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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

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

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