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目录1

第1章 绪论1

参考文献6

第2章 燃料电池的基本原理及应用7

2.1 燃料电池的基本原理7

2.2 燃料电池的分类8

2.2.1 碱性燃料电池9

2.2.2 磷酸燃料电池9

2.2.3 质子交换膜燃料电池9

2.2.4 熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池10

2.3 质子交换膜燃料电池10

2.3.1 质子交换膜11

2.3.2 质子交换膜燃料电池的催化剂13

2.3.3 膜电极和双极性集流板15

2.4 质子交换膜燃料电池的效率和工作特性17

2.4.1 质子交换膜燃料电池的效率17

2.4.2 质子交换膜燃料电池的工作特性18

2.5 质子交换膜燃料电池的模块特性21

2.6 燃料电池的发展趋势21

参考文献22

第3章 燃料电池汽车结构23

3.1 燃料电池汽车的基本结构23

3.2 燃料电池系统25

3.2.1 燃料电池系统的基本结构25

3.2.2 质子交换膜燃料电池与传统内燃机的比较27

3.3 DC/DC变换器27

3.3.1 DC/DC变换器的作用27

3.3.2 DC/DC变换器的基本工作原理28

3.3.3 燃料电池汽车DC/DC变换器的关键技术30

3.4 驱动电机及其控制系统31

3.4.1 电机及其控制器31

3.4.2 感应电机的矢量控制33

3.4.3 无刷直流电机39

3.4.4 燃料电池汽车电驱动系统的研究方向40

3.5 辅助电池及其管理系统42

3.5.1 电池概述42

3.5.2 氢-镍电池43

3.5.3 锂离子电池46

3.5.4 电池管理系统48

3.6 超级电容54

3.6.1 超级电容概述55

3.6.2 超级电容的分类55

3.6.3 超级电容的发展水平59

3.6.4 超级电容组管理系统60

3.7 燃料电池汽车的研究进展63

3.7.1 美国通用汽车公司64

3.7.2 美国福特汽车公司67

3.7.3 美国克莱斯勒汽车公司68

3.7.4 加拿大巴拉德动力系统公司68

3.7.5 戴姆勒-奔驰汽车公司69

3.7.6 日本丰田汽车公司72

3.7.7 日本本田汽车公司75

参考文献77

第4章 建模仿真与能量管理策略79

4.1 电动汽车仿真技术及其应用现状79

4.1.1 仿真的基本概念79

4.1.2 仿真方法80

4.1.3 常用的仿真软件81

4.2 燃料电池汽车的部件建模82

4.2.1 车辆部件及其建模82

4.2.2 轮胎模型84

4.2.3 驱动电机及其控制器87

4.2.4 辅助蓄电池及管理系统93

4.2.5 超级电容96

4.2.6 DC/DC变换器99

4.3 燃料电池电动汽车整车仿真实例100

4.3.1 后向仿真100

4.3.2 前向仿真107

4.4 燃料电池大客车的动力性计算与仿真实例111

4.4.1 变速器设计及整车动力性能计算111

4.4.2 燃料电池大客车的系统仿真113

4.5 能量管理策略与优化115

4.5.1 燃料电池汽车能量管理策略115

4.5.2 传统的功率分配策略117

4.5.3 功率分配的模糊控制117

4.5.4 功率分配策略的优化118

4.5.5 工况自适应的功率分配策略120

参考文献120

第5章 整车控制系统设计123

5.1 系统设计要求与原则123

5.2 基于dSPACE的整车控制器快速原型开发125

5.2.1 dSPACE系统简介126

5.2.2 整车控制器快速原型的开发127

5.3 整车控制器电控单元ECU的研究开发130

5.3.1 整车控制器硬件开发131

5.3.2 嵌入式实时操作系统的应用132

5.4 CAN总线通信技术的应用135

5.4.1 CAN总线介绍135

5.4.2 CAN总线的技术规范和网络协议137

5.4.3 CAN总线在燃料电池汽车上的应用举例139

5.5 线控技术简介139

参考文献140

第6章 燃料电池电动汽车及关键部件试验143

6.1 燃料电池电动汽车整车性能试验143

6.2 质子交换膜燃料电池试验143

6.2.1 影响燃料电池性能的主要工作参数144

6.2.2 燃料电池试验的主要内容144

6.2.3 燃料电池测试系统的基本结构145

6.2.4 燃料电池系统的稳态和动态特性147

6.2.5 燃料电池的测试149

6.3.1 蓄电池组的试验标准154

6.3 蓄电池组及管理系统试验方法154

6.3.2 国内外电池测试规范介绍155

6.3.3 电池组试验方法159

6.4 超级电容试验160

6.4.1 试验目的与试验规范160

6.4.2 超级电容试验内容160

6.4.3 超级电容试验设备164

6.5 驱动电机及控制器试验164

6.5.1 驱动电机及控制器试验目的164

6.5.2 驱动电机及控制器试验分类165

6.5.3 型式试验165

6.5.4 电机常规试验168

参考文献169

第7章 燃料电池汽车供氢系统、氢源及氢安全171

7.1 氢的基本性质171

7.2.1 化石燃料的转化172

7.2 氢的制备方法172

7.2.2 水电解制氢175

7.2.3 含氢工业尾气回收氢176

7.2.4 可再生资源制氢技术177

7.2.5 车载制氢技术177

7.3 氢分离纯化技术180

7.4 氢的输配182

7.5.1 高压氢气储存186

7.5 燃料电池汽车车上供氢系统186

7.5.2 液态储氢189

7.5.3 金属储氢192

7.5.4 活性炭吸附储氢193

7.5.5 碳纳米材料储氢193

7.6 燃料电池汽车氢安全系统194

7.6.1 燃料电池汽车氢安全控制系统194

7.6.2 燃料电池汽车车库的氢安全系统195

参考文献197

附录 国内外电动汽车标准目录199