新能源汽车技术

内容概要

李瑞明，1983-1992年兰州军区空军司令部通信修配厂工作；1992-2003年空军工程大学电讯工程学院任教；2003-2008年中国公路工程咨询集团公司工作；2008致今西安汽车科技学院工作。

书籍目录

第1章绪论1

1.1新能源汽车的定义和分类1

1.2新能源汽车产生和发展的原因2

1.2.1能源短缺2

1.2.2环境污染2

1.2.3气候异常2

1.3新能源汽车的发展历史3

1.4新能源汽车的基本结构5

1.4.1新能源汽车的功能模块构成6

1.4.2不同电力驱动系统的结构形式6

1.4.3不同储能装置的结构形式8

1.5新能源汽车的主要行驶性能指标9

1.5.1动力性能10

1.5.2续驶里程10

第2章新能源汽车12

2.1纯电动汽车12

2.1.1纯电动汽车的定义和优点12

2.1.2纯电动汽车的基本构造13

2.1.3纯电动汽车的驱动15

2.1.4纯电动汽车的储能装置——蓄电池18

2.2混合动力电动汽车19

2.2.1混合动力电动汽车的定义和优点19

2.2.2混合动力电动汽车的分类20

2.2.3串联式混合动力驱动系统22

2.2.4并联式混合动力驱动系统24

2.2.5混联式混合动力驱动系统30

2.2.6插电式（Plug—in）混合动力驱动系统32

2.3太阳能电动汽车33

2.3.1太阳能电动汽车的基本构造34

2.3.2太阳能电池光伏发电原理及特性35

2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统37

2.3.4太阳能电动汽车的能量管理系统40

2.4燃料电池电动汽车41

2.4.1燃料电池电动汽车的定义和优势41

2.4.2燃料电池电动汽车的基本构造43

2.4.3燃料电池工作原理45

2.4.4燃料电池能量管理系统46

2.5气体燃料汽车46

2.5.1天然气汽车47

2.5.2液化石油气汽车55

2.5.3氢气燃料汽车63

2.6生物燃料汽车67

2.6.1醇类燃料汽车67

2.6.2生物柴油汽车77

2.6.3二甲醚汽车80

第3章新能源汽车的电动机驱动系统84

3.1电动机驱动系统概述84

3.1.1电动机驱动系统的种类与特点84

3.1.2新能源汽车对驱动电动机的性能要求86

3.1.3驱动电动机的分类87

3.2直流电动机的驱动系统88

3.2.1直流电动机的基本构造88

3.2.2直流电动机的性能特点90

3.2.3直流电动机的调速方法91

3.3交流异步电动机驱动系统93

3.3.1三相异步电动机的构造及工作原理93

3.3.2交流异步电动机的性能特点95

3.3.3交流异步电动机的控制方法95

3.4永磁电动机的驱动系统97

3.4.1永磁电动机的分类97

3.4.2永磁电动机的结构与性能特点98

3.4.3永磁同步电动机的控制方法100

3.4.4永磁无刷直流电动机的控制方法102

3.5开关磁阻电动机驱动系统103

3.5.1开关磁阻电动机工作原理与性能特点103

3.5.2开关磁阻电动机的运行特性105

3.5.3开关磁阻电动机的控制方法106

3.5.4开关磁阻电动机功率变换器109

3.6其他电动机驱动系统110

3.6.1轮毂电动机111

3.6.2交流励磁记忆电动机112

3.6.3外转子型双励磁永磁无刷电动机114

3.7新能源汽车电驱动系统的发展方向115

3.7.1新型电动机的应用116

3.7.2电动机控制技术的发展方向117

第4章新能源汽车的储能装置119

4.1动力电池概述119

4.1.1化学电池的基本构成119

4.1.2电池的基本知识120

4.1.3电池的种类121

4.1.4电池的性能指标122

4.1.5各种车用电池的性能比较126

4.2铅酸蓄电池126

4.2.1铅酸蓄电池的结构和原理126

4.2.2铅酸蓄电池的充放电特性128

4.2.3铅酸蓄电池的种类及发展现状128

4.2.4铅酸蓄电池的应用130

4.3镍氢蓄电池131

4.3.1镍氢电池的分类与特点131

4.3.2镍氢电池的工作原理131

4.3.3镍氢电池的结构132

4.3.4镍氢电池的性能特征132

4.4钠硫蓄电池133

4.4.1钠硫蓄电池的结构原理133

4.4.2钠硫蓄电池的性能特点134

4.4.3钠硫蓄电池的优缺点134

4.5动力锂电池135

4.5.1锂离子电池135

4.5.2磷酸铁锂电池136

4.5.3聚合物锂离子电池138

4.6燃料电池139

4.6.1燃料电池的特点140

4.6.2燃料电池的分类140

4.6.3质子交换膜燃料电池的工作原理141

4.6.4PEMFC的双极板技术143

