电动汽车技术
作者:吴晓刚,周美兰 等编著
出版时间:2018
丛编项: 普通高等教育“十三五”规划教材
内容简介
本书共分为9章,系统地阐述了电动汽车技术的发展现状和发展趋势,详细介绍了电动汽车的基本结构、工作原理、性能匹配及零部件等关键技术,包括电动汽车的电机驱动系统、动力电池及其管理系统、电气系统及整车控制系统,并对电动汽车的充电及其基础设施、电动汽车相关标准进行了介绍。
目录
前 言
第1 章 绪论 1
1. 1 电动汽车的发展背景 1
1. 1. 1 能源安全 1
1. 1. 2 环境保护 1
1. 1. 3 发展电动汽车的必要性 2
1. 2 电动汽车的发展历史 4
1. 2. 1 纯电动汽车的发展历史 4
1. 2. 2 油电混合动力汽车的发展历史 5
1. 3 电动汽车的发展现状 8
1. 3. 1 美国电动汽车的发展现状 8
1. 3. 2 欧洲各国电动汽车的发展现状 9
1. 3. 3 日本电动汽车的发展现状 9
1. 3. 4 我国电动汽车的发展现状 9
1. 4 电动汽车的发展趋势 11
1. 5 本书简介 11
习题 12
第2 章 电动汽车的基本结构与工作
原理 13
2. 1 电动汽车的分类 13
2. 2 纯电动汽车 13
2. 2. 1 电驱动的结构形式 13
2. 2. 2 储能装置的结构形式 16
2. 3 混合动力电动汽车 16
2. 3. 1 混合动力电动汽车的分类 17
2. 3. 2 串联式混合动力电动汽车的结构
及工作原理 18
2. 3. 3 并联式混合动力电动汽车的结构
及工作原理 21
2. 3. 4 混联式混合动力电动汽车的结构
及工作原理 25
2. 3. 5 插电式混合动力电动汽车的结构
及工作原理 29
2. 4 燃料电池电动汽车 31
2. 4. 1 燃料电池的结构及工作原理 31
2. 4. 2 燃料电池电动汽车的结构及工作
原理 33
2. 5 本章小结 36
习题 37
第3 章 电动汽车的行驶工况与性能
匹配 38
3. 1 电动汽车的行驶性能 38
3. 1. 1 驱动力和行驶阻力 38
3. 1. 2 驱动力与行驶阻力的平衡 41
3. 1. 3 动力性评价参数 44
3. 1. 4 续驶里程 44
3. 2 汽车的行驶工况 46
3. 2. 1 汽车行驶工况概述 47
3. 2. 2 国外汽车行驶工况简介 47
3. 2. 2. 1 美国行驶工况 47
3. 2. 2. 2 欧洲行驶工况 50
3. 2. 2. 3 日本行驶工况 51
3. 2. 3 我国汽车行驶工况的研究现状 51
3. 2. 4 汽车行驶工况的开发方法 52
3. 2. 4. 1 开发计划 52
3. 2. 4. 2 汽车行驶工况数据的获取 53
3. 2. 4. 3 数据的分析与整理 54
3. 2. 4. 4 行驶工况的解析与合成 54
3. 2. 4. 5 行驶工况的验证 55
3. 2. 5 汽车行驶工况的特征分析 55
3. 3 纯电动汽车的性能匹配 57
3. 4 本章小结 57
目 录Ⅴ
习题 58
第4 章 电动汽车驱动电动机及控制
系统 59
4. 1 概述 59
4. 2 直流电动机驱动系统 60
4. 2. 1 直流电动机的结构 60
4. 2. 2 直流电动机的工作原理 62
4. 2. 3 直流电动机的基本特性 63
4. 2. 3. 1 直流电动机的电压方程 64
4. 2. 3. 2 直流电动机的转矩平衡
方程 64
4. 2. 3. 3 直流电动机的功率平衡
方程 65
4. 2. 3. 4 直流电动机的工作特性 66
4. 2. 3. 5 直流电动机的机械特性
分析 66
4. 2. 4 直流电动机的控制 68
4. 2. 5 直流电动机驱动系统的特点 69
4. 3 交流感应电动机驱动系统 70
4. 3. 1 交流感应电动机的结构 70
4. 3. 2 交流感应电动机的工作原理 71
4. 3. 3 交流感应电动机的机械特性 72
4. 3. 4 交流感应电动机的控制 76
4. 3. 5 交流感应电动机驱动系统的
特点 76
4. 4 交流永磁电动机驱动系统 77
4. 4. 1 交流永磁电动机的结构 77
4. 4. 2 永磁同步电动机的工作原理 78
4. 4. 3 永磁同步电动机的基本特性 79
4. 4. 4 永磁同步电动机的控制 81
4. 4. 5 交流永磁电动机驱动系统的
特点 82
4. 5 开关磁阻电动机驱动系统 83
4. 5. 1 开关磁阻电动机的结构 83
4. 5. 2 开关磁阻电动机的工作原理 83
4. 5. 3 开关磁阻电动机的运行特性 84
4. 5. 3. 1 开关磁阻电动机的基本
方程 84
4. 5. 3. 2 开关磁阻电动机的机械
特性 86
4. 5. 4 开关磁阻电动机控制系统 86
4. 5. 5 开关磁阻电动机驱动系统的
特点 87
4. 6 本章小结 88
习题 88
第5 章 动力电池 89
5. 1 概述 89
5. 2 动力电池的基本术语 90
5. 3 电动车辆对电池性能的要求 95
5. 3. 1 纯电动汽车对电池的要求 95
5. 3. 2 混合动力电动汽车(HEV) 对
电池的要求 95
