本書內容包括:電氣汽車基本結構與工作原理;驅動電機;動力電池系統(tǒng);電動汽車電氣系統(tǒng);電力汽車總線系統(tǒng);儀器與儀表;電動汽車的基礎設施等。
作為電動汽車整車及關鍵部件技術的入門級教材,本書自第1版出版以來,就受到了廣大讀者的喜愛,并廣泛應用于本科教學、職業(yè)教育和應用技術人才的培訓。隨著產業(yè)化推進,動力電池、驅動電機、整車控制、電動化附件等技術快速發(fā)展。為適應新的發(fā)展需求,本次主要修訂內容如下:
(1)增加了輪轂電機技術內容,包括輪轂電機驅動車輛技術發(fā)展、結構、技術特點介紹,并提出了輪轂電機應用的關鍵技術問題。
。2)更新了第7章儀器與儀表的具體車型介紹,增加了插電式混合動力乘用車的車型介紹。
(3)更新了部分章節(jié)的數(shù)據(jù)。
第2版前言
作為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè),以電動汽車為主的新能源汽車得到了中央和各地方政府的大力支持,2015年更是被確定為“中國制造2025”十大重點推動領域之一。2015年也真正成為我國新能源汽車的元年,電動汽車總體產銷出現(xiàn)井噴式增長,全國產銷量達到33萬輛以上,同比增長300%,其規(guī)模商業(yè)化應用已經初露端倪。在可預見的未來,電動汽車將在公共領域、私人乘用車等方面被用戶廣泛認可。
作為電動汽車整車及關鍵部件技術的入門級教材,本書自第1版出版以來,就受到了廣大讀者的喜愛,并廣泛應用于本科教學、職業(yè)教育和應用技術人才的培訓。隨著產業(yè)化推進,動力電池、驅動電機、整車控制、電動化附件等技術快速發(fā)展。為適應新的發(fā)展需求,本次主要修訂內容如下:
。1)增加了輪轂電機技術內容,包括輪轂電機驅動車輛技術發(fā)展、結構、技術特點介紹,并提出了輪轂電機應用的關鍵技術問題。
(2)更新了第7章儀器與儀表的具體車型介紹,增加了插電式混合動力乘用車的車型介紹。
。3)更新了部分章節(jié)的數(shù)據(jù)。
本修訂版由北京理工大學電動車輛國家工程實驗室王震坡教授、孫逢春教授、劉鵬工程師編寫,曲昌輝、孫振宇、石文利、宋春寶等碩士、博士研究生為此書出版做了很多工作,在此對他們表示衷心的感謝。
由于作者水平所限,書中若有不妥之處,懇請各位讀者批評指正。
編著者第1版前言以電動汽車為主的新能源汽車作為交通領域節(jié)能、環(huán)保和大氣霧霾治理的有效措施,日益受到國內外各界的關注,成為汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢和方向,并被確立為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一。自2000年以來,全球范圍掀起了電動汽車研發(fā)的熱潮,我國在以國家科技部、發(fā)改委、工信部和財政部四部委為主的支持下,歷經電動汽車重大專項、新能源汽車重大項目、新能源汽車創(chuàng)新工程等系列國家項目支持,新能源汽車及其配套的關鍵零部件產業(yè)已經初具規(guī)模。多種具有自主知識產權的電動商用車、電動乘用車產品已經獲得國家公告,進入市場。動力電池、驅動電機等核心部件已經具備產業(yè)化配套能力。2012年,以“十城千輛”電動汽車示范城市、私人購買新能源汽車試點城市為主的25個城市累計實現(xiàn)了2萬余輛新能源汽車的銷售和應用。2013年,在四部委的支持下,北京、上海、深圳等28個城市或城市群再次被確立為新能源汽車推廣應用城市,在私人用車、公交、環(huán)衛(wèi)、出租和物流等各應用領域全面開展新能源汽車推廣,計劃到2015年累計實現(xiàn)30余萬輛新能源汽車的銷售和應用。以電動汽車為主的新能源汽車規(guī)模商業(yè)化應用即將開展。
由于驅動形式、能源供給形式的差異,電動汽車在駕駛操作、能源補給、維護保養(yǎng)等方面與傳統(tǒng)內燃機汽車有很大的不同,尤其對于應用頻率高、日均行駛里程長的公交、環(huán)衛(wèi)、出租等公共領域商業(yè)化應用的車輛,安全操作和科學保養(yǎng)顯得尤其重要。
本書結合北京理工大學電動車輛國家工程實驗室在電動汽車整車及關鍵部件設計、開發(fā)以及示范應用中多年積累的經驗,重點講述電動汽車整車、驅動電機系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的基本工作原理,典型車型的駕駛操作,整車及關鍵部件的維護方法,常見故障的處理方法以及電動汽車應用管理方法等內容。本書主要用于電動汽車應用人員技術培訓,希望能夠對電動汽車的推廣和電動汽車的合理科學應用提供一些技術指導,為我國的電動汽車事業(yè)發(fā)展做些貢獻。
本書由孫逢春教授、王震坡教授構建總體結構,并與劉鵬博士共同編著。北京理工大學電動車輛國家工程實驗室何洪文教授、林程教授、王文偉副教授和韓冰博士為本書提供了大量的資料,博士生姚雷、馬軍,碩士生劉佳、劉斌、崔佳、張文亮、孫培坤和賀勁松等分別協(xié)助進行了書稿資料的整理和部分相關章節(jié)的編寫工作,在此對他們的工作表示衷心的感謝。
