新能源汽車技術(shù)

第1章 緒論 1
1．1 新能源汽車的定義和分類 1
1．2 新能源汽車產(chǎn)生和發(fā)展的原因 2
1．2．1 能源短缺 2
1．2．2 環(huán)境污染 2
1．2．3 氣候異常 2
1．3 新能源汽車的發(fā)展歷史 3
1．4 新能源汽車的基本結(jié)構(gòu) 5
1．4．1 新能源汽車的功能模塊構(gòu)成 6
1．4．2 不同電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 6
1．4．3 不同儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)形式 8
1．5 新能源汽車的主要行駛性能指標(biāo) 9
1．5．1 動(dòng)力性能 10
1．5．2 續(xù)駛里程 10
第2章 新能源汽車 12
2．1 純電動(dòng)汽車 12
2．1．1 純電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)點(diǎn) 12
2．1．2 純電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 13
2．1．3 純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng) 15
2．1．4 純電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置――蓄電池 18
2．2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 19
2．2．1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)點(diǎn) 19
2．2．2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的分類 20
2．2．3 串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 22
2．2．4 并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 24
2．2．5 混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 30
2．2．6 插電式（Plug-in）混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 32
2．3 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車 33
2．3．1 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 34
2．3．2 太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電原理及特性 35
2．3．3 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng) 37
2．3．4 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的能量管理系統(tǒng) 40
2．4 燃料電池電動(dòng)汽車 41
2．4．1 燃料電池電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)勢(shì) 41
2．4．2 燃料電池電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 43
2．4．3 燃料電池工作原理 45
2．4．4 燃料電池能量管理系統(tǒng) 46
2．5 氣體燃料汽車 46
2．5．1 天然氣汽車 47
2．5．2 液化石油氣汽車 55
2．5．3 氫氣燃料汽車 63
2．6 生物燃料汽車 67
2．6．1 醇類燃料汽車 67
2．6．2 生物柴油汽車 77
2．6．3 二甲醚汽車 80
第3章 新能源汽車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 84
3．1 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述 84
3．1．1 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類與特點(diǎn) 84
3．1．2 新能源汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能要求 86
3．1．3 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類 87
3．2 直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 88
3．2．1 直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造 88
3．2．2 直流電動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn) 90
3．2．3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 91
3．3 交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 93
3．3．1 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理 93
3．3．2 交流異步電動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn) 95
3．3．3 交流異步電動(dòng)機(jī)的控制方法 95
3．4 永磁電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 97
3．4．1 永磁電動(dòng)機(jī)的分類 97
3．4．2 永磁電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn) 98
3．4．3 永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制方法 100
3．4．4 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的控制方法 102
3．5 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 103
3．5．1 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)工作原理與性能特點(diǎn) 103
3．5．2 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 105
3．5．3 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制方法 106
3．5．4 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器 109
3．6 其他電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 110
3．6．1 輪轂電動(dòng)機(jī) 111
3．6．2 交流勵(lì)磁記憶電動(dòng)機(jī) 112
3．6．3 外轉(zhuǎn)子型雙勵(lì)磁永磁無刷電動(dòng)機(jī) 114
3．7 新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向 115
3．7．1 新型電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 116
3．7．2 電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向 117
第4章 新能源汽車的儲(chǔ)能裝置 119
4．1 動(dòng)力電池概述 119
4．1．1 化學(xué)電池的基本構(gòu)成 119
4．1．2 電池的基本知識(shí) 120
4．1．3 電池的種類 121
4．1．4 電池的性能指標(biāo) 122
4．1．5 各種車用電池的性能比較 126
4．2 鉛酸蓄電池 126
4．2．1 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)和原理 126
