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        • 书名: 先进电动汽车技术(第二版)
        • 出版时间: 2014-05-10
        • 作者: 陈全世 主编 朱家链、田光宇 副主编
        • 出版社: 化学工业出版社
        • CIP分类号: ①U469-72
        • 丛书名: 先进电动汽车技术(第二版)
        • 字数: 529
        • 装帧:
        • 版次: 2-1
        • 币种:
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        书号:978-7-122-15672-3

        书名:先进电动汽车技术(第二版)

        作者:陈全世 主编 朱家链、田光宇 副主编

        定价:59.0000

        出版社:化学工业出版社

        出版时间:2013-01-01 00:00:00.0

        CIP分类号:①U469-72

        字数:529

        装帧:

        版次:2-1

         

        内容简介:本书是作者所在研究团队(清华大学电动车辆研究室)多年来从事纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的工作体会和经验总结。作者期望通过该书出版与广大读者交流与分享。

         

            本书第一版出版后五年来,电动汽车技术取得许多新进展,作为第二版,就这些新发展,如电池、充电系统、电动车辆运行管理模式、电动车辆在特种车辆中的应用以及国内外电动汽车标准与规范等方面进行全面修订与补充。

         

        读者对象:本书可供广大从事电动汽车相关领域工程技术人员、管理人员和科研人员参考,也可作为高等院校车辆工程专业本科生和研究生的选修课教材,还可作为其他专业如机械、电机、材料等本科生和研究生教学参考书使用。

         

        一级分类:科技图书

        二级分类:汽车

        三级分类:汽车

         

        序言:《先进电动汽车技术》第一版自20073月出版以来,恰逢国内外大力研发和推广应用以电动汽车为代表的新能源汽车浪潮,承蒙广大读者关心和厚爱,在社会和读者中产生了积极反响。该书2009年被评为第十届中国石油和化学工业优秀科技图书一等奖,2010年本书荣获中国机械工业科学技术二等奖。

         

            在第一版出版后的5年来,电动汽车技术开始从研发逐渐走向产业化,许多新技术、新材料、新结构、新车型不断涌现,电动汽车产业的商业化创新模式也有了飞速发展,因此,对第一版中的内容就有了更新要求。本书对每一章内容都进行认真审查和更新,尽可能将最新技术和创新成果反映在本书中。

         

            动力电池是电动汽车产业化的最大瓶颈之一,也是近期发展最快、成果最多的领域,因此本书中第4章动力电池系统增加新内容最多,包括目前应用广泛的正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、三元(锰镍)锂离子电池的性能对比,以及聚合物锂离子电池、电容型锂离子电池等新型锂离子电池。本书还对全球锂资源储藏和生产情况进行了简要介绍。此外,本书还简要介绍了锂空气电池的基本原理和研发情况。

         

            纯电动汽车、插电式混合动力汽车是近期发展最快的领域,除了乘用车、商用车以外,纯电动工程车、特种车在节能减排的总目标下,也取得了可喜进展。在本书第9章纯电动车辆中,对此进行了补充介绍。

         

            充电系统是关系到电动汽车产业化的关键瓶颈,也是电动汽车推广应用过程中“利益相关方最多的领域,包括汽车制造商、动力电池生产商、能源(电力)供应商、中间服务商和各级政府。本书第13章中不但介绍了充电系统的关键技术,而且对国内外充电系统建设、运营管理模式进行了介绍,以期引起读者和各利益相关方的关注。

         

            技术标准和规范是电动汽车产业化的重要支撑条件。国内外在电动汽车标准方面的竞争也非常激烈,第14章对国内外电动汽车标准体系进行了比较详细的介绍,并收集了迄今为止比较全面的国内外电动汽车标准目录,以供读者查询。

         

        在本书的编写过程中得到了上海教育基金会、威海东生能源科技有限公司、北京精进电驱动有限公司、朝阳立塬新能源有限公司、山东沂星电动汽车有限公司、威海广泰空港设备股份公司、上海(北京)电巴新能源科技有限公司、Better Place 中国业务部、北京民航协发机场设备有限公司等单位和个人的大力协助,他们提供了宝贵的技术资料,在此一并表示谢意。

