本書從基礎原理、結構與功能到具體車型應用分析，淺顯而直觀地介紹了電動汽車上所應用的電池、電機及電控技術。具體內(nèi)容包括電動汽車概述；電池的基本結構與原理及特性；各類電池，包括三元鋰電池、鐵鋰電池、鎳氫電池、鉛酸與氫燃料電池的實車應用；高壓電池電控技術；電磁電力學與電機的基本知識；同步及異步電機在電動汽車上典型應用；電力電子功率器件的基本原理與車型應用；電機傳動系統(tǒng)的常見形式與原理；電驅(qū)動控制系統(tǒng)的類型與原理；電動汽車整車控制系統(tǒng)及車載網(wǎng)絡總線的組成與功能。
本書結合汽車廠商如寶馬、奧迪、特斯拉、比亞迪等品牌在電動汽車三電系統(tǒng)上的技術成果，以全彩圖解的形式，生動形象地詮釋了電動汽車電池、電機與電控的種種形式以及運行原理，且以具體車型的應用實例介紹了電動汽車核心技術產(chǎn)品的結構及原理。
該書采用全彩圖解加視頻演示的方式編述內(nèi)容，使之輕松易讀，簡潔易懂。可作為各汽車院校新能源專業(yè)輔助教材選用，也可作為新能源汽車領域從業(yè)人員及廣大新能源汽車車主的自學入門讀物。
電動汽車的電池、電機及電控這三大部分即為常稱的三電系統(tǒng)或三電技術。三電系統(tǒng)是電動汽車區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車核心的技術，是作為替代燃油車發(fā)動機系統(tǒng)而誕生的動力系統(tǒng)。
一般而言，我們將高壓電池（有別于燃油車上的12V低壓電池）稱為動力電池，其作用和傳統(tǒng)燃油車的油箱類似，是電動汽車的能量來源。動力電池系統(tǒng)通常由電芯、電池組、電池管理系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高低壓線束、保護外殼和其他結構件構成。電池的關鍵在電芯，電芯重要的材料便是正負極、隔膜、電解液。正極材料廣為人知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元等。
電機由定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成，電機技術的關鍵點在定子、轉(zhuǎn)子。逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設備，目前國內(nèi)外電動車的傳動機構大多是單機減速，即沒有離合，沒有變速。電機、逆變器和傳動機構這三大部件就構成了電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)。
電動汽車的電控系統(tǒng)則包括了電池管理系統(tǒng)（BMS）、電子動力驅(qū)動單元（PDU）及車輛控制器（VCU）等全車各個核心總成的控制及管理模塊。BMS是電動汽車電池系統(tǒng)正常工作、提高電池壽命并保證新能源汽車安全的關鍵技術。PDU是電動汽車特有的電子單元，是電機的大腦。它在接收到VCU的車輛行駛控制指令后，及時控制電機輸出指定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動車輛行駛，實現(xiàn)把動力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電并驅(qū)動電機本體輸出機械能。VCU是電動汽車的大腦，它通過對來自油門、剎車踏板、擋位等位置的信息分析判斷駕駛員的意圖。VCU還檢測車輛的速度、溫度、電量、電壓等信息，并根據(jù)車輛各項參數(shù)向車身的動力系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等發(fā)送控制指令，指揮車輛行駛。
如果是混動汽車，則裝備混合動力控制器（HCU）。HCU是混合動力汽車進行能量管理和轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)的中心，對于混合動力車輛的正常行駛、起步控制、離合器控制、行星齒輪控制、駕駛員交互、制動能量回收、網(wǎng)絡管理、熱管理、故障診斷、車輛狀態(tài)監(jiān)控與顯示、超速保護等起關鍵作用，是混合動力汽車控制系統(tǒng)的核心部件。
