本書(shū)共分為9章,系統(tǒng)地闡述了電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),詳細(xì)介紹了電動(dòng)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(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)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(duì)電動(dòng)汽車的充電及其基礎(chǔ)設(shè)施、電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(huì)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(kāi)發(fā)汽車新動(dòng)力.成為世界汽車產(chǎn)業(yè)所面臨的十分緊迫的任務(wù).當(dāng)代融合多種高新技術(shù)而興起的電動(dòng)汽車正在引發(fā)世界汽車工業(yè)的一場(chǎng)革命.展現(xiàn)了汽車工業(yè)新能源、新動(dòng)力發(fā)展的光明前景.本書(shū)結(jié)合哈爾濱理工大學(xué)汽車電子驅(qū)動(dòng)控制與系統(tǒng)集成教育部工程中心在電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)中多年積累的經(jīng)驗(yàn).重點(diǎn)講述了電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能匹配以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)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(jì)及相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā).對(duì)電動(dòng)汽車的充電及其基礎(chǔ)設(shè)施、電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了相應(yīng)的介紹.本書(shū)由吳曉剛、周美蘭等編著.吳曉剛負(fù)責(zé)全書(shū)統(tǒng)稿.周美蘭編寫(xiě)第2、3、7章.張思艷編寫(xiě)第4章.耿新編寫(xiě)第9章.其余內(nèi)容由吳曉剛編寫(xiě).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(shū)編寫(xiě)過(guò)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(yáng)、侯維祥、呂思宇、陳喆、石文文、王天澤、李學(xué)峰等為全書(shū)的審核校對(duì)以及插圖的繪制等做了大量的工作.并提出了寶貴意見(jiàn).在此表示由衷的感謝.依照內(nèi)容典型、注重實(shí)用的教材目標(biāo).編者進(jìn)行了許多思考和努力.但由于水平的限制.本書(shū)還存在許多不盡如人意之處.敬請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)和建議.編者
前 言
第1 章 緒論 1
1. 1 電動(dòng)汽車的發(fā)展背景 1
。. 1. 1 能源安全 1
。. 1. 2 環(huán)境保護(hù) 1
1. 1. 3 發(fā)展電動(dòng)汽車的必要性 2
。. 2 電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史 4
。. 2. 1 純電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史 4
。. 2. 2 油電混合動(dòng)力汽車的發(fā)展歷史 5
1. 3 電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 8
。. 3. 1 美國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 8
1. 3. 2 歐洲各國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
。. 3. 3 日本電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
1. 3. 4 我國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 9
。. 4 電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì) 11
。. 5 本書(shū)簡(jiǎn)介 11
習(xí)題 12
第2 章 電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作
原理 13
。. 1 電動(dòng)汽車的分類 13
2. 2 純電動(dòng)汽車 13
。. 2. 1 電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式 13
。. 2. 2 儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)形式 16
。. 3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 16
。. 3. 1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的分類 17
。. 3. 2 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 18
。. 3. 3 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 21
。. 3. 4 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 25
。. 3. 5 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)
及工作原理 29
。. 4 燃料電池電動(dòng)汽車 31
。. 4. 1 燃料電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 31
2. 4. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)及工作
原理 33
。. 5 本章小結(jié) 36
習(xí)題 37
第3 章 電動(dòng)汽車的行駛工況與性能
匹配 38
。. 1 電動(dòng)汽車的行駛性能 38
。. 1. 1 驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力 38
。. 1. 2 驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡 41
。. 1. 3 動(dòng)力性評(píng)價(jià)參數(shù) 44
。. 1. 4 續(xù)駛里程 44
。. 2 汽車的行駛工況 46
。. 2. 1 汽車行駛工況概述 47
3. 2. 2 國(guó)外汽車行駛工況簡(jiǎn)介 47
。. 2. 2. 1 美國(guó)行駛工況 47
3. 2. 2. 2 歐洲行駛工況 50
。. 2. 2. 3 日本行駛工況 51
。. 2. 3 我國(guó)汽車行駛工況的研究現(xiàn)狀 51
。. 2. 4 汽車行駛工況的開(kāi)發(fā)方法 52
3. 2. 4. 1 開(kāi)發(fā)計(jì)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(yàn)證 55
。. 2. 5 汽車行駛工況的特征分析 55
。. 3 純電動(dòng)汽車的性能匹配 57
。. 4 本章小結(jié) 57
目 錄Ⅴ
習(xí)題 58
第4 章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及控制
系統(tǒng) 59
。. 1 概述 59
。. 2 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 60
。. 2. 1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 60
。. 2. 2 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 62
。. 2. 3 直流電動(dòng)機(jī)的基本特性 63
。. 2. 3. 1 直流電動(dòng)機(jī)的電壓方程 64
4. 2. 3. 2 直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡
方程 64
。. 2. 3. 3 直流電動(dòng)機(jī)的功率平衡
方程 65
。. 2. 3. 4 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 66
4. 2. 3. 5 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
分析 66
。. 2. 4 直流電動(dòng)機(jī)的控制 68
。. 2. 5 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn) 69
