本書共分為9章,系統(tǒng)地闡述了電動汽車技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,詳細介紹了電動汽車的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能匹配及零部件等關(guān)鍵技術(shù),包括電動汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力電池及其管理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及整車控制系統(tǒng),并對電動汽車的充電及其基礎(chǔ)設(shè)施、電動汽車相關(guān)標準進行了介紹。
隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.石油能源消耗日益增大.加快了能源短缺的速度.汽車排放造成的大氣污染和溫室效應(yīng).危害著全人類.人類社會和汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.受到極大的威脅.發(fā)展汽車新能源、開發(fā)汽車新動力.成為世界汽車產(chǎn)業(yè)所面臨的十分緊迫的任務(wù).當代融合多種高新技術(shù)而興起的電動汽車正在引發(fā)世界汽車工業(yè)的一場革命.展現(xiàn)了汽車工業(yè)新能源、新動力發(fā)展的光明前景.本書結(jié)合哈爾濱理工大學(xué)汽車電子驅(qū)動控制與系統(tǒng)集成教育部工程中心在電動汽車關(guān)鍵零部件設(shè)計及開發(fā)中多年積累的經(jīng)驗.重點講述了電動汽車動力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能匹配以及電機驅(qū)動系統(tǒng)、動力電池及其管理系統(tǒng)、整車電氣及控制系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計及相關(guān)技術(shù)的開發(fā).對電動汽車的充電及其基礎(chǔ)設(shè)施、電動汽車相關(guān)標準也進行了相應(yīng)的介紹.本書由吳曉剛、周美蘭等編著.吳曉剛負責全書統(tǒng)稿.周美蘭編寫第2、3、7章.張思艷編寫第4章.耿新編寫第9章.其余內(nèi)容由吳曉剛編寫.感謝哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院、清華大學(xué)的杜玖玉博士、南京理工大學(xué)的孫金磊博士等在本書編寫過程中提供的大力支持.哈爾濱理工大學(xué)的周永勤教授、金寧治副教授以及研究生高明明、韓靜、梅尊禹、鄭殿宇、王智揚、侯維祥、呂思宇、陳喆、石文文、王天澤、李學(xué)峰等為全書的審核校對以及插圖的繪制等做了大量的工作.并提出了寶貴意見.在此表示由衷的感謝.依照內(nèi)容典型、注重實用的教材目標.編者進行了許多思考和努力.但由于水平的限制.本書還存在許多不盡如人意之處.敬請讀者提出寶貴意見和建議.編者
前 言
第1 章 緒論 1
。. 1 電動汽車的發(fā)展背景 1
。. 1. 1 能源安全 1
1. 1. 2 環(huán)境保護 1
。. 1. 3 發(fā)展電動汽車的必要性 2
。. 2 電動汽車的發(fā)展歷史 4
。. 2. 1 純電動汽車的發(fā)展歷史 4
。. 2. 2 油電混合動力汽車的發(fā)展歷史 5
。. 3 電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 8
。. 3. 1 美國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 8
1. 3. 2 歐洲各國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
。. 3. 3 日本電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
。. 3. 4 我國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
。. 4 電動汽車的發(fā)展趨勢 11
。. 5 本書簡介 11
習(xí)題 12
第2 章 電動汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作
原理 13
。. 1 電動汽車的分類 13
。. 2 純電動汽車 13
2. 2. 1 電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式 13
。. 2. 2 儲能裝置的結(jié)構(gòu)形式 16
2. 3 混合動力電動汽車 16
。. 3. 1 混合動力電動汽車的分類 17
。. 3. 2 串聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 18
。. 3. 3 并聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 21
。. 3. 4 混聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 25
