本書共分為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.本書由吳曉剛、周美蘭等編著.吳曉剛負(fù)責(zé)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(yáng)、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(duì)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(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.本書還存在許多不盡如人意之處.敬請(qǐng)讀者提出寶貴意見和建議.編者
前 言
第1 章 緒論 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. 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
1. 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
。. 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
。. 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
。. 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 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
2. 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
。. 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
3. 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
。. 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
。. 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 汽車行駛工況的開發(fā)方法 52
。. 2. 4. 1 開發(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
。. 2. 4. 5 行駛工況的驗(yàn)證 55
3. 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
。. 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
。. 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
4. 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
。. 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
。. 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 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 83
。. 5. 1 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 83
。. 5. 2 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理 83
。. 5. 3 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 84
。. 5. 3. 1 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本
方程 84
。. 5. 3. 2 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械
特性 86
。. 5. 4 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 86
。. 5. 5 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的
特點(diǎn) 87
。. 6 本章小結(jié) 88
習(xí)題 88
第5 章 動(dòng)力電池 89
5. 1 概述 89
。. 2 動(dòng)力電池的基本術(shù)語 90
。. 3 電動(dòng)車輛對(duì)電池性能的要求 95
。. 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
。. 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 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
。. 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
。. 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
。. 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
。. 3. 2 SOC/ SOH 估計(jì) 120
。. 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
。. 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
。. 4. 1 動(dòng)力電池的梯次利用 128
。. 4. 2 動(dòng)力電池的回收 131
。. 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
。. 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
7. 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。拢铮铮螅 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
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
。. 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
。. 4. 1 電氣絕緣檢測(cè)的一般方法 147
7. 4. 1. 1 輔助電源法 147
。. 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
。. 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
。. 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
。. 3. 1 CAN 總線及其應(yīng)用 156
。. 3. 1. 1 技術(shù)特點(diǎn) 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。茫粒 總線的應(yīng)用 161
。. 3. 2。裕裕茫粒 協(xié)議及通信實(shí)時(shí)性
分析 162
。. 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
。. 3. 2. 3 TTCAN 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
。. 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
。. 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(dòng)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(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