由于作者水平所限,書中若有不妥之處,敬請各位讀者諒解并提出寶貴意見,并希望以此書作為交流的平臺,與各位讀者建立聯(lián)系,促進電動汽車技術進步,推動電動汽車商業(yè)化應用。
編著者
第2版前言
第1版前言
第1章緒論1
1.1電動汽車的發(fā)展背景1
1.1.1能源危機1
1.1.2環(huán)境問題3
1.1.3電動汽車的優(yōu)勢5
1.2電動汽車的發(fā)展歷史9
1.2.1電動汽車的出現(xiàn)9
1.2.2電動汽車的再崛起10
1.2.3電動汽車的新生機13
1.3電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀14
1.3.1國內外發(fā)展概況15
1.3.2純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀18
1.3.3混合動力電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀21
1.3.4插電式混合動力電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀24
1.3.5燃料電池電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀27
第2章電動汽車基本結構與工作原理30
2.1電動汽車驅動原理的分類30
2.2純電動汽車30
2.3混合動力電動汽車31
2.4插電式混合動力電動汽車34
2.5燃料電池電動汽車35
2.6電動汽車的結構36
2.6.1基本構成36
2.6.2電驅動的結構形式37
2.6.3儲能裝置的結構形式41
2.7電動汽車的行駛性能42
2.7.1驅動力和行駛阻力43
2.7.2驅動力與行駛阻力的平衡47
2.7.3動力性評價參數(shù)49
2.7.4續(xù)駛里程50
電動汽車原理與應用技術第2版目錄第3章驅動電機54
3.1電機分類54
3.2直流電機56
3.2.1直流電機的結構56
3.2.2直流電機的基本原理57
3.2.3直流電機的特點57
3.2.4直流電機的控制58
3.2.5直流電機在電動汽車上的應用60
3.3交流異步電機60
3.3.1交流異步電機的結構60
3.3.2交流異步電機的基本原理61
3.3.3交流異步電機的特點62
3.3.4交流異步電機的控制62
3.3.5交流異步電機在電動汽車中的應用63
3.4永磁同步電機63
3.4.1永磁同步電機的結構63
3.4.2永磁同步電機的基本原理64
3.4.3永磁同步電機的特點64
3.4.4永磁同步電機的控制64
3.4.5永磁同步電機在電動汽車上的應用65
3.5開關磁阻電機65
3.5.1開關磁阻電機的結構65
3.5.2開關磁阻電機的原理66
3.5.3開關磁阻電機的特點67
3.5.4開關磁阻電機的控制68
3.5.5開關磁阻電機在電動汽車中的應用69
3.6輪轂電機技術69
3.6.1輪轂電機技術發(fā)展69
3.6.2輪轂電機的結構70
3.6.3輪轂電機技術的特點71
3.6.4輪轂電機的驅動方式72
3.6.5輪轂電機在電動汽車中的應用73
3.6.6輪轂電機應用的關鍵技術問題73
3.7電動汽車的再生制動74
第4章動力電池系統(tǒng)75
4.1動力電池簡介75
4.1.1動力電池的基本結構75
4.1.2動力電池的基本參數(shù)75
4.1.3動力電池的分類80
4.2鋰離子動力電池81
4.2.1概述81
4.2.2工作原理82
4.2.3失效機理82
4.2.4電性能84
4.2.5典型應用88
4.3其他電池89
4.3.1鉛酸電池89
4.3.2鎳氫電池91
4.3.3超級電容器91
4.3.4燃料電池92
4.4動力電池管理系統(tǒng)93
4.4.1基本構成93
4.4.2主要功能93
4.5動力電池組的使用壽命97
4.5.1動力電池單體壽命的影響因素97
4.5.2動力電池的一致性與電池組壽命99
4.6動力電池的梯次利用與回收102
4.6.1動力電池的梯次利用103
4.6.2動力電池回收104
第5章電動汽車電氣系統(tǒng)106
5.1電氣系統(tǒng)概述106
5.2電動汽車空調系統(tǒng)109
5.2.1發(fā)展現(xiàn)狀109
5.2.2技術特點110
5.2.3關鍵部件及控制技術110
5.2.4工作原理111
5.3功率變換器114
5.3.1降壓功率變換器115
5.3.2升壓功率變換器117
5.3.3雙向功率變換器119
5.4電動汽車高壓安全121
5.4.1高壓系統(tǒng)布置要求122
5.4.2安全要求及檢測參數(shù)123
5.4.3高壓安全防護措施123
5.4.4高壓絕緣監(jiān)測124
5.5電氣系統(tǒng)的電磁兼容性126
