电动汽车电机及驱动 设计、分析和应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 什么是电动汽车 1

1.2 电动汽车面临的挑战概述 3

1.2.1 纯电动汽车 4

1.2.2 混合动力电动汽车 4

1.2.3 可并网混合动力电动汽车 5

1.2.4 燃料电池电动汽车 6

1.3 电动汽车关键技术概述 6

1.3.1 电机驱动技术 7

1.3.2 能源技术 9

1.3.3 电池充电技术 12

1.3.4 车辆到电网技术 14

参考文献 17

第2章 直流电机驱动系统 19

2.1 系统结构 19

2.2 直流电机 20

2.2.1 直流电机结构 20

2.2.2 直流电机工作原理 21

2.2.3 直流电机数学模型 22

2.3 DC-DC变换器 24

2.3.1 DC-DC变换器的拓扑结构 24

2.3.2 DC-DC变换器的软开关拓扑结构 26

2.4 直流电机控制 28

2.4.1 转速控制 28

2.4.2 再生制动 30

2.5 设计准则 32

2.6 设计案例 33

2.7 应用案例 36

2.8 直流电机在电动汽车中的应用是否衰退 37

参考文献 37

第3章 感应电机驱动系统 38

3.1 系统结构 38

3.2 感应电机 39

3.2.1 感应电机结构 39

3.2.2 感应电机原理 40

3.2.3 感应电机建模 41

3.3 感应电机用逆变器 43

3.3.1 PWM逆变器 44

3.3.2 软开关逆变器 47

3.4 感应电机控制 48

3.4.1 变压变频控制 48

3.4.2 磁场定向控制 49

3.4.3 直接转矩控制 53

3.5 设计准则 56

3.6 设计案例 58

3.7 应用案例 60

3.8 是否是电动汽车的成熟技术 61

参考文献 62

第4章 永磁无刷电机驱动系统 63

4.1 永磁材料 63

4.2 系统结构 65

4.3 永磁无刷电机 65

4.3.1 永磁无刷电机结构 66

4.3.2 永磁无刷电机工作原理 68

4.3.3 永磁无刷电机建模 71

4.4 永磁无刷电机用逆变器 75

4.4.1 逆变器要求 75

4.4.2 无刷交流运行的开关策略 76

4.4.3 无刷直流电机的开关策略 76

4.5 永磁无刷电机控制 79

4.5.1 永磁同步电机控制 79

4.5.2 永磁无刷直流电机控制 83

4.6 设计准则 85

4.7 设计案例 88

4.7.1 行星齿轮永磁同步电机驱动 88

4.7.2 外转子永磁无刷直流电机驱动 91

4.8 应用案例 95

4.9 是否是电动汽车的优选技术 96

参考文献 96

第5章 开关磁阻电机驱动系统 98

5.1 系统结构 98

5.2 开关磁阻电机 99

5.2.1 开关磁阻电机结构 99

5.2.2 开关磁阻电机工作原理 100

5.2.3 开关磁阻电机模型 102

5.3 开关磁阻功率变换器 105

5.3.1 开关磁阻功率变换器拓扑 105

5.3.2 软开关开关磁阻功率变换器拓扑 107

5.3.3 电动汽车用开关磁阻功率变换器对比 111

5.4 开关磁阻电机控制 111

5.4.1 转速控制 111

5.4.2 转矩脉动最小化控制 112

5.4.3 无位置传感器控制 116

5.5 设计准则 118

5.5.1 电机初始化设计 118

5.5.2 噪声抑制 122

5.6 设计案例 123

5.6.1 行星齿轮开关磁阻电机驱动 123

5.6.2 外转子开关磁阻轮毂电机驱动 126

5.7 应用案例 128

5.8 是否成熟应用于电动汽车驱动 128

参考文献 129

第6章 定子永磁电机驱动系统 130

6.1 定子永磁和转子永磁 130

6.2 系统结构 131

6.3 双凸极永磁电机驱动技术 132

6.4 磁通反向永磁电机驱动技术 139

6.5 磁通切换永磁电机驱动技术 141

6.6 混合励磁永磁电机驱动技术 143

6.7 磁通记忆永磁电机驱动技术 145

6.8 设计准则 153

6.9 设计案例 156

6.9.1 外转子混合励磁双凸极永磁电机驱动系统 156

6.9.2 外转子磁通记忆双凸极永磁电机驱动系统 159

6.10 应用前景 170

参考文献 171

第7章 磁齿轮复合电机驱动系统 173

7.1 系统结构 173

7.2 磁齿轮 174

7.2.1 变换型磁齿轮 175

7.2.2 磁场调制型磁齿轮 177

7.3 磁齿轮复合电机 180

7.3.1 磁齿轮复合电机工作原理 180

7.3.2 磁齿轮复合电机模型 185

7.4 磁齿轮复合电机驱动用逆变器 185

7.5 磁齿轮复合电机控制 186

