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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 新能源汽车分类与特点 2

1.2.1 纯电动汽车 2

1.2.2 混合动力汽车 3

1.2.3 燃料电池汽车 5

1.3 国内外新能源汽车发展 6

1.3.1 国外新能源汽车的发展 6

1.3.2 我国新能源汽车的发展 9

1.4 新能源汽车对电机及其控制系统的要求 12

1.4.1 典型的新能源汽车用牵引电机驱动系统性能比较 12

1.4.2 新能源汽车用电机及其控制系统的约束 15

1.5 车用电机及其控制系统的发展现状与趋势 16

1.5.1 国外车用电机及其控制系统发展历程及现状 16

1.5.2 我国车用电机及其控制系统发展历程及现状 18

1.5.3 车用电机及其控制系统技术发展趋势 19

参考文献 21

第2章 新能源汽车用电动机的结构、原理与基本特性 22

2.1 概述 22

2.2 直流电动机的结构、原理与基本特性 22

2.2.1 直流电动机的结构 22

2.2.2 直流电动机的工作原理 23

2.2.3 直流电动机的基本特性 24

2.2.4 直流电动机的机械特性 28

2.3 交流异步电动机的结构、原理与基本特性 31

2.3.1 交流异步电动机的结构 31

2.3.2 交流异步电动机的工作原理 32

2.3.3 交流异步电动机的基本特性 33

2.4 交流永磁电动机的结构、原理与基本特性 39

2.4.1 交流永磁电动机的分类与基本结构 39

2.4.2 无刷直流电动机的结构、原理与基本特性 41

2.4.3 永磁同步电动机的结构、原理与基本特性 44

2.5 开关磁阻电动机的工作原理与基本特性 52

2.5.1 开关磁阻电动机的结构 52

2.5.2 开关磁阻电动机的工作原理 54

2.5.3 开关磁阻电动机的运行特性 55

参考文献 57

第3章 新型电机工作原理与基本特性 58

3.1 概述 58

3.2 双机械端口能量变换器 59

3.2.1 双机械端口能量变换器的结构 59

3.2.2 双机械端口能量变换器的工作原理 60

3.2.3 双机械端口能量变换器的工作特性 61

3.3 混合励磁电机 63

3.3.1 混合励磁电机的结构 63

3.3.2 混合励磁电机的工作原理 65

3.3.3 混合励磁电机的调速特性 66

3.4 多相电机 69

3.4.1 多相电机的电路结构 69

3.4.2 多相电机谐波磁场分析 71

3.4.3 多相电机变频调速系统的特点 73

3.5 轮毂／轮边电机 73

3.5.1 轮毂／轮边电机的驱动方式 73

3.5.2 轮毂／轮边电机的工作原理 74

3.5.3 轮毂／轮边电机驱动系统的转矩分配 76

3.6 新型磁性材料在电机中的应用 78

3.6.1 新型磁性材料研究的意义 78

3.6.2 非晶合金材料在电机中的应用 79

3.6.3 软磁复合材料在电机中的应用 80

参考文献 83

第4章新 能源汽车电机产品化设计方法 85

4.1 概述 85

4.2 新能源汽车电机产品化设计理念及设计准则 86

4.3 多领域协同仿真、多层面集成优化的新能源汽车电机产品化设计验证技术 87

4.3.1 车用电机产品化设计的主要步骤 87

4.3.2 车用电机的概念设计与结构仿真 87

4.3.3 车用电机多物理场分析计算与设计方案验证 92

4.3.4 车用电机系统多层面协同仿真测试验证 96

4.4 车用牵引电机的设计验证实例 100

4.4.1 车用牵引电机的概念设计 100

4.4.2 车用牵引电机的仿真分析与验证 102

4.4.3 车用牵引电机的性能测试验证 104

参考文献 106

第5章 电力电子技术与变流器原理 108

5.1 概述 108

5.2 电力电子器件 109

5.2.1 功率二极管 110

5.2.2 功率场效应晶体管（MOSFET） 112

5.2.3 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 115

5.2.4 MOS门极关断晶闸管（MCT） 120

5.3 变流器技术 122

5.3.1 整流电路 122

5.3.2 直流斩波器 129

5.3.3 逆变电路 142

参考文献 163

第6章 车用变流器应用技术 164

6.1 概述 164

6.2 功率电路 164

6.2.1 功率模块应用技术 164

6.2.2 电容器应用技术 167

6.2.3 功率母排技术 173

6.2.4 冷却技术 175

6.2.5 电力电子模块集成技术 183

6.3 IGBT驱动与保护电路 186

6.3.1 IGBT的损坏机理及保护方式 186

6.3.2 IGBT驱动与保护电路的基本要求 189

6.3.3 典型IGBT驱动与保护电路 190

6.4 控制器芯片（MCU） 200

6.4.1 德州仪器控制器芯片TMS320F28335 200

6.4.2 英飞凌控制器芯片TC 1797 202

6.4.3 飞思卡尔控制器芯片MPC5675K 207

6.5 变流器在新能源汽车上的应用举例 213

6.5.1 太阳能新能源汽车功率变换器 213

6.5.2 普锐斯混合动力车辆变换器 214

6.5.3 燃料电池汽车变换器 216

参考文献 220

第7章 车用电机控制技术 221

7.1 概述 221

7.2 直流电动机控制技术 222

7.2.1 典型直流电动机调速系统 223

7.2.2 应用举例 224

7.3 交流异步电动机控制技术 225

7.3.1 基于转子磁链定向的异步电动机矢量控制技术 226

7.3.2 基于定子磁链定向的异步电动机直接转矩控制技术 239

7.3.3 异步电动机无速度传感器控制技术 248

7.3.4 应用举例 251

7.4 交流永磁电动机控制技术 251

7.4.1 无刷直流电动机控制技术 252

7.4.2 永磁同步电动机控制技术 259

7.4.3 应用举例 278

7.5 开关磁阻电动机控制技术 279

7.5.1 开关磁阻电动机控制原理 279

7.5.2 典型开关磁阻电动机调速系统 281

7.5.3 应用举例 283

参考文献 283

第8章 车用电机智能控制技术 285

8.1 概述 285

8.2 模糊控制技术及其应用 286

8.3 神经网络控制技术及其应用 289

8.4 专家系统控制技术及其应用 293

参考文献 295

第9章新 能源汽车电机及其控制系统参数设计 296

9.1 概述 296

9.2 车用电机及其驱动系统性能匹配 296

9.2.1 电动汽车典型运行工况 296

9.2.2 车用电机及其控制系统性能匹配计算 298

9.3 纯电驱动电动汽车用电机及传动系统典型方案 301

9.3.1 牵引电机与减速器集成方案 301

9.3.2 牵引电机与变速器集成方案 302

9.3.3 牵引电机与电力电子集成方案 304

9.3.4 三种动力总成系统对比 305

参考文献 306

第10章 新能源汽车电机及其控制系统应用 307

10.1 概述 307

10.2 混合动力轿车用电机及其驱动系统应用 308

10.2.1 微混／弱混合动力轿车 308

10.2.2 中度混合动力轿车 311

10.2.3 深度混合动力轿车 314

10.3 混合动力客车用电机及其驱动系统应用 317

10.3.1 中度混合动力客车 317

10.3.2 深度混合动力客车 321

10.4 纯电驱动电动轿车用电机及其驱动系统应用 323

10.4.1 微型纯电动轿车 323

10.4.2 纯电动轿车 324

10.4.3 燃料电池轿车 326