本书根据普通高等教育汽车类专业人才培养目标,结合应用型本科教学需求,对目前汽车上应用的汽车电器与电子控制技术进行了梳理,摒弃了传统汽车上已经淘汰的电气设备或电控技术,构建了传统汽车电器与电子控制技术、纯电动汽车电子控制技术和智能网联汽车电子控制技术的知识体系,内容由浅入深、循序渐进,实用性强。
全书共14章,主要内容包括:绪论,汽车电源系统,汽车起动系统,汽车点火系统,汽车照明、信号与报警系统,汽车仪表与电子显示装置,汽车电器辅助设备,汽车发动机管理系统,汽车电控自动变速器,汽车主动安全性控制系统,汽车舒适性控制系统,汽车车载网络技术,纯电动汽车电子控制技术,智能网联汽车电子控制技术。本书以典型汽车电器、电子控制系统的电路分析为出发点,将汽车电器与电子控制技术领域的理论知识与工程实践能力的培养有机融合。
本书可作为普通高等教育车辆工程、新能源汽车工程、智能车辆工程、汽车服务工程等专业的教材,也可作为高等职业院校等汽车专业的教材,还可供广大汽车工程技术人员、汽车使用与维修人员、汽车运输与管理人员参考使用。
本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念,融入思政元素,注重理论与实践相结合。为任课教师提供电子课件等丰富数字化资源配套。
当前,汽车产业的发展进入到一个百年未有的产业重构新时代。汽车“新四化”的发展趋势以及“碳达峰、碳中和”的战略目标为汽车产业的发展提供了新的机遇和新的挑战。随着汽车电子技术、人工智能技术、互联网技术的快速发展,目前汽车上的电气设备与电子控制技术较传统车辆有了较大的区别,伴随着触点式点火系统、液力偶合器等技术的淘汰,自适应前照灯、自动驾驶辅助系统等新兴技术在汽车上不断地应用,汽车电器与电子控制技术的知识体系必须重新构建,以满足传统汽车、电动汽车、智能网联汽车快速发展对车辆工程人才的需求。
本书结合当前汽车发展的要求,在介绍了传统汽车电器与电子控制技术的基础上,添加和完善了纯电动汽车电子控制技术、智能网联汽车电子控制技术的知识,以满足车辆工程、新能源汽车工程、智能车辆工程等专业在人才培养过程中涉及“汽车电器与电子控制技术”领域内知识、能力和素养的需求。
本书涵盖了5部分内容,第1部分(第1章)为绪论;第2部分(第2~7章)介绍汽车电气设备,包括汽车电源系统,汽车起动系统,汽车点火系统,汽车照明、信号与报警系统,汽车仪表与电子显示装置,汽车电器辅助设备;第3部分(第8~12章)介绍传统汽车电子控制技术,包括汽车发动机管理系统、汽车电控自动变速器、汽车主动安全性控制系统、汽车舒适性控制系统、汽车车载网络技术;第4部分(第13章)介绍纯电动汽车电子控制技术,包括纯电动汽车电池管理系统、驱动电机系统、充电系统及整车控制器等关键系统的电子控制技术;第5部分(第14章)介绍智能网联汽车电子控制技术,包括环境感知技术、车辆定位导航技术、车辆路径规划、车辆运动控制技术、通信技术等关键控制技术和自动驾驶辅助系统。本书内容系统、新颖,图文并茂,重点突出,简化了冗长的理论分析。
本书按照应用型本科教育的总体目标,坚持 “突出基础、突出特色、突出应用、突出技术”的原则, 打破传统教材的体例,以工程实践能力培养为目标,加强了专业能力及素养培养的内容。
本书内容包括了江苏省高校“青蓝工程”资助、江苏省高校高级访问学者资助项目和三江学院科研资助项目(重大项目,编号:2019SJKY008)的部分研究成果。
本书由王冬良、王金湘任主编,皮大伟、王海巧、秦洪艳任副主编。全书由王冬良统稿。编写分工如下:三江学院王冬良编写第1章、第4章、第8章和第9章;金陵科技学院孟妍妮编写第2章、第3章和第12章;金陵科技学院王海巧编写第5章和第6章;三江学院康杰、郁秋荣编写第7章;南京工业大学浦江学院张蓉编写第10章;三江学院秦洪艳编写第11章;南京理工大学皮大伟编写第13章;东南大学王金湘编写第14章。金陵科技学院孟妍妮、王海巧系江苏省首批省级一流本科课程“汽车电器与电子技术”的课程负责人和课程团队主要成员。三江学院池敦胜、季丰、姚奇在本书的编写过程中做了很多的资料收集工作。
在编写过程中,东南大学陈南教授对本书给予了指导性的宝贵意见,使全书结构更为严谨,在此深表谢忱。
本书的编写参照了国内外大量的专著、教材、期刊资料,在此向原作者表示真诚的感谢。本书的编写得到了三江学院各位领导、同事的大力支持和帮助,在此一并表示感谢。
限于编者水平有限,书中难免有疏漏和不妥之处,恳请广大读者批评指正。
编者
高等院校教师
前言
第1章绪论1
11汽车电器与电子控制技术的发展现状1
12汽车电器与电子控制技术的分类3
121汽车电气设备3
122汽车电子控制系统3
13汽车电器与电子控制技术的特点5
131低压直流5
132单线制5
133负极搭铁5
134用电设备并联连接5
14汽车电子控制技术的发展趋势6