7.6 设计准则 189

7.7 设计案例 189

7.7.1 磁齿轮永磁无刷直流轮毂电机驱动 190

7.7.2 磁齿轮永磁无刷交流轮毂电机驱动 191

7.8 应用前景 197

参考文献 197

第8章 永磁游标电机驱动系统 199

8.1 系统结构 199

8.2 永磁游标电机 200

8.2.1 永磁游标电机与磁齿轮电机的比较 200

8.2.2 永磁游标电机的结构 201

8.2.3 永磁游标电机的运行原理 204

8.2.4 永磁游标电机的建模 206

8.3 永磁游标电机的逆变器选型 207

8.4 永磁游标电机的控制 209

8.5 设计准则 209

8.6 设计案例 211

8.6.1 外转子永磁游标电机驱动 211

8.6.2 磁通可控外转子永磁游标电机驱动 212

8.7 应用前景 219

参考文献 220

第9章 新型无永磁型电机驱动系统 221

9.1 什么是新型无永磁型电机 221

9.2 系统结构 222

9.3 同步磁阻（SynR）电机 223

9.4 双凸极直流（DSDC）电机 225

9.5 磁通切换直流（FSDC）电机 227

9.6 游标磁阻（VR）电机 230

9.7 双馈游标磁阻（DFVR）电机 232

9.8 轴向磁通无永磁型电机 235

9.9 设计准则 237

9.10 设计案例 237

9.10.1 多齿双凸极直流电机 237

9.10.2 多齿磁通切换直流电机 240

9.10.3 轴向双凸极直流电机 242

9.10.4 轴向磁通切换直流电机 247

9.11 应用前景 251

参考文献 252

第10章 起动发电一体机系统 254

10.1 混合动力汽车分类 254

10.2 ISG系统结构 258

10.3 ISG电机 259

10.4 ISG运行模式 261

10.4.1 起动模式 261

10.4.2 发电模式 261

10.4.3 怠速停止－起动模式 261

10.4.4 再生制动模式 262

10.4.5 辅助动力模式 263

10.5 设计准则 263

10.6 设计案例 264

10.6.1 基于双定子永磁同步电机的ISG系统 264

10.6.2 基于混合励磁双凸极永磁电机的ISG系统 268

10.7 应用案例 274

10.8 ISG系统技术是否已经成熟 275

参考文献 275

第11章 行星齿轮电动变速器系统 277

11.1 系统结构 277

11.2 行星齿轮 278

11.3 输入分配型PG EVT系统 281

11.3.1 丰田混合动力系统 281

11.3.2 福特混合动力系统 286

11.4 复合分配型PG EVT系统 288

11.4.1 通用双模式混合动力系统 288

11.4.2 雷诺混合动力系统 293

11.4.3 铁姆肯混合动力系统 293

11.5 设计准则 294

11.6 设计案例 295

11.6.1 基于永磁同步电机的PG EVT系统结构 295

11.6.2 永磁同步电机设计 296

11.6.3 永磁同步电机性能分析 298

11.7 应用案例 300

11.8 PG EVT系统技术是否成熟 302

参考文献 303

第12章 双转子电动变速器系统 304

12.1 系统结构 304

12.2 双转子电机 306

12.2.1 多端口电机的概念 306

12.2.2 双转子电机结构 307

12.3 基本的DR EVT系统 308

12.3.1 DR EVT系统结构 308

12.3.2 DR EVT系统模型 309

12.3.3 DR EVT系统运行原理 311

12.4 新型DR EVT系统 313

12.4.1 永磁型DR EVT系统 313

12.4.2 开关磁阻型DR EVT系统 314

12.4.3 轴向磁场型DR EVT系统 316

12.4.4 新型无永磁型DR EVT系统 316

12.5 设计准则 319

12.6 设计案例 319

12.6.1 DSDC DR EVT系统结构 320

12.6.2 DSDC双转子电机设计 320

12.6.3 DSDC双转子电机分析 320

12.7 应用前景 325

参考文献 325

第13章 磁齿轮电动变速器系统 327

13.1 系统结构 327

13.2 多端口磁齿轮 329

13.2.1 磁性行星齿轮 329

13.2.2 磁性同轴齿轮 331

13.3 MPG EVT系统 332

13.4 MCG EVT系统 334

13.5 设计准则 339

13.6 设计案例 340

13.6.1 MCG EVT系统结构 340

13.6.2 集成MCG电机设计 342

13.6.3 集成MCG电机分析 345

13.7 应用前景 350

参考文献 350