。. 3. 5 插電式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 29
2. 4 燃料電池電動汽車 31
。. 4. 1 燃料電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 31
。. 4. 2 燃料電池電動汽車的結(jié)構(gòu)及工作
原理 33
2. 5 本章小結(jié) 36
習(xí)題 37
第3 章 電動汽車的行駛工況與性能
匹配 38
。. 1 電動汽車的行駛性能 38
。. 1. 1 驅(qū)動力和行駛阻力 38
。. 1. 2 驅(qū)動力與行駛阻力的平衡 41
。. 1. 3 動力性評價參數(shù) 44
。. 1. 4 續(xù)駛里程 44
。. 2 汽車的行駛工況 46
3. 2. 1 汽車行駛工況概述 47
。. 2. 2 國外汽車行駛工況簡介 47
。. 2. 2. 1 美國行駛工況 47
。. 2. 2. 2 歐洲行駛工況 50
。. 2. 2. 3 日本行駛工況 51
。. 2. 3 我國汽車行駛工況的研究現(xiàn)狀 51
3. 2. 4 汽車行駛工況的開發(fā)方法 52
。. 2. 4. 1 開發(fā)計劃 52
。. 2. 4. 2 汽車行駛工況數(shù)據(jù)的獲取 53
。. 2. 4. 3 數(shù)據(jù)的分析與整理 54
。. 2. 4. 4 行駛工況的解析與合成 54
。. 2. 4. 5 行駛工況的驗證 55
。. 2. 5 汽車行駛工況的特征分析 55
。. 3 純電動汽車的性能匹配 57
3. 4 本章小結(jié) 57
目 錄Ⅴ
習(xí)題 58
第4 章 電動汽車驅(qū)動電動機及控制
系統(tǒng) 59
。. 1 概述 59
。. 2 直流電動機驅(qū)動系統(tǒng) 60
。. 2. 1 直流電動機的結(jié)構(gòu) 60
。. 2. 2 直流電動機的工作原理 62
。. 2. 3 直流電動機的基本特性 63
4. 2. 3. 1 直流電動機的電壓方程 64
。. 2. 3. 2 直流電動機的轉(zhuǎn)矩平衡
方程 64
4. 2. 3. 3 直流電動機的功率平衡
方程 65
。. 2. 3. 4 直流電動機的工作特性 66
。. 2. 3. 5 直流電動機的機械特性
分析 66
。. 2. 4 直流電動機的控制 68
。. 2. 5 直流電動機驅(qū)動系統(tǒng)的特點 69
。. 3 交流感應(yīng)電動機驅(qū)動系統(tǒng) 70
4. 3. 1 交流感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu) 70
。. 3. 2 交流感應(yīng)電動機的工作原理 71
。. 3. 3 交流感應(yīng)電動機的機械特性 72
。. 3. 4 交流感應(yīng)電動機的控制 76
。. 3. 5 交流感應(yīng)電動機驅(qū)動系統(tǒng)的
特點 76
。. 4 交流永磁電動機驅(qū)動系統(tǒng) 77
。. 4. 1 交流永磁電動機的結(jié)構(gòu) 77
。. 4. 2 永磁同步電動機的工作原理 78
4. 4. 3 永磁同步電動機的基本特性 79
。. 4. 4 永磁同步電動機的控制 81
4. 4. 5 交流永磁電動機驅(qū)動系統(tǒng)的
特點 82
。. 5 開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng) 83
4. 5. 1 開關(guān)磁阻電動機的結(jié)構(gòu) 83
。. 5. 2 開關(guān)磁阻電動機的工作原理 83
。. 5. 3 開關(guān)磁阻電動機的運行特性 84
4. 5. 3. 1 開關(guān)磁阻電動機的基本
方程 84
。. 5. 3. 2 開關(guān)磁阻電動機的機械
特性 86
4. 5. 4 開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng) 86
。. 5. 5 開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)的
特點 87
。. 6 本章小結(jié) 88
習(xí)題 88
第5 章 動力電池 89
。. 1 概述 89
。. 2 動力電池的基本術(shù)語 90
5. 3 電動車輛對電池性能的要求 95
。. 3. 1 純電動汽車對電池的要求 95
5. 3. 2 混合動力電動汽車(HEV) 對
電池的要求 95
。. 3. 3 插電式混合動力電動汽車(PHEV)
對電池的要求 96
。. 4 鋰離子動力電池 97
。. 4. 1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 98
。. 4. 2 鋰離子電池的失效機理 99
。. 4. 3 鋰離子電池的電特性 100
。. 4. 4 不同類型鋰離子電池的性能
比較 103
5. 5 其他電動汽車用動力電池 104
。. 5. 1 鉛酸電池 104
。. 5. 2 鎳氫電池 107
。. 5. 3 金屬空氣電池 110
5. 6 本章小結(jié) 111
習(xí)題 112
第6 章 動力電池管理系統(tǒng) 113
