电动汽车结构与原理PDF电子书下载

第1章 电动汽车发展概况 1

1.1 电动汽车的定义 2

1.2 电动汽车的历史与现状 2

1.2.1 国际电动汽车的发展状况 4

1.2.2 国内电动汽车的现状 5

1.3 不堪重负的环境压力 8

1.4 电动汽车常见产品和发展方向 8

1.4.1 电动汽车的发展方向 9

1.4.2 国内常见的电动汽车 9

1.4.3 国外电动汽车产品 10

1.5 电动汽车的关键技术和优劣分析 11

1.5.1 电动汽车的关键技术 11

1.5.2 电动汽车优势 13

1.5.3 制约电动汽车发展的不利因素 14

1.6 电动汽车的法规与标准 15

1.6.1 电动汽车的准入准则 15

1.6.2 我国电动汽车发展阶段 18

1.6.3 电动汽车的相关标准 19

1.7 电动汽车常用技术术语 21

1.7.1 整车术语 21

1.7.2 电动机及控制器 23

1.7.3 蓄电池 25

1.7.4 充电器 29

小结 30

习题 30

第2章 电动汽车的结构组成 31

2.1 电动汽车的基本结构 32

2.2 电动汽车结构类型 33

2.2.1 电动汽车电力驱动系统的结构类型 34

2.2.2 电动汽车储能装置的结构类型 36

2.2.3 电动汽车按行驶速度分级 38

2.3 电动汽车的行驶性能 40

2.3.1 电动汽车的动力性 40

2.3.2 电动汽车的续驶里程 40

2.4 电动汽车的发展前沿 41

小结 41

习题 42

第3章 电动汽车能量源 43

3.1 动力电池概述 45

3.1.1 化学电池的基本组成 45

3.1.2 电池的基本常识 45

3.1.3 电池的种类 46

3.1.4 电池的性能指标 47

3.1.5 各种车用电池的性能比较 50

3.2 铅酸蓄电池 51

3.2.1 铅酸蓄电池的结构和原理 51

3.2.2 铅酸蓄电池的充放电特性 52

3.2.3 铅酸蓄电池的种类及现状 52

3.2.4 铅酸蓄电池的应用 53

3.3 二次锂电池 54

3.3.1 锂离子电池 54

3.3.2 磷酸铁锂电池 55

3.3.3 聚合物锂离子电池 57

3.4 镍氢蓄电池 58

3.4.1 镍氢电池的分类与特点 58

3.4.2 镍氢电池的工作原理 58

3.4.3 镍氢电池的结构 59

3.4.4 镍氢电池的性能特征 59

3.5 钠硫蓄电池 59

3.5.1 钠硫蓄电池的结构原理 60

3.5.2 钠硫蓄电池的性能特点 60

3.5.3 钠硫蓄电池的优缺点 61

3.6 燃料电池 61

3.6.1 燃料电池的基本原理 61

3.6.2 燃料电池的特点 62

3.6.3 燃料电池分类 63

3.6.4 常见燃料电池 64

3.7 其他储能装置 68

3.7.1 空气电池 68

3.7.2 超级电容 70

3.7.3 飞轮储能器 73

3.8 电池性能的检测方法 75

3.8.1 电池充放电性能测试 75

3.8.2 电池容量测定 76

3.8.3 电池循环次数测试 77

3.8.4 电池内阻的测定 78

3.8.5 自放电及储存性能测试 78

3.8.6 安全性测试 78

3.8.7 超级电容器性能检测方法 80

3.9 电池组的选择与设计 82

3.10 电池的技术水平和发展方向 84

3.10.1 当前几种动力电池的技术水平 84

3.10.2 动力电池的发展动向 86

小结 86

习题 87

第4章 驱动电动机 88

4.1 概述 89

4.1.1 新能源汽车电动机驱动系统的种类和特点 90

4.1.2 新能源汽车对电动机的性能要求 91

4.1.3 电动汽车用电动机的分类 92

4.2 直流电动机 93

4.2.1 直流电动机的分类 93

4.2.2 直流电动机的工作原理 94

4.2.3 直流电动机的结构 95

4.2.4 电动汽车用直流电动机 96

4.2.5 直流电动机的调速方法 98

4.3 交流异步电动机 99

4.3.1 交流异步电动机的工作原理 99

4.3.2 交流异步电动机的结构 100

4.3.3 交流异步电动机的性能特点 101

4.3.4 交流异步电动机的控制方法 102

4.4 开关磁阻电动机 103

4.4.1 开关磁阻电动机的工作原理 104

4.4.2 开关磁阻电动机的结构 104

4.4.3 开关磁阻电动机的性能特点 105

4.4.4 开关磁阻电动机的控制方法 106

4.5 永磁同步电动机 109

4.5.1 永磁电动机的分类 109

4.5.2 永磁同步电动机的结构 109

4.5.3 永磁同步电动机的性能特点 111

4.5.4 永磁同步电动机的控制 112

4.6 其他电动机 114

4.6.1 轮毂电动机 114

4.6.2 交流励磁记忆电动机 115

4.6.3 外转子型双励磁永磁无刷电动机 117

4.7 新能源汽车驱动系统的发展方向 119

4.7.1 新型电动机的发展和应用 119

4.7.2 电动机控制技术的发展方向 120

小结 121

习题 122

第5章 电动汽车循环冷却技术 123

5.1 电动汽车循环冷却系统的要求 124

5.2 电动汽车循环冷却系统设计步骤 124

5.3 电池散热系统 125

5.3.1 铅酸电池 125

5.3.2 锂离子电池 125

5.3.3 钠硫电池和燃料电池 128

5.3.4 其他储能装置 128

