本書較為全面地介紹了電動汽車電驅動系統(tǒng)的構成及控制方法等內容!侗緯譃槭拢v述了電動汽車的發(fā)展及其對驅動系統(tǒng)的要求,并著重介紹了電驅動系統(tǒng)的理論基礎分析,參數(shù)設計與評估,在電動汽車中的應用方式、類型、特點及一般控制方法,電磁兼容性的一般性分析與設計,測試技術與實現(xiàn)及安全性分析,還講述了與電驅動系統(tǒng)密切相關的輔助系統(tǒng)等內容。書中內容融入了編著者相關的研究成果和實際工作的總結,對于電動汽車驅動系統(tǒng)相關設計與研究具有較強的參考價值。
第2版前言自《電動汽車電驅動理論與設計》2012年出版以來,電動汽車及其電驅動系統(tǒng)又有了新的發(fā)展。在教學和設計過程中,廣大讀者也對本書提出了寶貴意見。為此,在原書的基礎上,進行了下述內容的修訂: ① 進一步明確了電動汽車電驅動系統(tǒng)的定義。 ② 補充了新型電驅動系統(tǒng)的結構形式,并對其結構特點進行了闡述。 ③ 增加了對最新電驅動技術、產品的介紹。 ④ 精簡了一些內容。 ⑤ 修改了部分錯誤。 本書主要由王志福和張承寧負責修訂,在修訂過程中,葉輝萍,武小花,劉明春,吳曉鵬,周維,韓光偉,田真,宋志堅,周楊,李志等進行了部分的編寫工作。 由于作者水平有限,書中難免存在一些錯誤或不足之處,懇切希望使用本書的廣大師生、技術人員和讀者提出批評指正。 編著者第1版前言電動汽車已經成為當前汽車產業(yè)發(fā)展的一大趨勢,包括了純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電動汽車等類型。電動汽車的技術核心是同時關注動力性、安全性和經濟性等內容,其關鍵技術包括了電驅動技術、能源技術、能量管理技術及汽車制造技術等多個方面。電驅動技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,為不同類型電動汽車的推廣應用奠定了堅實的技術基礎。本書基于目前電驅動系統(tǒng)的發(fā)展,全面闡述了電驅動系統(tǒng)的技術與發(fā)展研究。 全書分為十章。第一章簡要介紹了電驅動系統(tǒng)對于電動汽車的作用及其發(fā)展;第二章結合電動汽車的動力學特性,分析了電動汽車電驅動系統(tǒng)的形式與結構,并闡述了電動汽車的力學關系;第三章結合電動汽車的動力性需求,介紹了電驅動系統(tǒng)的參數(shù)匹配原則與方法,并結合當前通用的工況對電動汽車驅動系統(tǒng)的評估方法和標準進行深入分析;第四章全面介紹了電驅動系統(tǒng)的結構形式,并分析了每種結構形式優(yōu)缺點和作用原理;第五章和第六章分別針對電驅動系統(tǒng)的功率變換和驅動電機進行了詳細闡述,介紹了常用的驅動電路結構與控制原理,分析了不同驅動電機的結構形式與應用,同時,對支撐電容器的設計與選用進行介紹。第七章簡要介紹了電動汽車輔助系統(tǒng),對電動助力轉向、電動空調、電動汽車儀表系統(tǒng)進行了說明;第八章針對電驅動系統(tǒng)存在的電磁兼容性能進行了分析,對屏蔽、濾波等技術在電驅動系統(tǒng)中的應用進行了闡述;第九章結合目前電驅動系統(tǒng)的測試,對電驅動系統(tǒng)的各項測試和綜合測試方法進行了闡述;第十章介紹了當前關注較多的電驅動系統(tǒng)安全問題,對漏電檢測、儲氫安全、碰撞安全等內容進行了闡述。 本書第一章和第六章由張承寧編寫,第二章~第五章、第七章~第十章由王志福編寫,同時實驗室的田真、劉明春、吳曉鵬、韓光偉、周維、武小花以及葉輝萍等為本書提供了相關的參考資料并進行了部分的編寫工作。 本書的完成過程中得到了國家自然科學基金項目(項目編號:51105032)的資助。本書的內容采用了實驗室相關研究成果和科研內容,翟麗博士、李炯博士、王再宙博士、葉輝萍碩士等的研究成果為本書的內容增加了很多獨有的內容,在此向他們表示衷心的感謝。 電動汽車技術涉及知識面廣,既涉及傳統(tǒng)汽車的知識,又涉及電、控制等方面的技術,發(fā)展迅速,由于作者水平有限,書中難免存在一些錯誤或不足之處,敬請廣大讀者批評指正(聯(lián)系郵箱:wangzhifu@bit.edu.cn)。 編著者
目錄第2版前言第1版前言第一章緒論1第一節(jié)電動汽車1一、電動汽車發(fā)展的背景需求1二、電動汽車的種類及技術特點4三、電動汽車發(fā)展的關鍵技術9第二節(jié)電驅動系統(tǒng)10一、電驅動系統(tǒng)的構成10二、電驅動系統(tǒng)的作用11三、電驅動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11四、電驅動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢16參考文獻20第二章電動汽車電驅動理論基礎22第一節(jié)電動汽車的構造與工作原理22一、電動汽車的構造22二、電動汽車電驅動系統(tǒng)的結構形式25第二節(jié)電動汽車動力學26一、電動汽車受力分析26二、電動汽車動力學方程32三、電動汽車行駛的附著條件與附著率34四、電動汽車的性能36參考文獻43第三章電動汽車電驅動系統(tǒng)的匹配與評估44第一節(jié)電動汽車電驅動系統(tǒng)動力需求特性理論44一、驅動電機的特性44二、傳動裝置的特性45三、電動汽車動力性能分析46第二節(jié)電動汽車電驅動系統(tǒng)參數(shù)匹配準則48一、電驅動系統(tǒng)的特性要求48二、電機參數(shù)匹配48三、傳動裝置參數(shù)匹配50第三節(jié)電動汽車電驅動系統(tǒng)性能評估方法和標準50一、汽車行駛工況50二、電驅動系統(tǒng)評價標準55三、電驅動系統(tǒng)評估方法56參考文獻76電動汽車電驅動理論與設計第2版目錄第四章電動汽車電驅動系統(tǒng)結構77第一節(jié)單電機驅動系統(tǒng)77一、單電機直接驅動77二、單電機驅動手動機械式變速器78三、單電機驅動電控機械式變速器79四、單電機驅動液力機械式自動變速器82五、單電機驅動無級式自動變速器85第二節(jié)多電機獨立驅動86一、電機與減速器組合式驅動系統(tǒng)87二、輪邊電機驅動系統(tǒng)88三、輪轂電機驅動系統(tǒng)89四、雙軸獨立驅動92第三節(jié)多電機耦合驅動93一、多動力耦合系統(tǒng)94二、雙電機耦合驅動97三、雙機械端口電機102參考文獻104第五章電驅動控制技術106第一節(jié)電力半導體器件107一、不可控型開關器件108二、半控型開關器件——晶閘管110三、典型全控器件114四、寬禁帶半導體器件126第二節(jié)電力半導體器件的驅動電路及保護128一、電力半導體器件的驅動電路128二、電力電子器件的保護132三、電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用135第三節(jié)整流電路137一、單相半波可控整流電路137二、三相半波可控整流電路146三、三相橋式全控整流電路150第四節(jié)逆變電路154一、直流發(fā)電機電動機系統(tǒng)電能的流轉154二、逆變產生的條件155三、逆變失敗與最小逆變角的限制156第五節(jié)母線支撐電容器158一、支撐電容器的類型及特點158二、支撐電容器的選用與設計166參考文獻168第六章電動汽車電驅動技術169第一節(jié)電動汽車電驅動系統(tǒng)概述169一、電動汽車電驅動系統(tǒng)的種類及特點169二、電動汽車對驅動電機的性能要求170第二節(jié)驅動電機171一、驅動電機的分類172二、直流電機173三、三相異步電機177四、永磁電機180五、開關磁阻電機183第三節(jié)交流異步電機控制算法186一、交流異步電機dq參考坐標系數(shù)學建模186二、交流異步電機VVVF控制187三、交流異步電機矢量控制187四、速度控制算法196五、效率最大化控制算法198第四節(jié)永磁同步電機控制系統(tǒng)199一、永磁同步電機的矢量控制199二、永磁同步電機的直接轉矩控制策略203第五節(jié)開關磁阻電機控制系統(tǒng)控制算法205第六節(jié)電動汽車驅動系統(tǒng)的發(fā)展方向207一、驅動電機的發(fā)展方向207二、驅動系統(tǒng)控制技術的發(fā)展方向209參考文獻212第七章電動汽車的輔助系統(tǒng)214第一節(jié)電動汽車電動助力轉向系統(tǒng)214第二節(jié)電動汽車電動空調系統(tǒng)218一、電動空調系統(tǒng)概述218二、電動空調系統(tǒng)方案219三、電動壓縮機及其驅動方式220四、其他電動空調產品223第三節(jié)電動汽車駕駛人儀表系統(tǒng)225一、汽車儀表系統(tǒng)的發(fā)展過程226二、電動汽車用儀表系統(tǒng)227三、電動汽車儀表系統(tǒng)的發(fā)展趨勢230參考文獻230第八章驅動系統(tǒng)電磁兼容232第一節(jié)電磁兼容基本概念與術語232一、電磁兼容含義232二、現(xiàn)代汽車電磁兼容問題232第二節(jié)電驅動系統(tǒng)電磁騷擾源234一、電磁騷擾分類235二、自然騷擾源235三、車外騷擾源237四、車載騷擾源238第三節(jié)電驅動系統(tǒng)電磁騷擾發(fā)生機理241一、放電噪聲241二、感性負載的瞬變242三、功率電子瞬變242四、 反射現(xiàn)象245五、電動汽車產生的典型的電磁騷擾源246第四節(jié)電動汽車的車載電磁騷擾源252一、車用電機驅動系統(tǒng)252二、總線系統(tǒng)255三、DC-DC變換系統(tǒng)256第五節(jié)電驅動系統(tǒng)印制電路板電磁兼容258一、印制電路板的電磁兼容設計258二、印制電路板的布局259三、印制電路板的布線260第六節(jié)屏蔽與濾波在電動汽車上的應用261一、屏蔽技術在汽車上的應用舉例262二、濾波器在汽車上的應用264參考文獻267第九章電動汽車電驅動系統(tǒng)參數(shù)測試269第一節(jié)電驅動系統(tǒng)測試基礎270一、諧波分析270二、諧波表示法271三、驅動系統(tǒng)諧波特性272第二節(jié)電壓和電流測量274一、電壓與電流的有效值274二、電壓和電流的畸變因數(shù)275第三節(jié)電功率計算275第四節(jié)電機轉速與轉矩測試278一、