。. 1 電池管理系統(tǒng)的功能及基本結(jié)構(gòu) 113
6. 1. 1 電池管理系統(tǒng)的功能 113
。. 1. 2 電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 114
。. 2 動力電池測試 115
。. 2. 1 常用動力電池測試項目 115
。. 2. 2 特性測試的標準化 115
。. 3 電池管理的關(guān)鍵技術(shù) 117
。. 3. 1 動力電池的建模 117
。. 3. 1. 1 動力電池的電化學(xué)模型 118
6. 3. 1. 2 動力電池的等效電路模型 119
。. 3. 2。樱希/ SOH 估計 120
。. 3. 2. 1 動力電池的SOC 估計 120
6. 3. 2. 2 動力電池的SOH 估計 122
。. 3. 3 動力電池組的均衡 123
6. 3. 4 電池組的熱管理 126
。. 4 動力電池的梯次利用與回收 128
6. 4. 1 動力電池的梯次利用 128
。. 4. 2 動力電池的回收 131
。. 5 本章小結(jié) 131
Ⅵ 電動汽車技術(shù)
習(xí)題 132
第7 章 電動汽車的電氣系統(tǒng) 133
。. 1 概述 133
7. 1. 1 低壓電氣系統(tǒng) 133
。. 1. 2 高壓電氣系統(tǒng) 134
。. 2 電源變換器 135
。. 2. 1 降壓變換器 135
。. 2. 1. 1 直流斬波式降壓變換器 135
7. 2. 1. 2 單端正激式降壓變換器 135
。. 2. 2 升壓變換器 136
7. 2. 2. 1。拢铮铮螅 型變換器 136
7. 2. 2. 2 全橋逆變式變換器 136
。. 2. 3 雙向電源變換器 137
。. 2. 3. 1 雙向電源變換器的電路
結(jié)構(gòu) 137
。. 2. 3. 2 雙向電源變換器的升壓
特性 138
。. 2. 3. 3 雙向電源變換器的降壓
特性 138
7. 2. 3. 4 雙向電源變換器的工作
模式 139
。. 3 電氣系統(tǒng)的電磁兼容性 139
。. 3. 1 電磁噪聲的分析 140
。. 3. 2 電磁噪聲的傳播 141
7. 3. 2. 1 傳導(dǎo)耦合 141
。. 3. 2. 2 輻射耦合 142
。. 3. 3 減少電磁干擾的主要措施 142
7. 3. 3. 1 屏蔽 142
。. 3. 3. 2 濾波 145
7. 4 電動汽車的電氣安全技術(shù) 147
。. 4. 1 電氣絕緣檢測的一般方法 147
。. 4. 1. 1 輔助電源法 147
。. 4. 1. 2 電流傳感法 147
。. 4. 2 電動汽車電氣絕緣性的描述 147
。. 4. 3 絕緣電阻檢測原理 148
。. 5 本章小結(jié) 149
習(xí)題 149
第8 章 整車控制系統(tǒng) 150
8. 1 整車控制系統(tǒng)及其功能分析 150
。. 1. 1 整車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 150
8. 1. 2 整車控制器的基本任務(wù) 151
。. 2 整車控制器的開發(fā) 152
8. 2. 1 硬件在環(huán)開發(fā)系統(tǒng) 152
。. 2. 2 建立仿真模型 153
。. 2. 3 快速控制器原型 154
8. 3 整車通信系統(tǒng) 156
。. 3. 1。茫粒 總線及其應(yīng)用 156
8. 3. 1. 1 技術(shù)特點 156
。. 3. 1. 2 CAN 總線的組成 157
。. 3. 1. 3 數(shù)據(jù)傳輸形式和數(shù)據(jù)傳輸
原理 159
8. 3. 1. 4。茫粒 總線的應(yīng)用 161
8. 3. 2。裕裕茫粒 協(xié)議及通信實時性
分析 162
。. 3. 2. 1。裕裕茫粒 協(xié)議 162
。. 3. 2. 2。裕裕茫粒 和標準CAN 的延
遲時間模型 162
。. 3. 2. 3。裕裕茫粒 和標準CAN 的實時性
試驗分析 164
。. 3. 3 FlexRay 總線及其應(yīng)用 165
。. 3. 3. 1 FlexRay 總線 165
。. 3. 3. 2 FlexRay 應(yīng)用 166
。. 4 本章小結(jié) 167
習(xí)題 167
第9 章 電動汽車的充電及其基礎(chǔ)
設(shè)施 168
。. 1 充電設(shè)備及充電接口 168
。. 1. 1 充電設(shè)備概述 168
9. 1. 2 充電接口的標準 171
。. 2 常用充電設(shè)施和應(yīng)用形式 174
。. 2. 1 家用充電設(shè)施 174
。. 2. 2 公共充電設(shè)施 175
。. 2. 3 動力電池更換站 175
9. 3 無線電能傳輸技術(shù) 176
9. 3. 1 無線電能傳輸技術(shù)分類 177
。. 3. 2 感應(yīng)耦合式無線電能傳輸原理
分析 180
9. 3. 3 無線電能傳輸技術(shù)在電動汽車
中的應(yīng)用 186
。. 4 本章小結(jié) 193
習(xí)題 193
附錄 194
附錄A 中國電動汽車標準列表 194
附錄B 國外電動汽車相關(guān)標準 196
參考文獻 202