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1绪论 1

1.1 新能源汽车的定义与分类 1

1.1.1 新能源汽车的定义 1

1.1.2 新能源汽车的分类 2

1.2 发展新能源汽车的意义 4

1.2.1 汽车在社会发展中的地位 4

1.2.2 汽车对环境的影响 6

1.2.3 汽车对能源的影响 7

1.2.4 发展新能源汽车的意义 10

1.3 汽车新能源 10

1.3.1 电能 12

1.3.2 氢能源 12

1.3.3 天然气 13

1.3.4 液化石油气 13

1.3.5 醇类燃料 14

1.3.6 二甲醚 14

1.3.7 太阳能 15

1.3.8 生物柴油 15

1.4 新能源汽车发展现状 16

1.4.1 国外新能源汽车发展现状 16

1.4.2 国内新能源汽车发展现状 18

本章小结 20

思考题 21

2动力电池与能量存储 22

2.1 动力电池的性能评价 22

2.1.1 动力电池的分类 22

2.1.2 动力电池的性能指标 23

2.1.3 动力电池的基本要求 28

2.1.4 电池模型 28

2.2 电化学蓄电池 30

2.2.1 铅酸蓄电池 31

2.2.2 镍氢电池 33

2.2.3 锂电池 34

2.2.4 锌空气电池 36

2.3 太阳能电池 37

2.3.1 太阳能电池工作原理 37

2.3.2 太阳能电池基本特性 37

2.3.3 影响太阳能电池转换效率的因素 39

2.3.4 太阳能电池组件 40

2.4 超级电容器 41

2.4.1 超级电容器工作原理 41

2.4.2 超级电容器应用性能 41

2.4.3 超级电容器在汽车上的应用 43

2.5 超高速飞轮 44

2.5.1 超高速飞轮的工作原理 44

2.5.2 能量转换控制 47

2.5.3 超高速飞轮的构造 48

2.5.4 飞轮电池特性 50

2.6 混合能量存储系统 51

2.6.1 混合储能系统的优点 51

2.6.2 几种典型的混合储能系统 52

本章小结 53

思考题 54

3电机驱动系统 55

3.1 电机驱动系统的基本特性 55

3.1.1 电机驱动系统的组成 55

3.1.2 驱动电机的分类 56

3.1.3 新能源汽车对驱动电机的性能要求 57

3.2 直流电机驱动系统 57

3.2.1 直流电机的基本结构与工作原理 58

3.2.2 直流电机的种类及其基本性能 58

3.2.3 直流电机的控制系统 59

3.3 交流感应电机驱动系统 62

3.3.1 交流感应电机结构与工作原理 62

3.3.2 交流感应电机控制系统 63

3.4 交流永磁电机驱动系统 69

3.4.1 交流永磁电机的种类和结构 69

3.4.2 永磁同步电机驱动系统 72

3.4.3 永磁无刷直流电机驱动系统 73

3.5 开关磁阻电机驱动系统 76

3.5.1 开关磁阻电机结构和工作原理 76

3.5.2 开关磁阻电机控制系统 79

3.6 电机控制器 82

3.6.1 电机控制器的组成与原理 82

3.6.2 电机控制方式 82

3.6.3 电机控制器容量等级 83

3.7 电机驱动系统发展现状与趋势 84

本章小结 85

思考题 86

4纯电动汽车 87

4.1 电动汽车的发展历史 87

4.1.1 纯电动汽车的发展历史与现状 87

4.1.2 混合动力电动汽车的发展历史与现状 90

4.1.3 燃料电池电动汽车的发展历史与现状 91

4.2 电动汽车的基本结构 92

4.3 电动汽车的行驶性能 96

4.3.1 电动汽车的动力性 96

4.3.2 电动汽车的续驶里程及其影响因素 103

4.4 电动汽车实例 106

4.4.1 比亚迪E6纯电动汽车 106

4.4.2 北汽E150纯电动汽车 107

4.4.3 江淮同悦iEV纯电动汽车 107

4.4.4 上汽荣威E50EV纯电动汽车 107

4.4.5 特斯拉ModelS纯电动汽车 108

4.5 电源变换器 108

4.6 增程式电动汽车 110

4.6.1 增程式电动汽车组成 110

4.6.2 增程式电动汽车原理 112

4.6.3 增程式电动汽车特点 115

4.6.4 增程式电动汽车控制策略 116

4.7 电池管理系统 121

4.7.1 电池管理系统的功能 121

4.7.2 电池管理系统的组成 123

4.7.3 电池管理系统的要求 124

4.7.4 电池SOC估算方法 126

本章小结 128

思考题 128

5混合动力汽车 129

5.1 概述 129

5.1.1 混合动力汽车的主要组成 129

5.1.2 混合动力汽车的优缺点 130

5.1.3 混合动力汽车的关键技术 131

5.2 混合动力汽车的分类 132