         

         电动汽车技术是近几年来迅速发展的新技术,许多关键技术问题正在研究和解决当中。由于编者知识和水平有限,不足之处在所难免,敬请专家和读者批评指正。

         

        编者

         

        201210

         

         

         

         

         

        第一版前言

         

         汽车在全球保有量的不断增加使人类面临能源短缺、全球变暖、空气质量水平下降等诸多挑战,同时也推动汽车自身技术的发展,为此汽车工程师正在不断努力研究降低油耗的方法,寻求各种代用燃料以及开发不用或少用汽油的新型车辆;越来越多的人士已认识到各种类型电动汽车和燃料电池汽车是实现清洁汽车的解决方案,全世界的汽车业界也正在为此努力并投入巨大的资金和人力。

         

         本书所论述的先进电动汽车绝不是一百多年前的陈旧电动汽车,或电瓶车技术的重复,它是20世纪末直到目前研究开发出的集机械、电子、汽车、电机、智能控制、化学电源、计算机、新材料等科学领域和工程技术中最新成果于一身,是多种高新技术凝聚的结果。先进电动汽车包括以车载储能装置(包括各种蓄电池、超级电容等)为动力源的纯电动汽车;以电驱动系统(包括车载储能装置和电机)与传统内燃机(包括微型涡轮发动机、斯特林发动机等热机)混合的混合动力电动汽车(Hybrid Electric VehicleHEV);以氢燃料电池(Fuel Cell)为动力源的燃料电池电动汽车(FCEV)

         

         电动汽车的最大特点是在行驶过程中很少甚至没有排放污染,热辐射低,噪声低且环境友好。电动汽车可应用多种能源,能节省甚至不消耗汽油或柴油,解决汽车的能源需求问题。毫无疑问,电动汽车是一种节能、环保、可持续发展的新型交通工具,具有广阔的发展前景。

         

         本书主要内容是作者所在的科研团队——清华大学电动车研究室,在国家八五十五计划期间的十几年内所承担的国家电动汽车重大项目研究基础上,取得的电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车研究工作的体会和成果。编者力图通过本书将多年的各种研究实践和心得,与有志于从事和希望深入了解先进电动汽车技术的人士进行交流,并希望无保留地与广大读者分享,以推动我国先进电动汽车的技术进步。

         

         本书主要介绍电动汽车的基本构成;关键部件,包括电机及其控制系统、蓄电池、超级电容、氢燃料电池的最新技术;共性技术,电动汽车的高低压电路、整车控制系统、充电站及制氢加氢系统等方面研究进展和发展趋势;3种类型的电动汽车,纯电动汽车、混合动力电动汽车、氢燃料电池电动汽车的结构特点和适用范围;最后介绍了有关电动汽车的标准、法规及相关规范。

         

         本书共分14章。第17章由朱家琏编写,第2章由仇斌编写,第3章由宋建国编写,第4章由林成涛、韩晓东编写,第5章由陈勇编写,第6章由常秋英编写,第8章由黄勇编写,第910章由朱家琏、陈全世编写,第11章由陈全世编写,第12章由田光宇编写,第13章的131135由钱良国编写,第14章由施双蓉编写,其余章节由陈全世编写并担任本书主编。朱家琏、田光宇担任本书副主编。瞿文龙教授对第3章进行了认真审阅,并提出宝贵意见;谢起成教授和博士后江发潮、晏伟光、王健、陈树勇对全书的内容进行系统审阅,提供了有价值的资料,并对插图和参考文献进行核对和补充。清华大学电动车研究室的博士研究生朱元、齐占宁,硕士研究生孙鸿航、李宗华、陈昊、赵立安、张涵、彭涛、李海晨、管华、熊建、梁伟铭、刘国权、黄文华、付正阳、王波、傅春江、项晓波、周伟波、李佳、吴临政、曾帆、周强、张宾、裴晟、赵广平等为本书的写作提供了有价值的资料和热情帮助,在此谨表示衷心感谢。本书的诞生也是清华大学电动车研究室集体努力的结果。

         

         由于电动汽车技术是近十多年来迅速发展的新技术,许多关键技术问题正在研究和解决中,同时由于作者知识和水平所限,不足之处在所难免,敬请广大专家和读者批评指正。

         

