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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