本書結合上面論及的三電系統(tǒng)，從基礎原理、結構與功能到具體車型應用分析，淺顯而直觀地介紹了電動汽車上所應用的電池、電機及電控技術。具體內(nèi)容劃分為十章：第1章概述了電動汽車的定義、類型及發(fā)展和三電核心技術與產(chǎn)品現(xiàn)狀及趨勢；第2章講述了電池的基本結構與原理及各種類型動力電池的特性；第3章就三元鋰電池、鐵鋰電池、鎳氫電池、鉛酸電池與氫燃料電池的實車應用，講述其結構特點、技術參數(shù)與工作原理；第4章講解高壓電池電控技術，即高壓分配、電池管理、充放電控制、溫度管理、高壓安全等方面的技術原理；第5章介紹電磁電力學與電機的基本知識；第6章介紹同步及異步電機在電動汽車上的典型應用實例；第7章介紹電力電子功率器件的基本原理與車型應用；第8章講解電機傳動系統(tǒng)的常見形式與原理；第9章介紹電驅(qū)動控制系統(tǒng)的類型與原理；第10章講解電動汽車整車控制系統(tǒng)及車載網(wǎng)絡總線的組成與功能。
本書結合汽車廠商如寶馬、奧迪、特斯拉、比亞迪等品牌在電動汽車三電系統(tǒng)上的技術成果，以全彩圖解的形式，生動形象地詮釋了電動汽車電池、電機與電控的種種形式以及運行原理，且以具體車型的應用實例介紹了電動汽車核心技術產(chǎn)品的結構及原理。
本書由瑞佩爾主編，此外參加編寫的人員還有朱其謙、楊剛偉、吳龍、張祖良、湯耀宗、趙炎、陳金國、劉艷春、徐紅瑋、張志華、馮宇、趙太貴、宋兆杰、陳學清、邱曉龍、朱如盛、周金洪、劉濱、陳棋、孫麗佳、周方、彭斌、王坤、章軍旗、滿亞林、彭啟鳳、李麗娟、徐銀泉。在編寫過程中，參考了大量國內(nèi)外相關文獻和網(wǎng)絡信息資料，在此，謹向這些資料信息的原創(chuàng)者們表示由衷的感謝！
囿于編者水平及成書匆促，書中疏漏在所難免，還請廣大讀者朋友及業(yè)內(nèi)專家多多指正。
編者
第1章 電動汽車及其核心 001
1.1 電動汽車概述 002
1.2 電動汽車的核心 007
1.2.1 電動汽車的核心技術 007
1.2.2 電動汽車核心技術現(xiàn)狀 008
1.2.3 電動汽車核心產(chǎn)品趨勢 012
第2章 高壓電池基本知識 015
2.1 電池結構與原理 016
2.1.1 電池基本結構 016
2.1.2 電池基本原理 016
2.2 電池的特性 018
2.2.1 三元鋰電池 018
2.2.2 鐵鋰電池 020
2.2.3 鉛酸電池 028
2.3 電池常見類型 033
2.3.1 鉛酸電池 033
2.3.2 鎳鎘電池 034
2.3.3 鎳氫混合高壓電池 034
2.3.4 鋰離子電池 035
2.3.5 氫燃料電池 036
2.3.6 雙層電容器 037
第3章 高壓電池常見類型結構 039
3.1 三元鋰電池模塊結構 040
3.1.1 特斯拉MODEL S 040
3.1.2 奧迪e-tron 041
3.1.3 寶馬i3 043
3.1.4 寶馬i8 045
3.1.5 寶馬ActiveHybrid 7 046
3.1.6 寶馬530Le 048
3.1.7 奔馳S400 Hybrid 049
3.1.8 蔚來ES6 050
3.1.9 江淮iEV6/iEV7 052
3.1.10 比亞迪漢DM 053
3.2 磷酸鐵鋰電池模塊結構 055
3.2.1 比亞迪漢EV 055
3.2.2 比亞迪秦EV300、E5 059
3.3 鎳氫電池模塊結構 062
3.3.1 豐田普銳斯 062
3.3.2 別克君越eAssist 063
3.3.3 凱迪拉克凱雷德Hybrid 065
3.3.4 寶馬ActiveHybrid X6 066
3.4 鉛酸電池模塊結構 069
3.4.1 電池單元 069
3.4.2 免維護鉛酸電池類型 072
3.5 氫燃料電池模塊結構 073
3.5.1 奧迪A7 h-tron 073
3.5.2 豐田Mirai 074
3.5.3 現(xiàn)代ix35 FCEV 075
