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電氣與電子工程學院、清華大學的杜玖玉博士、南京理工大學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. 1 能源安全 1
。. 1. 2 環(huán)境保護 1
。. 1. 3 發(fā)展電動汽車的必要性 2
1. 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
1. 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
習題 12
第2 章 電動汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作
原理 13
2. 1 電動汽車的分類 13
。. 2 純電動汽車 13
。. 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
。. 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
2. 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
2. 3. 5 插電式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 29
。. 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
。. 5 本章小結(jié) 36
習題 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
3. 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
3. 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
3. 2. 3 我國汽車行駛工況的研究現(xiàn)狀 51
。. 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
3. 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. 3 純電動汽車的性能匹配 57
。. 4 本章小結(jié) 57
目 錄Ⅴ
習題 58
第4 章 電動汽車驅(qū)動電動機及控制
系統(tǒng) 59
4. 1 概述 59
。. 2 直流電動機驅(qū)動系統(tǒng) 60
4. 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
。. 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
。. 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
4. 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
4. 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
4. 5. 3 開關(guān)磁阻電動機的運行特性 84
。. 5. 3. 1 開關(guān)磁阻電動機的基本
方程 84
4. 5. 3. 2 開關(guān)磁阻電動機的機械
特性 86
。. 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
。. 3 電動車輛對電池性能的要求 95
5. 3. 1 純電動汽車對電池的要求 95
。. 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
5. 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. 5. 1 鉛酸電池 104
5. 5. 2 鎳氫電池 107
。. 5. 3 金屬空氣電池 110
。. 6 本章小結(jié) 111
習題 112
第6 章 動力電池管理系統(tǒng) 113
6. 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
6. 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
6. 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
6. 3. 1. 1 動力電池的電化學模型 118
。. 3. 1. 2 動力電池的等效電路模型 119
。. 3. 2 SOC/ 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
。. 3. 4 電池組的熱管理 126
。. 4 動力電池的梯次利用與回收 128
。. 4. 1 動力電池的梯次利用 128
6. 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)
習題 132
第7 章 電動汽車的電氣系統(tǒng) 133
。. 1 概述 133
。. 1. 1 低壓電氣系統(tǒng) 133
7. 1. 2 高壓電氣系統(tǒng) 134
7. 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
。. 2. 1. 2 單端正激式降壓變換器 135
。. 2. 2 升壓變換器 136
。. 2. 2. 1 Boost 型變換器 136
7. 2. 2. 2 全橋逆變式變換器 136
7. 2. 3 雙向電源變換器 137
7. 2. 3. 1 雙向電源變換器的電路
結(jié)構(gòu) 137
7. 2. 3. 2 雙向電源變換器的升壓
特性 138
7. 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
7. 3 電氣系統(tǒng)的電磁兼容性 139
7. 3. 1 電磁噪聲的分析 140
7. 3. 2 電磁噪聲的傳播 141
。. 3. 2. 1 傳導耦合 141
。. 3. 2. 2 輻射耦合 142
7. 3. 3 減少電磁干擾的主要措施 142
7. 3. 3. 1 屏蔽 142
7. 3. 3. 2 濾波 145
。. 4 電動汽車的電氣安全技術(shù) 147
7. 4. 1 電氣絕緣檢測的一般方法 147
7. 4. 1. 1 輔助電源法 147
7. 4. 1. 2 電流傳感法 147
7. 4. 2 電動汽車電氣絕緣性的描述 147
7. 4. 3 絕緣電阻檢測原理 148
7. 5 本章小結(jié) 149
習題 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
8. 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
。. 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
。. 3 整車通信系統(tǒng) 156
8. 3. 1 CAN 總線及其應(yīng)用 156
。. 3. 1. 1 技術(shù)特點 156
。. 3. 1. 2。茫粒 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
。. 3. 1. 4 CAN 總線的應(yīng)用 161
。. 3. 2。裕裕茫粒 協(xié)議及通信實時性
分析 162
。. 3. 2. 1 TTCAN 協(xié)議 162
。. 3. 2. 2。裕裕茫粒 和標準CAN 的延
遲時間模型 162
8. 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。疲欤澹遥幔 總線 165
。. 3. 3. 2。疲欤澹遥幔 應(yīng)用 166
。. 4 本章小結(jié) 167
習題 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
。. 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
9. 2. 2 公共充電設(shè)施 175
。. 2. 3 動力電池更換站 175
。. 3 無線電能傳輸技術(shù) 176
。. 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
。. 3. 3 無線電能傳輸技術(shù)在電動汽車
中的應(yīng)用 186
9. 4 本章小結(jié) 193
習題 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