4．2．2 鉛酸蓄電池的充放電特性 128
4．2．3 鉛酸蓄電池的種類及發(fā)展現(xiàn)狀 128
4．2．4 鉛酸蓄電池的應(yīng)用 130
4．3 鎳氫蓄電池 131
4．3．1 鎳氫電池的分類與特點(diǎn) 131
4．3．2 鎳氫電池的工作原理 131
4．3．3 鎳氫電池的結(jié)構(gòu) 132
4．3．4 鎳氫電池的性能特征 132
4．4 鈉硫蓄電池 133
4．4．1 鈉硫蓄電池的結(jié)構(gòu)原理 133
4．4．2 鈉硫蓄電池的性能特點(diǎn) 134
4．4．3 鈉硫蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn) 134
4．5 動(dòng)力鋰電池 135
4．5．1 鋰離子電池 135
4．5．2 磷酸鐵鋰電池 136
4．5．3 聚合物鋰離子電池 138
4．6 燃料電池 139
4．6．1 燃料電池的特點(diǎn) 140
4．6．2 燃料電池的分類 140
4．6．3 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理 141
4．6．4 PEMFC的雙極板技術(shù) 143
4．6．5 燃料電池的水管理與熱管理 144
4．6．6 增壓式燃料電池與常壓式燃料電池 145
4．7 空氣電池 148
4．7．1 鋅空氣電池 148
4．7．2 鋁空氣電池 150
4．7．3 鋰空氣電池 150
4．8 超級(jí)電容 151
4．8．1 超級(jí)電容的發(fā)展現(xiàn)狀 151
4．8．2 超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)與工作原理 152
4．8．3 超級(jí)電容的充放電 153
4．8．4 超級(jí)電容器的優(yōu)點(diǎn) 154
4．8．5 超級(jí)電容器在新能源汽車上的應(yīng)用 155
4．8．6 其他類型的超級(jí)電容器介紹 157
4．9 飛輪儲(chǔ)能器 158
4．9．1 飛輪儲(chǔ)能器結(jié)構(gòu) 158
4．9．2 飛輪儲(chǔ)能器的工作原理 159
4．9．3 飛輪儲(chǔ)能器的優(yōu)點(diǎn) 160
4．9．4 飛輪儲(chǔ)能器的應(yīng)用 160
第5章 新能源汽車的能量管理系統(tǒng) 161
5．1 能量管理系統(tǒng)的作用 161
5．2 純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) 162
5．2．1 系統(tǒng)組成 162
5．2．2 荷電狀態(tài)指示器 163
5．2．3 電池管理系統(tǒng) 163
5．3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的能量管理系統(tǒng) 164
5．3．1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理系統(tǒng) 165
5．3．2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理系統(tǒng) 167
5．4 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量管理系統(tǒng)分析 168
5．4．1 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量特性分析 168
5．4．2 燃料電池混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)及方案 170
5．4．3 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量管理模式研究 173
5．5 動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)的方案 174
5．5．1 鋰離子電池的外特性 174
5．5．2 鋰離子電池的管理系統(tǒng) 175
第6章 新能源汽車的充放電系統(tǒng) 178
6．1 蓄電池的充電原理 178
6．2 新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng) 182
6．2．1 制動(dòng)能量回收方法 182
6．2．2 電動(dòng)汽車制動(dòng)能量的回收 185
6．2．3 永磁電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)原理 186
6．2．4 電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制策略 188
6．3 新能源汽車的充電裝置 191
6．3．1 充電裝置的分類 192
6．3．2 充電模式的選擇 193
第7章 新能源汽車的循環(huán)冷卻系統(tǒng) 197
7．1 新能源汽車中的熱源和發(fā)熱機(jī)理 197
7．1．1 蓄電池的發(fā)熱機(jī)理 197
7．1．2 燃料電池的發(fā)熱機(jī)理 198
7．1．3 電動(dòng)機(jī)控制器的發(fā)熱機(jī)理 198
7．1．4 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱機(jī)理 199
7．2 新能源汽車散熱系統(tǒng)的主要類型 199
7．3 電池散熱系統(tǒng) 201
7．3．1 主動(dòng)散熱系統(tǒng)與被動(dòng)散熱系統(tǒng) 201
7．3．2 散熱系統(tǒng) 202
7．3．3 鉛酸蓄電池散熱 204
7．3．4 鋰離子電池散熱 204
7．3．5 燃料電池散熱 205
7．4 電動(dòng)機(jī)與控制器散熱 207
7．4．1 電動(dòng)機(jī)與控制器冷卻方式 207
7．4．2 電動(dòng)機(jī)與控制器的冷卻需求 208
7．5 電動(dòng)機(jī)與控制器散熱量分析 209
7．6 強(qiáng)制液冷的電動(dòng)機(jī)與控制器冷卻系統(tǒng)分析 211
7．6．1 電動(dòng)機(jī)與控制器的液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 211
7．6．2 熱阻等效電路分析 211
7．6．3 電動(dòng)機(jī)及其控制器液冷系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 213
第8章 新能源汽車的輔助系統(tǒng) 215
8．1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 215
8．1．1 概述 215
8．1．2 EPS系統(tǒng)的基本組成 217
8．1．3 EPS系統(tǒng)的工作原理 219
8．1．4 電子控制器ECU及其控制策略 219
8．1．5 EPS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 221
8．2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 221
8．2．1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理 222
8．2．2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能特點(diǎn) 223
8．2．3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 223
8．3 線控制動(dòng)系統(tǒng) 224
8．3．1 電子液壓式制動(dòng)（EHB）系統(tǒng) 225
8．3．2 電子機(jī)械式制動(dòng)（EMB）系統(tǒng) 227
8．4 電控懸架系統(tǒng) 229
8．4．1 電控懸架系統(tǒng)的功能 229
8．4．2 電控懸架系統(tǒng)分類 230
8．4．3 全主動(dòng)式電控懸架系統(tǒng) 230
8．5 新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng) 232
8．5．1 熱電偶空調(diào)系統(tǒng) 232
8．5．2 余熱制冷空調(diào)系統(tǒng) 234
8．5．3 電動(dòng)壓縮機(jī)空調(diào)系統(tǒng) 235
參考文獻(xiàn) 237