5. 3. 3 插电式混合动力电动汽车(PHEV)
对电池的要求 96
5. 4 锂离子动力电池 97
5. 4. 1 锂离子电池的结构及工作原理 98
5. 4. 2 锂离子电池的失效机理 99
5. 4. 3 锂离子电池的电特性 100
5. 4. 4 不同类型锂离子电池的性能
比较 103
5. 5 其他电动汽车用动力电池 104
5. 5. 1 铅酸电池 104
5. 5. 2 镍氢电池 107
5. 5. 3 金属空气电池 110
5. 6 本章小结 111
习题 112
第6 章 动力电池管理系统 113
6. 1 电池管理系统的功能及基本结构 113
6. 1. 1 电池管理系统的功能 113
6. 1. 2 电池管理系统的结构 114
6. 2 动力电池测试 115
6. 2. 1 常用动力电池测试项目 115
6. 2. 2 特性测试的标准化 115
6. 3 电池管理的关键技术 117
6. 3. 1 动力电池的建模 117
6. 3. 1. 1 动力电池的电化学模型 118
6. 3. 1. 2 动力电池的等效电路模型 119
6. 3. 2 SOC/ SOH 估计 120
6. 3. 2. 1 动力电池的SOC 估计 120
6. 3. 2. 2 动力电池的SOH 估计 122
6. 3. 3 动力电池组的均衡 123
6. 3. 4 电池组的热管理 126
6. 4 动力电池的梯次利用与回收 128
6. 4. 1 动力电池的梯次利用 128
6. 4. 2 动力电池的回收 131
6. 5 本章小结 131
Ⅵ 电动汽车技术
习题 132
第7 章 电动汽车的电气系统 133
7. 1 概述 133
7. 1. 1 低压电气系统 133
7. 1. 2 高压电气系统 134
7. 2 电源变换器 135
7. 2. 1 降压变换器 135
7. 2. 1. 1 直流斩波式降压变换器 135
7. 2. 1. 2 单端正激式降压变换器 135
7. 2. 2 升压变换器 136
7. 2. 2. 1 Boost 型变换器 136
7. 2. 2. 2 全桥逆变式变换器 136
7. 2. 3 双向电源变换器 137
7. 2. 3. 1 双向电源变换器的电路
结构 137
7. 2. 3. 2 双向电源变换器的升压
特性 138
7. 2. 3. 3 双向电源变换器的降压
特性 138
7. 2. 3. 4 双向电源变换器的工作
模式 139
7. 3 电气系统的电磁兼容性 139
7. 3. 1 电磁噪声的分析 140
7. 3. 2 电磁噪声的传播 141
7. 3. 2. 1 传导耦合 141
7. 3. 2. 2 辐射耦合 142
7. 3. 3 减少电磁干扰的主要措施 142
7. 3. 3. 1 屏蔽 142
7. 3. 3. 2 滤波 145
7. 4 电动汽车的电气安全技术 147
7. 4. 1 电气绝缘检测的一般方法 147
7. 4. 1. 1 辅助电源法 147
7. 4. 1. 2 电流传感法 147
7. 4. 2 电动汽车电气绝缘性的描述 147
7. 4. 3 绝缘电阻检测原理 148
7. 5 本章小结 149
习题 149
第8 章 整车控制系统 150
8. 1 整车控制系统及其功能分析 150
8. 1. 1 整车控制系统的结构 150
8. 1. 2 整车控制器的基本任务 151
8. 2 整车控制器的开发 152
8. 2. 1 硬件在环开发系统 152
8. 2. 2 建立仿真模型 153
8. 2. 3 快速控制器原型 154
8. 3 整车通信系统 156
8. 3. 1 CAN 总线及其应用 156
8. 3. 1. 1 技术特点 156
8. 3. 1. 2 CAN 总线的组成 157
8. 3. 1. 3 数据传输形式和数据传输
原理 159
8. 3. 1. 4 CAN 总线的应用 161
8. 3. 2 TTCAN 协议及通信实时性
分析 162
8. 3. 2. 1 TTCAN 协议 162
8. 3. 2. 2 TTCAN 和标准CAN 的延
迟时间模型 162
8. 3. 2. 3 TTCAN 和标准CAN 的实时性
试验分析 164
8. 3. 3 FlexRay 总线及其应用 165
8. 3. 3. 1 FlexRay 总线 165
8. 3. 3. 2 FlexRay 应用 166
8. 4 本章小结 167
习题 167
第9 章 电动汽车的充电及其基础
设施 168
9. 1 充电设备及充电接口 168
9. 1. 1 充电设备概述 168
9. 1. 2 充电接口的标准 171
9. 2 常用充电设施和应用形式 174
9. 2. 1 家用充电设施 174
9. 2. 2 公共充电设施 175
9. 2. 3 动力电池更换站 175
9. 3 无线电能传输技术 176
9. 3. 1 无线电能传输技术分类 177
9. 3. 2 感应耦合式无线电能传输原理
分析 180
9. 3. 3 无线电能传输技术在电动汽车
中的应用 186
9. 4 本章小结 193
习题 193
附录 194
附录A 中国电动汽车标准列表 194
附录B 国外电动汽车相关标准 196
参考文献 202