        编者

         

        20073

         

        目录:

        第1章概述

        1.1汽车百年回顾

        1.2能源安全和环境保护

        1.3美国政府的PNGV计划

        1.4汽车工业和技术的未来发展方向

        1.5从化石燃料时代向低碳和可再生能源

        时代过渡

        参考文献

        第2章整车行驶工况与性能匹配

        2.1汽车行驶工况概述

        2.2国外汽车行驶工况介绍

        2.2.1美国行驶工况

        2.2.2欧洲行驶工况

        2.2.3日本行驶工况

        2.3我国行驶工况的发展状况

        2.4行驶工况的特征分析

        2.5汽车行驶工况开发方法

        2.5.1开发规划

        2.5.2数据的获取

        2.5.3数据的分析与处理

        2.5.4工况的解析与合成

        2.5.5工况的验证

        2.6行驶工况在整车性能分析和匹配研究中的应用

        2.6.1确定动力性能指标

        2.6.2整车参数匹配与仿真

        2.6.3整车能量消耗和排放试验

        参考文献

        第3章驱动电机及其控制系统

        3.1概述

        3.2直流电机(DC Motor)驱动系统

        3.2.1直流电机工作原理

        3.2.2直流电机数学方程

        3.2.3直流电机机械特性分析

        3.2.4直流电机控制器原理

        3.2.5直流电机驱动系统的特点

        3.3交流感应电机驱动系统

        3.3.1交流感应电机工作原理

        3.3.2基于感应电机稳态模型的变压变频调速

        3.3.3交流感应电机矢量控制算法

        3.3.4交流感应电机直接转矩控制算法

        3.3.5交流感应电机驱动系统特点

        3.4交流永磁电机驱动系统

        3.4.1交流同步电机工作原理

        3.4.2永磁同步电机数学模型及控制系统

        3.4.3无刷直流电机工作原理

        3.4.4无刷直流电机数学模型及控制系统

        3.4.5交流永磁电机驱动系统特点

        3.5开关磁阻电机

        3.5.1开关磁阻电机工作原理

        3.5.2开关磁阻电机的数学模型

        3.5.3电动汽车SR电机控制系统

        3.5.4开关磁阻电机驱动系统的特点

        3.6电机驱动系统总结与展望

        参考文献

        第4章动力电池系统

        4.1概述

        4.2动力电池的基本术语

        4.3电动车辆对电池性能的要求

        4.3.1纯电动汽车对电池的要求

        4.3.2混合动力汽车对电池的工作要求

        4.3.3可外接充电式混合动力汽车(PHEV)对电池的工作要求

        4.3.4电动车用电池的具体指标要求举例

        4.4电动车用电池的主要种类及特点

        4.4.1铅酸电池

        4.4.2镍氢电池

        4.4.3ZEBRA电池

        4.4.4锂离子电池

        4.4.5锂空气电池

        4.4.6锂资源

        4.5电池测试方法

        4.5.1单体、模块与电池组

        4.5.2电动汽车动力电池国内标准

        4.5.3国外动力电池的试验方法

        4.6电池管理系统

        4.6.1电池管理系统概述

        4.6.2电动汽车电池管理系统举例

        4.7电动车用电池管理的关键技术

        4.7.1电池模型应用

        4.7.2SOC估计

        4.7.3电池组热管理

        4.8动力电池技术前景展望

        4.8.1电动汽车动力电池类别

        4.8.2电容型电池

        4.8.3聚合物锂离子电池

        4.8.4动力电池的发展展望

        参考文献

        第5章超级电容与飞轮储能装置

        5.1超级电容的研究现状

        5.2超级电容的储能机理及分类

        5.2.1超级电容的储能机理

        5.2.2超级电容的分类

        5.3碳镍体系超级电容

        5.3.1充电过程

        5.3.2放电过程

        5.4超级电容的模型

        5.4.1超级电容的理论模型

        5.4.2超级电容等效电路模型

        5.5超级电容在电动汽车上的应用

        5.5.1超级电容与动力电池的比较

        5.5.2超级电容组的电压均衡问题