第4章 高壓電池電控技術 087
4.1 高壓分配系統(tǒng) 088
4.1.1 特斯拉MODEL S 088
4.1.2 奧迪e-tron 090
4.1.3 比亞迪漢DM 091
4.1.4 寶馬ActiveHybrid 7 094
4.1.5 寶馬ActiveHybrid X6 094
4.2 電池管理系統(tǒng) 098
4.2.1 奧迪e-tron 098
4.2.2 寶馬i3 100
4.2.3 寶馬X5 xDrive40e 103
4.3 充放電控制系統(tǒng) 106
4.3.1 特斯拉MODEL S 106
4.3.2 奧迪e-tron 113
4.3.3 江淮iEV6/iEV7 116
4.4 電池溫度管理系統(tǒng) 119
4.4.1 特斯拉MODEL S 119
4.4.2 奧迪e-tron 121
4.4.3 寶馬ActiveHybrid 7 125
4.4.4 寶馬X5 xDrive40e 127
4.4.5 奔馳S400 HEV 132
4.5 高壓安全管理 133
4.5.1 寶馬ActiveHybrid 7 133
4.5.2 寶馬ActiveHybrid X6 134
4.5.3 寶馬X5 xDrive40e 135
第5章 驅(qū)動電機基本知識 137
5.1 電磁電力學原理 138
5.1.1 電磁鐵 138
5.1.2 電磁感應 139
5.1.3 變壓器 139
5.2 電機基本結構 140
5.2.1 直流電機 141
5.2.2 三相電機 143
5.2.3 同步電機 145
5.2.4 異步電機 147
第6章 驅(qū)動電機典型構造 151
6.1 異步電機 152
6.1.1 特斯拉MODEL S 152
6.1.2 奧迪e-tron 155
6.2 同步電機 156
6.2.1 寶馬i3 156
6.2.2 寶馬ActiveHybrid 7 158
6.2.3 寶馬ActiveHybrid X6 160
6.2.4 寶馬X5 xDrive40e 161
6.2.5 奔馳S400 HEV 164
第7章 電力電子功率器件 167
7.1 常用電子功率器件 168
7.1.1 供電電子裝置 168
7.1.2 電動機械式接觸器 174
7.1.3 絕緣柵雙極型晶體管（IGBT） 174
7.2 電動驅(qū)動裝置 177
7.2.1 寶馬i3 177
7.2.2 寶馬ActiveHybrid 7 180
7.2.3 寶馬X5 xDrive40e 181
第8章 電機傳動系統(tǒng) 185
8.1 行星齒輪式典型構造 186
8.1.1 行星齒輪箱 186
8.1.2 奧迪e-tron單速齒輪箱 188
8.1.3 豐田混合動力驅(qū)動橋 191
8.1.4 寶馬雙模式變速箱 193
8.2 直接齒輪傳動系統(tǒng) 200
8.2.1 特斯拉單速齒輪變速箱 200
8.2.2 大眾0CZ 1擋齒輪變速箱 201
8.2.3 寶馬i3變速箱 202
8.2.4 本田ECVT無級變速箱 204
第9章 電驅(qū)動控制系統(tǒng) 209
9.1 驅(qū)動類型控制 210
9.1.1 奧迪e-tron模式 210
9.1.2 寶馬電動四驅(qū) 212
9.2 能量轉(zhuǎn)換控制 217
9.2.1 奧迪e-tron 217
9.2.2 寶馬i3 218
第10章 電動汽車整車電控系統(tǒng) 223
10.1 整車控制系統(tǒng)組成與功能 224
10.1.1 車輛控制器（VCU） 224
10.1.2 混動控制器（HCU） 225
10.1.3 車身控制器（BCM） 226
10.2 制動能量回收系統(tǒng) 228
10.2.1 純電動汽車制動能量回收 228
10.2.2 混動汽車制動能量回收 230
10.3 車載通信網(wǎng)絡 234
10.3.1 純電動車型網(wǎng)絡總線 234
10.3.2 混動車型總線網(wǎng)絡 237
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