎參數的確定55
2.5.3輪胎總體要求59
2.6電驅動特種車輛模塊化通用構型設計59
2.6.1模塊化設計的定義59
2.6.2裝配設計原則與非模塊化設計的缺點60
2.6.3電驅動特種車輛模塊化劃分60
2.6.4電驅動特種車輛模塊創建方法和流程62
2.7電驅動特種車輛動力學校核63
2.7.1車輛動力學模型V&V 流程63
2.7.2車輛動力學模型驗證工況或場景64
2.7.3車輛動力學模型V&V 指標體繫65
2.7.4車輛動力學模型質量評估67
2.8電驅動特種車輛整車安全性67
2.8.1整車側翻安全性68
2.8.2整車高壓安全性69

第3章  電驅動特種車輛智能動力驅動繫統71
3.1電動車輛動力驅動繫統概述71
3.2電驅動特種車輛動力繫統方案分析與總體設計72
3.3電機驅動繫統75
3.3.1電動汽車電機分類及特點75
3.3.2輪邊電機驅動繫統78
3.3.3輪轂電機驅動繫統79
3.3.4軸電機驅動繫統80
3.4動力電池技術80
3.4.1鉛酸蓄電池80
3.4.2鋰離子電池82
3.4.3鎳氫電池83
3.4.4鈉硫電池84
3.5智能技術85
3.6分布式能量管理技術88

第4章  電驅動特種車輛制動繫統90
4.1電驅動特種車輛制動繫統設計要求90
4.2機械制動繫統92
4.2.1制動器效能92
4.2.2鼓式制動器92
4.2.3盤式制動器97
4.3制動繫統的總體設計99
4.3.1制動驅動機構形式選擇99
4.3.2制動過程的動力學參數計算101
4.3.3制動繫統的結構及零部件設計102
4.3.4應急制動和駐車制動所需的制動力矩106
4.4電機反拖制動繫統設計107
4.4.1繫統控制策略107
4.4.2機電混合制動控制策略108
4.5防抱死制動繫統設計109
4.5.1防抱死繫統概述109
4.5.2ABS 基本原理和理想的制動控制過程110
4.5.3汽車ABS 的數學模型112
4.5.4汽車ABS 的Simulink 模型112

第5章  電驅動特種車輛轉向繫統114
5.1電動汽車轉向繫統概述114
5.1.1機械式轉向繫統116
5.1.2全液壓轉向繫統116
5.1.3電控液壓轉向繫統117
5.1.4電動助力轉向繫統118
5.1.5線控轉向繫統118
5.2轉向繫統的組成與主要性能參數118
5.2.1轉向繫統的組成118
5.2.2轉向繫統的主要性能參數120
5.3機械轉向繫統的設計計算123
5.3.1機械轉向器方案分析123
5.3.2機械轉向器設計方法126
5.3.3轉向器零件強度計算129
5.4液壓式動力轉向機構設計計算129
5.4.1動力轉向機構布置方案129
5.4.2前橋轉向助力繫統方案130
5.4.3電控後橋主動轉向繫統方案131
5.4.4液壓式動力轉向機構計算132
5.4.5油泵的計算與選型134
5.4.6油箱與油管的計算與選型134
5.4.7件的設計及選型135
5.4.8回位彈簧的預緊力和反作用閥直徑的確定137
5.4.9電控動力轉向繫統所用傳感器的選擇137
5.5轉向角匹配138
5.6電機差矩轉向繫統139

第6章  電驅動特種車輛車架及懸架繫統141
6.1特種車輛車架及懸架繫統概述141
6.1.1車架方案分析141
6.1.2懸架方案分析143
6.1.3懸架對汽車主要性能影響的分析144
6.2電驅動特種車輛車架設計技術149
6.2.1車架結構設計149
6.2.2車架縱梁設計150
6.2.3車架結構載荷校核151
6.3電驅動特種車輛懸件設計153
6.3.1懸架繫統153
6.3.2油氣彈簧懸架設計154
6.3.3螺旋彈簧懸架設計155
6.3.4空氣彈簧懸架設計157
6.3.5扭杆彈簧懸架設計158
6.4電驅動特種車輛懸架導向機構設計160
6.4.1前輪獨立懸架導向機構設計要求160
6.4.2後輪獨立懸架導向機構設計要求160
6.4.3縱向平面內上下橫臂軸布置方案160
6.4.4橫向平面內上下橫臂的布置方案161
6.4.5上下橫臂長度的確定162

第7章  電驅動特種車輛駕駛室163
7.1駕駛室總體設計概述163
7.1.1座椅位置設計163
7.1.2駕駛空間165
7.1.3駕駛室的功能166
7.1.4駕駛室兩種總體設計方案166
7.2人機工程設計169
7.2.1座椅設計169
7.2.2乘員操作方便性169
7.2.3車輛視野170
7.3環境控制設計170
7.3.1車內氣候控制繫統170
7.3.2座椅自動記憶調節繫統173
7.3.3駕駛員視覺繫統176
7.4電磁屏蔽設計178
7.5結構防護設計180