        5.5.3超级电容在车辆上的应用

        5.5.4车用超级电容的发展方向

        5.6飞轮储能装置

        5.6.1飞轮储能装置的结构及原理

        5.6.2飞轮储能装置与其他储能装置的比较

        5.6.3飞轮储能装置发展现状

        5.6.4飞轮储能装置关键技术

        参考文献

        第6章质子交换膜燃料电池

        6.1燃料电池概述

        6.1.1燃料电池的分类

        6.1.2车用燃料电池及其关键技术

        6.1.3燃料电池的性能指标

        6.2质子交换膜燃料电池的工作原理

        6.3膜电极

        6.3.1聚合物电解质膜

        6.3.2电催化剂

        6.4双极板

        6.5燃料电池的水管理和热管理

        6.5.1燃料电池的水管理

        6.5.2燃料电池的热管理

        6.6增压式燃料电池和常压式燃料电池

        6.6.1增压式燃料电池

        6.6.2常压式燃料电池

        6.7燃料电池的相关计算

        6.7.1燃料电池单体的电压及效率的计算

        6.7.2空气流量计算

        6.7.3氢气流量

        6.7.4水的生成量计算

        参考文献

        第7章电动助力转向、制动及其他

        电动化辅助系统

        7.1电动助力转向系统

        7.1.1电动助力转向系统概述

        7.1.2电动助力转向系统的分类

        7.2用于电动车辆的气压制动系统

        7.2.1电动车辆的空气压缩机控制回路

        7.2.2电动制动空气压缩机

        7.3电动制动器(EMB

        7.4电动空调制冷压缩机

        7.4.1制冷方式

        7.4.2电动压缩机驱动方式

        7.4.3高效节能压缩机的选用

        参考文献

        第8章电动汽车的电气系统

        8.1电气系统概述

        8.1.1低压电气的控制逻辑

        8.1.2高压电气系统

        8.2电源变换器

        8.2.1电动汽车中的电源变换器

        8.2.2降压变换器

        8.2.3升压变换器

        8.2.4双向电源变换器

        8.3电气系统的电磁兼容性

        8.3.1电磁兼容概述

        8.3.2电磁噪声的分析

        8.3.3电磁噪声的传播

        8.3.4减少电磁干扰的主要措施

        8.4电动汽车的电气安全技术

        8.4.1电气绝缘检测的一般方法

        8.4.2电动汽车电气绝缘性能的描述

        8.4.3绝缘电阻检测原理

        参考文献

        第9章纯电动车辆

        9.1纯电动车辆概述

        9.2美国的电动汽车计划

        9.2.1美国通用汽车公司的EV.1纯电动轿车

        9.2.2美国TESLA Motors 公司的纯电动跑车Tesla Roadster

        9.3法国的电动汽车发展历程和标致.雪铁龙(PSA)集团的纯电动轿车

        9.4日本的纯电动汽车研发概况

        9.5中国的纯电动汽车和电动汽车示范基地

        9.6轻型(低速)电动车

        9.6.1车型和用途简介

        9.6.2中小型电动牵引车

        9.6.3轻型电动车的一般结构

        9.6.4四轮轻型电动车的安全设计标准

        9.7机场地面支持与服务电动车辆

        9.7.1概述

        9.7.2我国近年开发的机场地面支持与服务电动车辆

        参考文献

        第10章混合动力电动汽车

        10.1混合动力电动汽车概述

        10.2传统内燃机车辆的能量利用情况

        10.3混合动力驱动系统的节能潜力

        10.4混合动力汽车的排放问题

        10.5混合动力电动车的分类

        10.5.1串联混合动力系统

        10.5.2并联混合动力系统

        10.5.3混联式混合动力电动车

        10.6混合动力电动车的能量管理与控制策略

        10.6.1串联式混合动力系统的工作模式

        10.6.2并联式混合动力系统的工作模式

        10.6.3混合动力系统的能量管理策略

        10.7可外接充电式混合动力汽车(PHEV

        10.7.1PHEV的发展背景

        10.7.2PHEV的工作模式

        10.7.3PHEV的研发现状

        10.7.4当前PHEV研究的主要问题

        10.8不同类型混合动力车与传统汽油车总效率的比较

