Vehicle Propulsion Systems (eBook)
XII, 338 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-74692-8 (ISBN)
The authors of this text have written a comprehensive introduction to the modeling and optimization problems encountered when designing new propulsion systems for passenger cars. It is intended for persons interested in the analysis and optimization of vehicle propulsion systems. Its focus is on the control-oriented mathematical description of the physical processes and on the model-based optimization of the system structure and of the supervisory control algorithms.
Preface 5
Preface 7
Contents 8
1 Introduction 12
1.1 Motivation 12
1.2 Objectives 13
1.3 Upstream Processes 16
1.4 Energy Density of On-Board Energy Carriers 21
1.5 Pathways to Better Fuel Economy 23
2 Vehicle Energy and Fuel Consumption – Basic Concepts 24
2.1 Vehicle Energy Losses and Performance Analysis 24
2.2 Mechanical Energy Demand in Driving Cycles 32
2.3 Methods and Tools for the Prediction of Fuel Consumption 43
3 IC-Engine-Based Propulsion Systems 53
3.1 IC Engine Models 53
3.2 Gear-Box Models 57
3.3 Fuel Consumption of IC Engine Powertrains 64
4 Electric and Hybrid-Electric Propulsion Systems 69
4.1 Electric Propulsion Systems 69
4.2 Hybrid-Electric Propulsion Systems 70
4.3 Electric Motors 80
4.4 Batteries 101
4.5 Supercapacitors 120
4.6 Electric Power Links 126
4.7 Torque Couplers 129
4.8 Power Split Devices 131
5 Non-electric Hybrid Propulsion Systems 141
5.1 Short-Term Storage Systems 141
5.2 Flywheels 144
5.3 Continuously Variable Transmissions 150
5.4 Hydraulic Accumulators 155
5.5 Hydraulic Pumps/Motors 163
5.6 Pneumatic Hybrid Engine Systems 167
6 Fuel-Cell Propulsion Systems 174
6.1 Fuel-Cell Electric Vehicles and Fuel-Cell Hybrid Vehicles 174
6.2 Fuel Cells 176
6.3 Reformers 206
7 Supervisory Control Algorithms 214
7.1 Introduction 214
7.2 Heuristic Control Strategies 215
7.3 Optimal Control Strategies 217
8 Appendix I – Case Studies 235
8.1 Case Study 1: Gear Ratio Optimization 235
8.2 Case Study 2: Dual-Clutch System - Gear Shifting 239
8.3 Case Study 3: IC Engine and Flywheel Powertrain 242
8.4 Case Study 4: Supervisory Control for a Parallel HEV 249
8.5 Case Study 5: Optimal Rendez-Vous Maneuvers 259
8.6 Case Study 6: Fuel Optimal Trajectories of a Racing FCEV 269
8.7 Case Study 7: Optimal Control of a Series Hybrid Bus 278
8.8 Case Study 8: Hybrid Pneumatic Engine 288
9 Appendix II – Optimal Control Theory 297
9.1 Parameter Optimization Problems 297
9.2 Optimal Control 306
10 Appendix III – Dynamic Programming 318
10.1 Introduction 318
10.2 Theory 319
10.3 Implementation Issues 322
References 330
Erscheint lt. Verlag | 21.9.2007 |
---|---|
Zusatzinfo | XII, 338 p. 202 illus. |
Verlagsort | Berlin |
Sprache | englisch |
Themenwelt | Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie |
Technik ► Fahrzeugbau / Schiffbau | |
Technik ► Maschinenbau | |
Schlagworte | automotive engineering • Design • Hybrid Electric and Fuel-Cell Vehicles • Modeling • Modeling and Simulation • Motor • optimal control • Optimization • programming • Propulsion • Road Vehicle Propulsion Systems |
ISBN-10 | 3-540-74692-7 / 3540746927 |
ISBN-13 | 978-3-540-74692-8 / 9783540746928 |
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Größe: 7,8 MB
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