5.2.1 按照动力系统结构形式划分 132

5.2.2 按照混合度划分 133

5.2.3 其他划分形式 133

5.3 混合动力汽车的基本结构 133

5.3.1 串联式混合动力电驱动系 134

5.3.2 并联式混合动力电驱动系 135

5.3.3 混联式混合动力电驱动系 144

5.4 混合动力汽车能量管理 148

5.4.1 能量的传递路线 148

5.4.2 能量的控制策略 149

5.5 串联式混合动力电驱动系的设计 149

5.5.1 运行模式 151

5.5.2 控制策略 152

5.5.3 电驱动系参数的设计 155

5.6 并联式混合动力驱动系的设计 163

5.6.1 运行模式 163

5.6.2 控制策略 165

5.6.3 并联式电驱动系参数的设计 167

5.6.4 并联式HEV仿真实例 175

5.7 混联式混合动力驱动系的设计 176

5.7.1 运行模式 176

5.7.2 控制策略 178

5.7.3 混联式电驱动系参数设计 181

5.8 液驱混合动力汽车 184

5.8.1 液驱混合动力汽车构型方案与特点 184

5.8.2 串联式液驱混合动力汽车 185

5.8.3 并联式液驱混合动力汽车 186

5.8.4 混联式液驱混合动力汽车 187

本章小结 189

思考题 190

6燃料电池汽车 191

6.1 燃料电池的特点 191

6.2 燃料电池的工作原理 192

6.3 燃料和氧化剂的消耗 198

6.4 燃料电池系统特性 199

6.5 燃料电池技术 200

6.5.1 质子交换膜燃料电池 201

6.5.2 碱性燃料电池 203

6.5.3 磷酸燃料电池 204

6.5.4 熔融碳酸盐燃料电池 205

6.5.5 固态氧化物燃料电池 206

6.5.6 直接甲醇燃料电池 207

6.6 燃料供应 207

6.6.1 压缩氢 207

6.6.2 低温液氢 209

6.6.3 金属氢化物 209

6.7 燃料电池混合动力电驱动系设计 211

6.7.1 燃料电池电动汽车的特点 211

6.7.2 燃料电池混合动力驱动系的结构 212

6.7.3 控制策略 212

6.8 燃料电池电动汽车实例 213

6.8.1 荣威950燃料电池电动汽车 213

6.8.2 丰田燃料电池电动汽车 213

6.8.3 奔驰B级F-Cell燃料电池电动汽车 214

本章小结 214

思考题 215

7再生制动技术 216

7.1 制动中的能耗 216

7.1.1 再生制动基本概念 216

7.1.2 制动中的能量损耗 219

7.1.3 前后轮上的制动功率和能量 221

7.2 制动能量回收系统的组成与原理 224

7.2.1 制动能量回收系统的组成 224

7.2.2 制动能量回收系统的原理 224

7.3 制动能量回收控制策略 227

7.3.1 影响制动能量回收的因素 227

7.3.2 制动能量回收—液压制动系统 228

7.3.3 制动能量回收控制策略 228

7.4 制动能量回收系统仿真 232

7.4.1 10-15循环工况仿真 232

7.4.2 停车制动工况仿真 234

本章小结 235

思考题 235

8电动汽车充电基础设施 236

8.1 充电设施建设 236

8.1.1 充电设施分类 236

8.1.2 充电桩建设 236

8.1.3 充电站建设 237

8.2 供电系统 238

8.2.1 供电方式 238

8.2.2 配电容量 238

8.2.3 一次配置 239

8.2.4 二次配置 239

8.2.5 交直流系统 240

8.2.6 安全防护 240

8.2.7 谐波治理 240

8.3 充电系统 241

8.3.1 电能补给方式 241

8.3.2 电动汽车充电方法 244

8.3.3 交流充电桩 247

8.3.4 充电机 248

8.3.5 电动汽车与电网互动技术 258

8.4 监控系统 261

8.4.1 城区充电站集中能量管理系统 261

8.4.2 充电站监控系统 262

8.4.3 监控系统典型方案 264

8.4.4 监控系统特点 265

8.5 计量计费系统 267

8.5.1 电网和充电设施之间的计量 267

8.5.2 充电设施和电动汽车用户之间的计量计费结算 267

8.6 充电站典型建设 267

8.6.1 平面充电站 267

8.6.2 立体充电站 272

8.6.3 交流充电桩 273

8.6.4 工程应用 273

本章小结 280

思考题 280

附录 281

附录1电动汽车标准速查 281

附录2动力电池标准速查 283

附录3驱动电机标准速查 285

附录4混合动力电动汽车标准速查 286

附录5燃料电池电动汽车标准速查 287

附录6充换电设施、充电接口标准速查 288

参考文献 291