        参考文献

        第11章燃料电池汽车

        11.1燃料电池汽车的基本结构

        11.2燃料电池汽车动力系统的参数匹配方法

        11.2.1理想的动力驱动系统的参数优化匹配方法

        11.2.2实用的动力驱动系统的参数优化匹配方法

        11.2.3整车参数、动力性指标与目标工况

        11.3燃料电池汽车燃料经济性的计算

        11.3.1燃料电池系统氢气消耗量的计量方法

        11.3.2蓄电池等效氢气消耗量的折算

        11.4燃料电池汽车动力驱动系统的参数匹配举例

        11.4.1车辆行驶需求功率及功率谱分析

        11.4.2驱动电机参数的选择

        11.5传动系速比的选择

        11.5.1传动系最小传动比的选择

        11.5.2传动系最大传动比的选择

        11.5.3固定速比齿轮传动系的传动比选择

        11.6动力源参数匹配与系统构型分析

        11.6.1双动力源之间的基本能量分配策略

        11.6.2“FC+B_DC/DC(功率混合型)构型的能量分配策略

        11.6.3“FC_DC/DC+B(能量混合型)构型的能量分配策略

        11.6.4燃料电池系统的特性参数

        11.6.5蓄电池系统的参数选择

        11.7国外燃料电池汽车的研究进展

        11.7.1美国通用汽车公司

        11.7.2美国福特汽车公司

        11.7.3加拿大巴拉德动力系统

        11.7.4戴姆勒.奔驰汽车公司

        11.7.5日本丰田汽车公司

        11.7.6日本本田汽车公司

        参考文献

        第12章整车控制与系统仿真

        12.1整车控制系统及其功能分析

        12.1.1控制对象

        12.1.2整车控制系统结构

        12.1.3整车控制器功能

        12.2整车控制器开发

        12.2.1开发模式

        12.2.2硬件在环开发系统

        12.2.3仿真模型

        12.2.4快速控制器原型

        12.3能量管理策略及其优化

        12.3.1混联式混合动力系统

        12.3.2燃料电池串联式系统

        12.4整车通信系统

        12.4.1CAN总线及其应用

        12.4.2TTCAN协议及通信实时性分析

        12.4.3FlexRay总线及其应用

        12.5整车容错控制系统

        12.5.1容错单元及容错控制系统

        12.5.2容错的CAN通信系统

        参考文献

        第13 章充电装置与氢系统基础设施

        13.1充电装置与电动汽车

        13.2电动汽车充电装置的分类

        13.3电动汽车充电技术和充电装置

        13.4电动汽车充电模式的选择

        13.4.1充电站的主要结构和功能

        13.4.2电动汽车的充电方式

        13.4.3几种电动汽车充换电模式简介

        13.5电动汽车充电装置的展望

        13.6燃料电池汽车和氢能

        13.6.1燃料电池和氢能

        13.6.2氢的基本性质

        13.7氢的制取

        13.7.1电解水制氢

        13.7.2天然气蒸汽重整制氢

        13.7.3来自焦化厂、氯碱工厂或石油精炼厂的副产品氢

        13.7.4集中与分布制氢的氢成本比较

        13.8加氢站构成与系统方案

        13.8.1加氢站组成

        13.8.2加氢站系统类型

        13.8.3加氢机

        13.8.4加氢站建设成本

        13.8.5全球主要燃料电池大客车示范项目的加氢站

        13.9氢安全

        参考文献

        第14章电动汽车标准与规范

        14.1我国电动汽车标准的制定

        14.2国外电动车辆标准化组织及所制定的标准简介

        14.2.1国际标准化组织

        14.2.2国际电工委员会(IEC

        14.2.3欧洲标准化技术委员会/电驱动道路车辆技术委员会

        14.2.4联合国世界车辆法规协调论坛(UN/WP29)

        14.2.5美国汽车工程师学会

        14.2.6美国电动运输协会标准

        14.2.7日本工业标准调查会(JISC

        14.2.8日本电动车辆协会

        附录14.1我国已经发布的电动汽车和电动摩托车相关标准

        附录14.2国外电动汽车相关标准

        参考文献

        关键词: