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| 編輯推薦： |
1. 本书阐述的智能环境友好型车辆，是一种具有新架构形态、技术体系和应用特征的新概念载运工具平台，而并非传统意义上以电动汽车为载体的智能化汽车。
2. 本书从多学科融合交叉的角度比较完整、系统地讨论了智能环境友好型车辆的概念内涵、系统架构、基础理论、关键技术体系、典型工程应用与实现。
3. 本书是作者团队20余年的成果总结，在这个汽车发生大变革的时代，极具借鉴意义。
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| 內容簡介： |
《智能环境友好型车辆：概念、技术架构与工程实现》全面阐述了智能环境友好型车辆这一新概念载运工具的理论基础、关键技术与工程应用等问题，是关于这一新兴车辆产品技术领域的学术专著，是作者团队对过去二十年的研究成果进行系统化整理的产物。本书从多学科融合、交叉的角度，比较完整、系统地讨论了环境友好型车辆的概念内涵、系统架构、基础理论、关键技术体系、典型工程应用与实现。
本书适合汽车及相关行业的高校、科研院所和企业研发部门的师生和研究人员阅读，也可供相关领域的工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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李克强，中国工程院院士、清华大学车辆与运载学院 教授，国家智能网联汽车创新中心首席科学家、清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室主任。
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| 目錄：
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前言
第 1章 智能环境友好型车辆概论.. 1
1.1引言.. 1
1.2智能环境友好型车辆的概念与内涵.. 3
1.3智能环境友好型车辆的系统特点.. 7
1.4智能环境友好型车辆的新型体系架构.. 8
1.4.1 智能信息交互系统.. 10
1.4.2 清洁能源动力系统.. 12
1.4.3 电控化底盘系统.. 14
1.5 i-EFV的典型系统应用.. 14
1.5.1 基于行驶环境信息交互的智能混合动力汽车.. 14
1.5.2 基于车 -路 -网交互的智能纯电动汽车.. 17
参考文献..20
第 2章 智能环境友好型车辆难点问题与关键技术架构.. 21
2.1 i-EFV的难点问题.. 21
2.2 i-EFV涉及的关键科学问题.. 22
2.2.1 i-EFV复杂机电系统的多物理过程耦合机理.. 22
2.2.2 “人 -车 -路”广义机械动力学系统建模与协同控制方法.. 25
2.3智能环境友好型车辆关键技术架构.. 28
2.3.1 结构共用..28
2.3.2 信息融合..29
2.3.3 控制协同..29
参考文献..31
第 3章 智能环境友好型车辆的结构共用技术..32
3.1 结构共用优化集成技术概述.. 32
3.1.1 结构共用集成的概念.. 32
3.1.2 结构共用集成的内涵.. 34
3.2系统的结构共用技术.. 36
3.2.1 多传感系统的结构共用.. 36
3.2.2 整车控制的结构共用.. 38
3.2.3 执行系统的结构共用.. 39
3.2.4 结构共用下的系统功能安全设计.. 41
3.3基于结构共用的汽车智能驾驶系统集成架构设计..42
3.3.1 架构设计原则与总体构成.. 42
3.3.2 传感器信息共享架构设计.. 43
3.3.3 控制器资源共用架构设计.. 45
3.3.4 执行器操作共管架构设计.. 46
3.4智能驾驶系统结构共用型集成架构特点分析.. 47
3.4.1 评价指标与计算模型.. 47
3.4.2 与功能叠加型集成方案对比分析.. 48
3.4.3 结构共用集成架构特点总结.. 52
3.5基于结构共用的车载环境感知传感器优选配置.. 53
3.5.1 车载多传感器系统建模.. 55
3.5.2 传感器配置多维评价指标体系.. 61
3.5.3 传感器配置优化问题的建立.. 63
3.5.4 多目标优化求解算法.. 68
3.6 i-EFV驱动 /制动系统结构共用技术.. 72
3.6.1 基于混合动力的驱动系统结构共用技术..73
3.6.2 基于电机制动和电控液压制动的制动系统结构共用技术.. 77
参考文献..78
第 4章 智能环境友好型车辆的信息融合技术.. 80
4.1 多传感器信息融合技术及研究现状.. 80
4.2智能环境友好型车辆的信息融合系统架构..84
4.2.1 目标信息识别.. 86
4.2.2 “人 -车 -路”特征提取.. 87
4.2.3 车辆状态预期.. 88
4.2.4 多源信息融合系统的关键技术.. 88
4.3基于信息融合的交通环境与车辆状态感知技术.. 90
4.4多源传感器信息的空间同步.. 93
4.4.1 多坐标系融合关系建立.. 93
4.4.2 改进的图像与摄像机坐标系之间的坐标转换公式.. 95
4.4.3 传感器的空间同步标定方法.. 97
4.4.4 空间同步方法的实验验证.. 99
4.5基于多源信息的探测目标融合判别.. 100
4.6基于信息融合的车辆参数特征集建立..103
4.7基于信息融合的车辆特征数据提取与处理..105
4.7.1 单目测距..105
4.7.2 同车道可能性的 DCF修正.. 107
4.7.3 卡尔曼跟踪预测.. 108参考文献..110
第 5章 智能环境友好型车辆的控制协同技术..112
5.1车辆底盘一体化协同控制体系.. 112
5.2基于顶层设计的车辆底盘系统协同控制方法.. 116
5.3基于顶层设计的 i-EFV控制协同体系..120
5.3.1 i-EFV分层式协同控制系统架构.. 120
5.3.2 i-EFV多目标及多系统协同的综合控制.. 124
5.4 i-EFV控制协同技术的典型应用.. 125
5.4.1 混合动力车辆智能驾驶辅助协调控制技术..125
5.4.2 混合动力多系统能源管理与协调控制技术..142
5.4.3 分布式电驱动车辆纵 -横 -垂向轮胎力协同控制技术.. 147参考文献..149
第 6章 基于结构共用的智能电动车辆节能控制实现.. 150
6.1智能节能控制系统总体架构.. 150
6.1.1 控制系统设计原则.. 150
6.1.2 控制系统架构.. 151
6.2基于场景分析的节能模式决策与切换.. 152
6.2.1 基于安全态势评估的行车场景划分.. 152
6.2.2 基于场景变化的模式切换控制.. 154
6.2.3 基于驾驶意图的系统开启控制.. 155
6.3各模式下的驱动电机转矩优化控制.. 155
6.3.1 各模式下的驱动电机转矩优化规则.. 156
6.3.2 基于 MPC的纵向跟车运动控制算法.. 158
6.3.3 电机转矩优化系数表的提取与拟合.. 161
6.4电动车辆智能节能控制的仿真分析.. 163
6.4.1 仿真平台设计.. 163
6.4.2 仿真方案设计.. 166
6.4.3 车辆节能控制效果仿真分析.. 168
6.5基于结构共用的智能电动车辆节能控制实验研究..173
6.5.1 实验方案设计.. 173
6.5.2 城市拥堵路况车辆节能控制实验分析.. 176
6.5.3 城市一般路况车辆节能控制实验分析.. 184
6.5.4 不同城市路况车辆节能控制实验结果对比..189参考文献..190
第 7章 基于控制协同的智能混合动力汽车 ACC实现.. 191
7.1 i-HEV ACC的控制系统结构.. 191
7.2 i-HEV ACC的技术难点与重点.. 195
7.3智能混合动力汽车 ACC系统关键技术..197
7.3.1 多目标稳态优化.. 197
7.3.2 多系统动态协调.. 212
7.3.3 电池等效燃油消耗因子估算.. 218
7.4智能混合动力汽车 ACC仿真分析.. 221
7.4.1 前向仿真平台结构设计.. 221
7.4.2 前向仿真平台模型.. 222
7.4.3 前向仿真平台验证.. 225
7.4.4 仿真对比工况.. 226
7.4.5 仿真对比评价指标.. 227
7.4.6 仿真对比策略及对比方法.. 229
7.4.7 i-HEV ACC与 IV ACC仿真结果对比分析..231
7.4.8 i-HEV ACC与 HEV仿真结果对比分析.. 235
7.4.9 i-HEV ACC与简单叠加式 HEV ACC仿真结果对比分析.. 238
7.5智能混合动力汽车 ACC实验研究.. 243
7.5.1 i-HEV车辆实验平台设计.. 243
7.5.2 i-HEV整车控制系统 RCP开发.. 244
7.5.3 i-HEV硬件平台设计.. 245
7.5.4 i-HEV ACC综合性能实验验证方案.. 247
7.5.5 i-HEV ACC循环工况实验对比方案.. 249
7.5.6 总体实验结果分析.. 249
7.5.7 前车大加减速工况实验结果分析.. 252
7.5.8 循环工况对比实验结果分析.. 254参考文献..262
第 8章 基于多源信息融合的智能电动汽车充、换电调度实现.. 264
8.1 电动汽车充、换电调度研究.. 264
8.1.1 电动汽车充、换电流程设计.. 265
8.1.2 充、换电需求判断以及驾驶员决策.. 266
8.1.3 电动汽车充电调度策略.. 269
8.1.4 电动汽车换电调度策略.. 277
8.2电动汽车充、换电调度仿真平台的搭建..281
8.2.1 仿真平台总体设计.. 281
8.2.2 电动汽车模型的建立.. 281
8.2.3 充、换电站模型的建立.. 286
8.2.4 道路交通网模型及电网模型介绍.. 289
8.3电动汽车充、换电调度策略仿真验证..291
8.3.1 仿真方案设计.. 291
8.3.2 交通侧仿真结果分析.. 299
8.3.3 电网侧仿真结果分析.. 307参考文献..317
第 9章 基于多网融合与车路云协同的电动车辆出行规划及驾驶控制.. 318
9.1应用背景.. 318
9.2网联电动车辆出行规划与节能控制系统总体设计..320
9.2.1 系统架构设计.. 320
9.2.2 电动车辆出行规划方案设计.. 322
9.2.3 电动车辆智能节能控制.. 324
9.2.4 电动车队智能节能控制.. 325
9.2.5 技术难点与重点.. 325
9.3网联电动车辆的多目标出行规划方法.. 327
9.3.1 出行规划方法系统模型.. 327
9.3.2 出行目标与出行约束定义.. 332
9.3.3 基于赋时多目标的蚁群优化算法求解.. 337
9.3.4 出行规划算法仿真分析.. 347
9.4基于车路云协同的纯电动公交车预测性巡航控制..358
9.4.1 电动公交车辆云控预测性巡航控制系统架构.. 360
9.4.2 云端态势预测及滚动规划控制方法.. 362
9.4.3仿真与验证结果.. 369参考文献..375
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| 內容試閱：
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汽车从产生开始极大地提高了交通效率和人类出行的便捷性，同时它的出现也引发了诸如交通安全、石油消耗、排放污染、城市拥堵等一系列的社会问题。随着汽车智能化、电动化技术的不断成熟，尤其是新兴的汽车电子技术、通信技术、大数据平台等技术的进步和应用，“能源动力革命”“智能化革命”“互联网革命”正引导汽车技术和产业发生颠覆性变革，基于智能交通背景下的智能网联汽车技术与以电驱动为代表的清洁能源汽车技术是解决日益严重的环境污染、能源短缺、道路拥堵、交通事故等社会问题的两大技术主线。然而纵观目前智能汽车与清洁能源汽车的研究，都主要致力于解决各自领域的突出问题，汽车的动力革命与智能革命虽然互有交叉，但缺乏深度的融合。如何从多系统集成优化的角度，研究具有最优安全、舒适、节能与环保综合性能的新型车辆，探索相关的共性基础理论，将是未来汽车发展所面临的一大挑战。
在全球范围内“碳中和”“碳达峰”的产业发展背景下，人们对于环境友好的工业产品技术更加关注，电动化、智能化、网联化与共享化的汽车“新四化”发展趋势已经成为行业的一致共识。在中国汽车工业的转型升级过程中，电动化已经完成了上半场的历史使命，而智能化将会开启中国汽车行业下半场的历史新纪元。绿色驱动变革，智能引领未来。
智能环境友好型车辆作为汽车能源革命、智能革命和信息革命前沿技术的集成载体，是一种具有全新架构形态、技术体系和应用特征的新概念载运工具平台，而并非传统意义上以电动汽车为载体的智能化汽车。其功能实现和运行效果并不仅仅取决于车辆自身的控制，而是体现为在万物互联的技术背景下的数据驱动和以车辆为核心的能源网、交通网、信息网等多网融合与综合优化。智能化与网联化融合、“车 -路 -云 -网 -图”一体化协同已经成为中国特色的汽车智能化发展技术路线，以及汽车工业转型升级进程下半场的“中国方案”。
针对现代汽车安全、舒适、节能与环保综合性能的需求，本书从多领域交叉融合、多系统综合设计的角度，对智能环境友好型车辆的基本概念、系统架构以及所涉及的关键基础技术进行了研究。全书以智能环境友好型车辆的结构共用、信息融合与控制协同三大关键技术及体系架构为主线，不但向下探讨了起支撑作用的智能环境友好型车辆复杂机电系统多物理过程耦合机理与广义机械系统动力学建模的基础理论，向上也分别以综合安全性、经济性与舒适性多目标，以智能混合动力汽车 ACC系统、网联电动汽车的出行规划、行驶节能与充、换电调度为案例，系统阐述了结构共用、信息融合与控制协同这三大关键技术的工程实现与应用实践。本书全面阐述了智能环境友好型车辆这一新概念载运工具的科学基础、关键技术与工程应用等问题，是作者团队对过去二十年来智能车辆科研组的研究成果进行系统化整理和总结的产物。
本书由李克强确定总体思路、结构框架和各章节内容，并负责审校、统稿和定稿。全书内容划分为 9章，从多学科融合交叉的角度比较完整、系统地阐述了智能环境友好型车辆的概念内涵、系统架构、基础理论、关键技术体系、典型工程应用与实现。本书撰写过程中，智能车辆科研组的刘力、邹广才、陈涛、王肖、郑洋、黄彬、张书玮、曹坤、朱陶、解来卿、边有钢、秦晓辉、徐彪等多位研究生和孔伟伟、黄晨等博士后研究人员为相应各章节写作提供了有价值的资料，解来卿博士在书稿素材整理方面付出了大量的时间和精力，在此一并对他们的辛勤付出表示感谢。
作为一种跨领域深度交叉、融合集成的产品，智能环境友好型车辆的体系架构、理论基础和关键技术也会随着时代的变迁而不断演进和发展。本书的编纂尚不能穷尽智能环境友好型车辆方方面面的科学、技术与工程问题，难免有所疏漏，希望能为行业提供一个抛砖引玉的样本案例。同时由于作者的知识水平有限，书中不足之处，恳请广大同行和读者批评指正。
李克强
2022年 6月于北京清华园
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