。. 3 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 70
4. 3. 1 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 70
。. 3. 2 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理 71
。. 3. 3 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 72
4. 3. 4 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制 76
。. 3. 5 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的
特點(diǎn) 76
。. 4 交流永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 77
4. 4. 1 交流永磁電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 77
。. 4. 2 永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理 78
。. 4. 3 永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本特性 79
。. 4. 4 永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制 81
。. 4. 5 交流永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的
特點(diǎn) 82
。. 5 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 83
。. 5. 1 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 83
。. 5. 2 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理 83
4. 5. 3 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 84
。. 5. 3. 1 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本
方程 84
4. 5. 3. 2 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械
特性 86
。. 5. 4 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 86
。. 5. 5 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的
特點(diǎn) 87
4. 6 本章小結(jié) 88
習(xí)題 88
第5 章 動(dòng)力電池 89
。. 1 概述 89
5. 2 動(dòng)力電池的基本術(shù)語(yǔ) 90
。. 3 電動(dòng)車輛對(duì)電池性能的要求 95
5. 3. 1 純電動(dòng)汽車對(duì)電池的要求 95
。. 3. 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV) 對(duì)
電池的要求 95
。. 3. 3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(PHEV)
對(duì)電池的要求 96
。. 4 鋰離子動(dòng)力電池 97
。. 4. 1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 98
5. 4. 2 鋰離子電池的失效機(jī)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(dòng)汽車用動(dòng)力電池 104
。. 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(xí)題 112
第6 章 動(dòng)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(dòng)力電池測(cè)試 115
6. 2. 1 常用動(dòng)力電池測(cè)試項(xiàng)目 115
。. 2. 2 特性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化 115
。. 3 電池管理的關(guān)鍵技術(shù) 117
6. 3. 1 動(dòng)力電池的建模 117
。. 3. 1. 1 動(dòng)力電池的電化學(xué)模型 118
。. 3. 1. 2 動(dòng)力電池的等效電路模型 119
6. 3. 2。樱希/ SOH 估計(jì) 120
6. 3. 2. 1 動(dòng)力電池的SOC 估計(jì) 120
。. 3. 2. 2 動(dòng)力電池的SOH 估計(jì) 122
。. 3. 3 動(dòng)力電池組的均衡 123
6. 3. 4 電池組的熱管理 126
。. 4 動(dòng)力電池的梯次利用與回收 128
6. 4. 1 動(dòng)力電池的梯次利用 128
。. 4. 2 動(dòng)力電池的回收 131
6. 5 本章小結(jié) 131
Ⅵ 電動(dòng)汽車技術(shù)
習(xí)題 132
第7 章 電動(dòng)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
7. 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
7. 2. 2 升壓變換器 136
。. 2. 2. 1 Boost 型變換器 136
。. 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
。. 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
。. 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
。. 3. 3. 1 屏蔽 142
。. 3. 3. 2 濾波 145
。. 4 電動(dòng)汽車的電氣安全技術(shù) 147
7. 4. 1 電氣絕緣檢測(cè)的一般方法 147
。. 4. 1. 1 輔助電源法 147
7. 4. 1. 2 電流傳感法 147
。. 4. 2 電動(dòng)汽車電氣絕緣性的描述 147
7. 4. 3 絕緣電阻檢測(cè)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
。. 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
。. 1. 2 整車控制器的基本任務(wù) 151
。. 2 整車控制器的開(kāi)發(fā) 152
8. 2. 1 硬件在環(huán)開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 152
。. 2. 2 建立仿真模型 153
8. 2. 3 快速控制器原型 154
。. 3 整車通信系統(tǒng) 156
。. 3. 1 CAN 總線及其應(yīng)用 156
。. 3. 1. 1 技術(shù)特點(diǎn) 156
8. 3. 1. 2。茫粒 總線的組成 157
8. 3. 1. 3 數(shù)據(jù)傳輸形式和數(shù)據(jù)傳輸
原理 159
。. 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(shí)時(shí)性
分析 162
8. 3. 2. 1。裕裕茫粒 協(xié)議 162
。. 3. 2. 2。裕裕茫粒 和標(biāo)準(zhǔn)CAN 的延
遲時(shí)間模型 162
8. 3. 2. 3。裕裕茫粒 和標(biāo)準(zhǔn)CAN 的實(shí)時(shí)性
試驗(yàn)分析 164
。. 3. 3。疲欤澹遥幔 總線及其應(yīng)用 165
。. 3. 3. 1。疲欤澹遥幔 總線 165
8. 3. 3. 2。疲欤澹遥幔 應(yīng)用 166
。. 4 本章小結(jié) 167
習(xí)題 167
第9 章 電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn) 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
9. 2. 3 動(dòng)力電池更換站 175
。. 3 無(wú)線電能傳輸技術(shù) 176
。. 3. 1 無(wú)線電能傳輸技術(shù)分類 177
。. 3. 2 感應(yīng)耦合式無(wú)線電能傳輸原理
分析 180
。. 3. 3 無(wú)線電能傳輸技術(shù)在電動(dòng)汽車
中的應(yīng)用 186
9. 4 本章小結(jié) 193
習(xí)題 193
附錄 194
附錄A 中國(guó)電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)列表 194
附錄B 國(guó)外電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 196
參考文獻(xiàn) 202