141集成化6
142电动化6
143智能化6
144网联化6
145共享化7
第2章汽车电源系统9
21汽车电源系统概述9
211汽车电源系统的组成9
212汽车电源系统的工作特性10
22传统汽车用铅酸蓄电池11
221铅酸蓄电池的构造11
222蓄电池的型号14
223铅酸蓄电池的工作原理15
224铅酸蓄电池的工作特性17
23电动汽车用动力蓄电池20
231动力蓄电池的种类20
232镍镉电池21
233镍氢电池21
234锂离子电池22
235燃料电池25
24汽车交流发电机26
241汽车交流发电机的构造26
242汽车交流发电机的型号32
243交流发电机的工作原理32
244交流发电机的工作特性40
第3章汽车起动系统43
31汽车起动系统的基础知识43
311发动机起动方式43
312电起动系统的组成与工作过程44
313起动机的组成44
314起动机的型号45
32起动机的结构及工作原理46
321直流电动机46
322传动机构50
323电磁控制装置52
33起动机基本参数的选择53
34新型起动机54
341电枢移动式起动机54
342减速起动机55
第4章汽车点火系统60
41普通电子点火系统61
411概述61
412磁感应式电子点火系统62
413霍尔效应式电子点火系统66
414光电式电子点火系统69
415电子点火系统典型元件构造70
42微机控制点火系统73
421微机控制点火系统的组成73
422微机控制点火系统高压电配电方式75
423微机控制点火系统的控制原理78
424微机控制点火系统的典型应用89
第5章汽车照明、信号与报警系统99
51汽车照明系统99
511照明系统的组成99
512对前照灯的要求100
513前照灯的结构及防眩目措施100
514前照灯的电路102
515电控前照灯系统103
52汽车信号系统111
521转向信号灯111
522危险报警信号灯112
523电喇叭112
53汽车报警系统114
531汽车报警系统的作用114
532常见的汽车报警灯电路114
第6章汽车仪表与电子显示装置118
61汽车传统仪表118
611水温表118
612燃油量表119
62汽车电子仪表120
621电子仪表的组成120
622电子仪表的控制原理121
623常见的电子仪表121
第7章汽车电器辅助设备125
71风窗刮水器与洗涤装置125
711风窗刮水器125
712风窗玻璃洗涤器129
713后窗玻璃除霜装置130
72电动车窗130
721电动车窗的组成和分类130
722电动车窗控制电路及工作原理131
73电动座椅133
731普通电动座椅133
732带存储功能的电动座椅135
74电动后视镜135
741电动后视镜结构136
742电动后视镜控制电路及工作原理136
第8章汽车发动机管理系统140
81汽油机管理系统的基础知识140
811汽油机管理系统的特点140
812汽油机管理系统的类型141
813汽油机管理系统的组成144
82电控汽油机燃油喷射系统147
821空气供给系统147
822燃油供给系统155
823电子控制系统162
824电控燃油喷射系统的控制原理167
83电控汽油机辅助控制系统175
831进气控制系统175
832怠速控制系统182
833排放控制系统185
84柴油机共轨直喷系统188
第9章汽车电控自动变速器192
91概述193
911自动变速器的定义193
912自动变速器的分类193
913电控自动变速器的组成与工作原理196
92液力变矩器198
921液力变矩器的结构198
922液力变矩器的工作原理202
93行星齿轮变速系统204
931单排行星齿轮机构及传动原理204
932组合式行星齿轮机构209
933换档执行元件213
94液压控制系统217
941油泵217
942调压装置218
943换档信号系统220
944阀体及换档阀220
945缓冲安全系统222
946液力变矩器控制装置223
95电子控制系统225
951输入装置225
952控制装置230
953执行元件238
96无级自动变速器240
961概述240
962奥迪Multitronic CVT的结构及工作原理241
97双离合器自动变速器244
971概述244
972大众DQ200的结构及工作原理244
第10章汽车主动安全性控制系统251
101汽车防抱制动系统252
1011防抱制动系统的基础知识252
1012防抱制动系统的组成254
1013防抱制动系统的工作原理263
102汽车电控制动力分配系统272
1021电控制动力分配系统组成272
1022电控制动力分配系统的控制过程272
103汽车驱动防滑转系统273
1031驱动防滑转系统的功用273
1032驱动防滑转系统的调节机理274
1033驱动防滑转系统的控制方法275