5.5.1電磁兼容性主要術語127
5.5.2電動汽車電磁環(huán)境分析129
5.5.3電磁兼容性設計方法130
5.5.4抑制電磁干擾的技術措施131
5.5.5電磁場輻射強度檢測實例132
第6章電動汽車總線系統(tǒng)134
6.1概述134
6.1.1車載總線系統(tǒng)簡介134
6.1.2車載總線技術的發(fā)展135
6.1.3車載總線系統(tǒng)拓撲結構136
6.1.4車用總線協(xié)議標準138
6.1.5總線節(jié)點的典型設備139
6.2CAN總線系統(tǒng)141
6.2.1CAN總線系統(tǒng)的組成142
6.2.2數(shù)據(jù)傳輸形式和數(shù)據(jù)傳輸原理145
6.2.3CAN總線應用實例147
6.3其他總線系統(tǒng)149
6.3.1FlexRay總線149
6.3.2LIN總線149
6.3.3TTCAN總線150
第7章儀器與儀表152
7.1概述152
7.2純電動乘用車儀器與儀表155
7.2.1北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表155
7.2.2騰勢純電動乘用車儀器與儀表160
7.2.3特斯拉Model S純電動乘用車儀器與儀表160
7.3插電式混合動力乘用車儀器與儀表161
7.4純電動客車儀器與儀表162
7.4.1組合儀表162
7.4.2液晶顯示屏164
7.5電動環(huán)衛(wèi)車儀器與儀表167
7.5.1組合儀表167
7.5.2觸摸顯示屏168
第8章電動汽車的基礎設施171
8.1充電設備171
8.1.1充電機171
8.1.2充電樁174
8.2充電接口175
8.2.1傳導式充電接口要求175
8.2.2充電接口形式176
8.3充電站178
8.3.1主要功能與布局178
8.3.2建設形式180
8.4常用充電設施建設和應用形式182
8.4.1家庭充電設施182
8.4.2公共充電設施183
8.4.3動力電池更換站184
8.5充電設施典型實例185
8.5.1充換電站185
8.5.2充電樁群186
第9章電動汽車駕駛操作要領188
9.1基本操作要領188
9.1.1車輛的檢查188
9.1.2正確的駕駛姿勢189
9.1.3轉向盤的操縱189
9.1.4制動190
9.1.5加速191
9.2駕駛操作192
9.2.1起動192
9.2.2駕駛194
9.2.3停止195
9.2.4存放196
9.2.5電動專用車輛的操作196
9.3電動汽車駕駛的注意事項200
第10章電動汽車的維護與保養(yǎng)201
10.1整車維護與保養(yǎng)201
10.2關鍵零部件的維護與保養(yǎng)202
10.2.1動力電池系統(tǒng)202
10.2.2電機204
10.2.3其他高壓系統(tǒng)205
10.2.4電氣線束205
10.2.5動力轉向系統(tǒng)206
10.2.6制動系統(tǒng)207
10.3維護保養(yǎng)安全207
10.3.1高壓安全操作原則207
10.3.2人員要求207
10.3.3維護要求208
第11章電動汽車常見故障及處理方法209
11.1故障檢測方法209
11.2動力系統(tǒng)常見故障及處理方法209
11.2.1動力電池系統(tǒng)209
11.2.2電機驅動系統(tǒng)212
11.3汽車底盤常見故障及處理方法215
11.3.1變速器215
11.3.2轉向系統(tǒng)216
11.3.3制動系統(tǒng)217
11.3.4行駛系統(tǒng)219
11.4電氣設備常見故障及處理方法220
11.4.1燈光設備220
11.4.2組合儀表220
11.5空調系統(tǒng)常見故障及處理方法221
11.6典型車輛故障表223
11.6.1純電動乘用車223
11.6.2純電動客車225
11.6.3純電動環(huán)衛(wèi)車228
第12章電動汽車應用管理規(guī)范230
12.1充電站管理規(guī)范230
12.1.1充電員崗位規(guī)范230
12.1.2充電員充電操作規(guī)范230
12.1.3電池安裝及更換操作注意事項231
12.1.4鋰離子電池充電操作規(guī)程231
12.1.5電動公交車調度監(jiān)控室管理制度232
12.1.6充電機安全操作規(guī)程233
12.1.7手工更換電池安全操作規(guī)程234
12.2更換設備管理規(guī)范235
12.2.1快換機器安全操作規(guī)程235
12.2.2快換機器日常例檢及維護安全操作規(guī)程236
12.3車輛維護規(guī)范237
12.4高壓電氣安全技術與使用規(guī)范238
12.5電動汽車運行安全保證工作預案240
附錄典型車型及參數(shù)241
附錄A電動乘用車241
附錄B電動客車254
附錄C電動環(huán)衛(wèi)車258
參考文獻263