4.6.5燃料电池的水管理与热管理144

4.6.6增压式燃料电池与常压式燃料电池145

4.7空气电池148

4.7.1锌空气电池148

4.7.2铝空气电池150

4.7.3锂空气电池150

4.8超级电容151

4.8.1超级电容的发展现状151

4.8.2超级电容的结构与工作原理152

4.8.3超级电容的充放电153

4.8.4超级电容器的优点154

4.8.5超级电容器在新能源汽车上的应用155

4.8.6其他类型的超级电容器介绍157

4.9飞轮储能器158

4.9.1飞轮储能器结构158

4.9.2飞轮储能器的工作原理159

4.9.3飞轮储能器的优点160

4.9.4飞轮储能器的应用160

第5章新能源汽车的能量管理系统161

5.1能量管理系统的作用161

5.2纯电动汽车能量管理系统162

5.2.1系统组成162

5.2.2荷电状态指示器163

5.2.3电池管理系统163

5.3混合动力电动汽车的能量管理系统164

5.3.1串联式混合动力汽车的能量管理系统165

5.3.2并联式混合动力汽车的能量管理系统167

5.4燃料电池混合动力汽车能量管理系统分析168

5.4.1燃料电池混合动力汽车能量特性分析168

5.4.2燃料电池混合动力汽车混合动力结构及方案170

5.4.3燃料电池混合动力汽车能量管理模式研究173

5.5动力锂离子电池管理系统的方案174

5.5.1锂离子电池的外特性174

5.5.2锂离子电池的管理系统175

第6章新能源汽车的充放电系统178

6.1蓄电池的充电原理178

6.2新能源汽车制动能量回收系统182

6.2.1制动能量回收方法182

6.2.2电动汽车制动能量的回收185

6.2.3永磁电动机再生制动原理186

6.2.4电动汽车再生制动控制策略188

6.3新能源汽车的充电装置191

6.3.1充电装置的分类192

6.3.2充电模式的选择193

第7章新能源汽车的循环冷却系统197

7.1新能源汽车中的热源和发热机理197

7.1.1蓄电池的发热机理197

7.1.2燃料电池的发热机理198

7.1.3电动机控制器的发热机理198

7.1.4电动机的发热机理199

7.2新能源汽车散热系统的主要类型199

7.3电池散热系统201

7.3.1主动散热系统与被动散热系统201

7.3.2散热系统202

7.3.3铅酸蓄电池散热204

7.3.4锂离子电池散热204

7.3.5燃料电池散热205

7.4电动机与控制器散热207

7.4.1电动机与控制器冷却方式207

7.4.2电动机与控制器的冷却需求208

7.5电动机与控制器散热量分析209

7.6强制液冷的电动机与控制器冷却系统分析211

7.6.1电动机与控制器的液冷系统结构211

7.6.2热阻等效电路分析211

7.6.3电动机及其控制器液冷系统参数计算213

第8章新能源汽车的辅助系统215

8.1电动助力转向系统215

8.1.1概述215

8.1.2EPS系统的基本组成217

8.1.3EPS系统的工作原理219

8.1.4电子控制器ECU及其控制策略219

8.1.5EPS系统的优点221

8.2线控转向系统221

8.2.1线控转向系统的结构及工作原理222

8.2.2线控转向系统的性能特点223

8.2.3线控转向系统的关键技术223

8.3线控制动系统224

8.3.1电子液压式制动（EHB）系统225

8.3.2电子机械式制动（EMB）系统227

8.4电控悬架系统229

8.4.1电控悬架系统的功能229

8.4.2电控悬架系统分类230

8.4.3全主动式电控悬架系统230

8.5新能源汽车的空调系统232

8.5.1热电偶空调系统232

8.5.2余热制冷空调系统234

8.5.3电动压缩机空调系统235

参考文献237

作者简介

本书比较全面地介绍新能源汽车的概念、特点、分类和组成，对新能源汽车所涉及的各种技术的基本原理进行较为详细的讨论，并介绍一些技术的研究发展前沿知识。

全书共8章。其中，第1章主要介绍新能源汽车的定义、分类、基本结构、性能指标；第2章是对纯电动汽车、混合动力电动汽车、太阳能电动汽车、燃料电池电动汽车、气体燃料和生物燃料汽车的总体分析，包括定义、组成结构、动力驱动系统原理、储能系统原理等内容；第3章是对各种电机驱动技术的讨论；第4章是对各种储能技术的讨论；第5～8章讨论新能源汽车所特有的能量管理技术、充放电技术、循环冷却技术和辅助系统（包括电动助力转向、线控转向、线控制动、电控悬架和电动空调等）技术。

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