第1章 新能源车辆的介绍 1
1.1电动汽车 2
1.2混合动力汽车 3
1.3电动汽车和混合动力汽车的组成 3
1.4整车质量及性能 6
1.5电机和内燃机定额 7
1.6电动汽车和混合动力汽车的发展史 8
1.6.1早期 8
1.6.2 20世纪60年代 9
1.6.3 20世纪70年代 10
1.6.4 20世纪80年代和90年代 11
1.6.5 EV和HEV的现状 13
1.7“油井-车轮”分析 14
1.8 EV/ICEV的比较 16
1.8.1效率比较 16
1.8.2污染比较 18
1.8.3成本和使用费用比较 18
1.8.4美国对国外石油的依赖 19
1.9电动汽车的市场前景 19
参考文献 20
第2章 车辆力学 21
2.1路况介绍 22
2.2运动定律 23
2.3车辆动力学 24
2.4车辆运动动力学 26
2.5驱动功率 27
2.5.1力-速度特性 28
2.5.2最大爬坡能力 28
2.6速度和加速度 29
2.6.1力FTR恒定，道路水平 29
2.6.2力FTR非恒定，一般加速 33
2.7轮胎-道路力学 35
2.7.1滑移 35
2.7.2轮胎-道路接触面处的牵引力 36
2.7.3轮胎-道路接触面上的力传递 37
2.7.4 1/4车辆模型 38
2.7.5牵引力极限及其控制 39
2.8驱动系统设计 41
习题 41
参考文献 43
第3章 新能源车辆构型 44
3.1纯电动汽车 44
3.2混合动力汽车 45
3.2.1混合动力汽车的结构 46
3.2.2基于传动总成的混合动力系统 50
3.2.3基于混合度的混合动力 51
3.3插电式混合动力汽车 51
3.4动力系统部件设计 52
3.4.1纯电动汽车动力系统设计 53
3.4.2混合动力汽车动力传动系设计 56
3.4.3混合动力系统定型实例 59
3.5质量分析和布置 63
3.6车辆仿真 64
3.6.1仿真模型 64
3.6.2标准行驶工况 65
习题 68
参考文献 69
第4章 电池能量存储 70
4.1动力电池在电动汽车和混合动力汽车中的应用 71
4.2电池基本原理 73
4.2.1蓄电池结构 73
4.2.2化学反应 74
4.3电池参数 78
4.3.1电池容量 78
4.3.2开路电压 78
4.3.3端电压 79
4.3.4实际容量 79
4.3.5放电率 80
4.3.6荷电状态 81
4.3.7放电状态 81
4.3.8放电深度 81
4.3.9电池能量 82
4.3.10比能量 82
4.3.11电池功率 82
4.3.12比功率 83
4.3.13 Ragone图 83
4.4电化学电池基础 84
4.4.1热力学电压 85
4.4.2电解作用和法拉第电流 87
4.4.3电极动力学 88
4.4.4物质的传递 90
4.4.5双电层 92
4.4.6欧姆电阻 92
4.4.7浓差极化 92
4.5电池建模 93
4.5.1电路模型 94
4.5.2经验模型 99
4.6动力电池 105
4.6.1铅酸电池 106
4.6.2镍镉电池 107
4.6.3镍氢电池 107
4.6.4锂离子电池 108
4.6.5锂聚合物电池 109
4.6.6锌-空气电池 109
4.6.7钠硫电池 110
4.6.8钠金属氯化物电池 110
4.6.9先进电池展望 111
4.7电池组管理 113
4.7.1电池管理系统 113
4.7.2 SoC的估算 115
4.7.3电池均衡技术 115
4.7.4电池充电 116
习题 117
参考文献 119
第5章 新能源存储 121
5.1燃料电池 122
5.1.1燃料电池性能 123
5.1.2燃料电池的类型 124
5.1.3燃料电池模型 126
5.1.4储氢系统 127
5.1.5重整器 128
5.1.6燃料电池电动汽车 129
5.2超级电容器 131
5.2.1对称超级电容器 131
5.2.2非对称超级电容器 133
5.2.3超级电容器建模 133
5.3压缩空气存储 135
5.4飞轮 136
习题 138
参考文献 138
第6章 电机 140
6.1简单电机 141
6.1.1基本电机现象 141
6.1.2简单直流电机 142
6.1.3简单磁阻电机 146
6.2直流电机 147
6.3三相交流电机 151
6.3.1正弦定子绕组 151
6.3.2极对数 153
6.3.3三相正弦绕组 154
6.3.4空间矢量表示 154
6.3.5交流电机的类型 160
6.4感应电机 160