5.4 电动机和控制器散热 128

5.4.1 电动机和控制器的冷却方式 128

5.4.2 电动机和控制器的冷却需求 129

5.5 电动机和控制器散热量计算 131

5.5.1 电动机控制器的发热损耗计算 131

5.5.2 电动机发热损耗计算 131

5.5.3 电动机和驱动器一体化液冷系统设计 131

5.6 采用液冷的电动机控制器和电动机动态温升 132

5.6.1 采用液冷的电动机和控制器的冷却结构 132

5.6.2 热阻等效电路分析 132

5.6.3 电动机及其驱动器液冷系统参数设计 134

小结 135

习题 135

第6章 电动汽车辅助系统 136

6.1 电控助力转向系统 137

6.1.1 概述 137

6.1.2 EPS系统的基本组成 138

6.1.3 EPS系统的工作原理 139

6.1.4 电子控制器ECU及其控制策略 139

6.1.5 EPS系统的优点 140

6.2 线控制动系统 141

6.3 电控悬架系统 142

6.3.1 概述 142

6.3.2 电控悬架系统的功能 142

6.3.3 电控悬架系统分类 143

6.3.4 全主动式电控悬架系统 143

6.4 电动空调系统 145

小结 147

习题 147

第7章 电动汽车电气系统 148

7.1 电动汽车电气系统的组成 149

7.1.1 一般电动汽车电气系统的组成 149

7.1.2 基于CAN总线技术的电动汽车电气系统的组成 149

7.1.3 电动汽车控制系统工作流程 150

7.2 电动汽车整车网络化控制系统 152

7.2.1 整车控制器 152

7.2.2 能源管理系统 155

7.2.3 通信系统 163

7.3 整车网络化控制系统设计实例 166

7.4 车辆高低压电气系统 167

7.4.1 高低压电气系统组成 167

7.4.2 高压电气系统的安全性 171

7.4.3 电磁兼容设计的必要性和常用方法 172

小结 173

习题 173

第8章 电动汽车能量补充系统 174

8.1 电动汽车能量补充系统分类 175

8.2 电动汽车充电基础设施 175

8.2.1 充电系统性能要求 176

8.2.2 充电基础设施的发展 177

8.3 电动汽车充电动机类型 179

8.3.1 交流充电动机 180

8.3.2 直流充电动机 181

8.3.3 地面充电动机的功能模块 182

8.3.4 充电过程 182

8.4 充电模式 183

8.4.1 正常充电模式 183

8.4.2 快速充电模式 184

8.4.3 换电模式 184

8.4.4 充电系统对电池的影响 185

8.5 充电系统的布局 185

8.5.1 家庭用充电设施 185

8.5.2 公共充电设施 186

8.6 充电接口 188

8.6.1 充电接口要求 188

8.6.2 充电接口形式 189

8.7 燃料电池汽车加注站 190

8.7.1 氢的制取与储存 191

8.7.2 燃料电池电动汽车加氢站 192

小结 194

习题 194

第9章 电动汽车总体设计 195

9.1 总体设计要点 196

9.2 电动汽车的开发流程 197

9.2.1 决策阶段 197

9.2.2 设计阶段 199

9.2.3 试制试验阶段 200

9.2.4 生产阶段 201

9.3 电动汽车结构形式的选择 201

9.3.1 整体造型对结构的影响 201

9.3.2 电能储存种类对结构的影响 202

9.3.3 轴数及驱动形式 203

9.3.4 布置形式 203

9.4 电动汽车主要参数的选择 205

9.4.1 外廓尺寸 206

9.4.2 轴距 207

9.4.3 前轮距和后轮距 208

9.4.4 前悬和后悬 208

9.5 电动汽车性能参数 209

9.5.1 汽车动力性能 209

9.5.2 通过性几何参数 209

9.5.3 操纵稳定性参数 210

9.5.4 制动性参数 210

9.5.5 舒适性 211

9.6 电动汽车的总体布置 211

9.6.1 总布置设计图的图面要求 212

9.6.2 车身内部布置 213

9.6.3 运动校核 221

9.7 电动汽车数字化总体设计 221

小结 223

习题 223

第10章 电动汽车整车性能参数计算 224

10.1 车辆质量计算 225

10.1.1 整备质量 225

10.1.2 载荷或乘员人数 226

10.1.3 最大总质量 226

10.2 电动汽车动力性的参数 227

10.3 影响电动汽车行驶性能的参数 227

10.3.1 汽车的驱动力 228

10.3.2 汽车的行驶阻力 229

10.4 电动汽车电动机功率的初步确定 233

10.5 电动汽车的几个性能参数的选择 234

10.5.1 车辆的最高车速、最大爬坡度与传动比的关系 234

10.5.2 传动比的选择 235

10.5.3 电动汽车加速性能 237

10.6 电动汽车的续驶里程计算 238

10.7 电池数量计算及电池组数确定 239

10.7.1 电池系统总能量确定 239

10.7.2 电动汽车总电压的确定 240

10.7.3 确定电池的单体容量 240

10.7.4 确定电池的单体数量 241

10.7.5 计算案例 241

10.8 电动汽车环保性与经济性分析 242

小结 243

习题 244

参考文献 245