第8章  電驅動特種車輛電氣繫統184
8.1電驅動特種車輛高壓配電繫統184
8.1.1電池管理繫統184
8.1.2電機控制器189
8.1.3高壓配電盒與車載充電器193
8.1.4電動壓縮機、PTC 加熱器及高壓線束195
8.2電驅動特種車輛低壓配電繫統198
8.2.1點火開關及搭鐵198
8.2.2車身控制模塊204
8.2.3照明與信號繫統205
8.2.4空調控制繫統208
8.2.5其他輔助控制繫統211

第9章  電驅動特種車輛整車控制繫統213
9.1電驅動特種車輛整車電子控制繫統概述213
9.1.1電驅動特種車輛整車電子控制繫統213
9.1.2電驅動特種車輛底盤電子控制繫統215
9.1.3電驅動特種車輛安全控制繫統220
9.1.4電驅動特種車輛信息電子控制繫統220
9.2CAN 總線在電驅動特種車輛上的應用221
9.2.1車載網絡總線概述221
9.2.2CAN 總線的應用和CAN_ FD 總線222
9.3電驅動特種車輛整車控制策略223
9.3.1純電動汽車能量管理控制策略223
9.3.2混合動力汽車能量管理控制策略223
9.4整車故障診斷功能231
9.4.1電驅動特種車輛的故障診斷231
9.4.2電驅動特種車輛故障診斷的基本流程235

第10章  電驅動特種車輛性能試驗分析237
10.1車輛基本性能計算237
10.1.1動力性237
10.1.2經濟性238
10.2車輛使用性能仿真239
10.3關鍵單機/分繫統性能試驗240
10.3.1動力電池試驗242
10.3.2驅動電機繫統試驗250
10.4電驅動特種車輛總裝集成性能驗證試驗259
10.4.1動力性能試驗260
10.4.2轉向繫統試驗265
10.5基於AVL Cruise 的整車性能仿真267
10.5.1Cruise 軟件及仿真流程簡介267
10.5.2Cruise 常用模塊展示268

參考文獻274

面對環境和資源問題的威脅，電動汽車的研發和生產在近十幾年達到。在“碳中和、碳達峰”的目標背景下，各地對環保越來越重視，2021 年電動重卡汽車在低迷的重卡市場中的銷量持續走高。在國防領域，對重型越野車有著迫切的需求，同時，軍用車輛的電動化也引起人們的關注。在軍事領域，電動化的軍車有著傳統柴油車無法比擬的優勢。，電動化的軍車可以滿足靜默監視的需要。電機的噪聲小，這在敵後執行秘密行動以及運輸物資時更加有利於隱蔽行動，使靜默機動成為可能。第二，電動化可以實現軍車強適應性。發動機受封閉性的影響，電動汽車相比於燃油汽車在泥濘等惡劣地形更具有優勢；另外，在高原地區，柴油車進氣不足，電動汽車相比燃油汽車更有優勢。同時，研究顯示，重型車輛的排放量相當於300 輛家用轎車。如果實現重型車輛的電動化，將會對加速“碳中和、碳達峰”目標的實現做出重要貢獻。目前，軍車電動化在武裝部隊中的應用正在迅速成為現實，雖然在將電動汽車用於戰鬥環境之前需要解決技術障礙，但新技術已經在一些軍營中得到應用，將電動化的車輛運用於軍事領域是勢在必行的。
本書全面、繫統地介紹了電驅動特種車輛技術，共分10 章：第1 章介紹了電動汽車的定義與分類，闡述了電驅動特種車輛結構與關鍵技術，並且分析了特種車輛電驅化發展趨勢；第2 章闡述了電驅動特種車輛總體設計方法；第3 章至第9 章分別介紹了電驅動特種車輛智能動力驅動繫統、電驅動特種車輛制動繫統、電驅動特種車輛轉向繫統、電驅動特種車輛車架及懸架繫統、電驅動特種車輛駕駛室、電驅動特種車輛電氣繫統以及電驅動特種車輛整車控制繫統；第10 章闡述了電驅動特種車輛性能試驗，包括車輛基本性能計算與基於AVL Cruise 的整車性能仿真。
本書對電驅動特種車輛的關鍵技術做了深入的分析，內容兼具國內外相關研究，既反映了當前國內外關於重型車輛的新技術與研究成果，同時體現了新的行業導向。
為了向閱讀者傳播知識並提供解決問題的思路，本書在編寫過程中，參閱了大量的相關文獻，這些成功的研究內容與成果給予我們非常大的幫助，在此，向相關參考文獻的作者表示衷心的感謝。
由於筆者水平有限，本書不足之處在所難免，懇請讀者提出寶貴的意見，以便我們在後續的工作中進行修正和改進。

編著者