6.4.1每相等效电路 162
6.4.2简明的转矩表达式 163
6.4.3转速控制方法 166
6.4.4再生制动 167
6.5永磁电机 168
6.5.1永磁体 169
6.5.2永磁同步电机 170
6.5.3永磁同步电机模型 172
6.5.4永磁无刷直流电机 174
6.6开关磁阻电机 177
6.6.1优点和缺点 178
6.6.2开关磁阻电机的设计/基础理论 178
6.6.3工作原理 180
习题 184
参考文献 185
第7章 电力电子变换器 186
7.1电力电子开关 186
7.1.1二极管 189
7.1.2功率BJT 189
7.1.3功率MOSFET 190
7.1.4 IGBT 191
7.1.5双向开关 191
7.2 DC/DC变换器 191
7.2.1非隔离式DC/DC变换器 192
7.2.2隔离式DC/DC变换器 197
7.3电池均衡变换器 200
7.3.1被动均衡法 201
7.3.2主动均衡法 202
参考文献 207
第8章 电机驱动系统 208
8.1电机驱动系统组成 208
8.2直流驱动系统 210
8.2.1两象限斩波器 210
8.2.2开环驱动系统 212
8.3工作点分析 220
8.4交流驱动系统 224
8.4.1六步法 224
8.4.2脉宽调制 227
8.4.3电流控制方法 234
8.5开关磁阻电机驱动 236
8.5.1开关磁阻电机变换器 236
8.5.2开关磁阻电机控制 238
习题 240
参考文献 243
第9章 交流电机控制 245
9.1交流电机矢量控制 245
9.2dq建模 247
9.2.1旋转坐标系 250
9.2.2异步电机的dq模型 250
9.2.3功率和电磁转矩 252
9.3异步电机矢量控制 253
9.3.1转子磁场定向矢量控制 253
9.3.2直接和间接矢量控制 255
9.4永磁电机矢量控制 257
9.4.1坐标系中的电压和转矩 257
9.4.2仿真模型 258
9.4.3变换公式 259
9.4.4永磁同步电机驱动 260
习题 262
参考文献 263
第10章 内燃机 264
10.1内燃机 264
10.1.1往复活塞式发动机 265
10.1.2实际循环和理论循环 267
10.1.3燃气轮机 270
10.2制动平均有效压力和有效燃油消耗率 271
10.3汽车燃油经济性 273
10.3.1混合动力汽车的燃油经济性 275
10.4废气排放控制系统 276
10.4.1污染物的生成 276
10.4.2空燃比对排放的影响 278
10.4.3 NOx流速 279
10.4.4排放控制零部件 282
10.4.5柴油机废气排放的处理 283
习题 286
参考文献 286
第11章 动力传动系的组成及制动系统 288
11.1动力传动系组成 288
11.1.1电动汽车动力传动系统 289
11.2齿轮 290
11.2.1齿轮传动比 292
11.2.2转矩-转速特性 294
11.2.3行星齿轮机构 296
11.3离合器 297
11.4差速器 298
11.5变速器 298
11.5.1手动变速器 299
11.5.2自动变速器 300
11.5.3无级变速器 302
11.5.4电控无级变速器/混合动力汽车变速器 303
11.6汽车制动器 303
11.6.1传统制动系统 304
11.6.2电子机械制动系统 308
习题 310
参考文献 311
第12章 冷却系统 312
12.1温度控制系统 312
12.1.1蒸汽-压缩制冷循环 312
12.1.2汽车空调系统 315
12.2动力传动系部件的冷却系统 316
参考文献 319
第13章 混合动力汽车控制策略 320
13.1整车控制器 321
13.2模式选择策略 321
13.2.1机械功率分流式混合动力模式 323
13.2.2串并联式2x2混合动力模式 327
13.3模态控制策略 329
13.3.1串联控制 329
13.3.2并联控制 332
13.3.3串并联控制 333
13.3.4储能系统控制 336
13.3.5再生制动控制 337
习题 340
参考文献 341
第14章 车辆通信 342
14.1 OSI 7层模型 342
14.2车载通信 343
14.3控制器局域网 344
14.3.1 CAN通信协议 346
14.3.2 CAN传输层 346
14.3.3 CAN物理层 351
14.3.4 CAN编程 353
参考文献 355