先進電動汽車（簡體書）

在不斷加劇的“人、車、自然”之間的矛盾之下，世界各國開始把目光從傳統的燃油汽車轉向新能源汽車，先進電動汽車即是一個非常重要的發展方向。我國作為能源消費大國，發展以先進電動汽車為代表的新能源汽車產業是低碳經濟時代的必然選擇。本書分為17章，從車輛電氣化的角度入手，詳細介紹了電動汽車的發展，全面地論述了電動汽車及其關鍵零部件的主要技術，以及關鍵動力傳動系的技術現狀與發展趨勢，對各類電氣化汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車、增程式電動汽車、電池電動汽車和燃料電池汽車等進行了全面論述。讀者通過本書可以較好地串聯起與電動汽車相關的機械、電氣、化學等多方面知識。書中包含了插圖、實例和案例研究，可供廣大電動汽車相關領域的工程技術人員、管理人員和科研人員參考，也可作為高等院校車輛工程專業高年級本科生和研究生的選修課教材。

系統全面地介紹電動汽車

目錄
譯者序
原書前言
本書主編
本書作者
第1章汽車工業和電氣化1
1.1從第一批電動汽車到交通運輸2.0的未來1
1.1.1從風能到蒸汽:交通運輸2.0 19世紀的類比3
1.2汽車電氣化的連續性4
1.2.1電氣化汽車5
1.2.2混合動力汽車5
1.2.3插電式混合動力汽車6
1.2.4電動汽車7
1.3交通電氣化的實現技術8
1.4電網系統9
1.4.1微電網和可再生能源供應10
1.4.2智能電網11
1.5交通電氣化是一個範式轉變11
1.6總結12
參考文獻12
第2章傳統汽車及其動力傳動系基礎13
2.1縱向車輛模型13
2.2縱向阻力13
2.2.1空氣動力阻力13
2.2.2分級阻力14
2.2.3滾動阻力14
2.3總牽引力14
2.4最大牽引力和動力傳動系牽引力15
2.5車輛性能16
2.5.1車輛的最大速度16
2.5.2爬坡能力17
2.5.3加速性能17
2.6制動性能和分佈18
2.6.1制動力18
2.6.2一個兩軸汽車制動的特點18
2.7車輛動力裝置和傳動特性19
2.7.1電力特性19
2.7.2傳動特性20
習題21
第3章內燃機23
3.1引言 23
3.1.1運行週期24
3.2概念26
3.2.1基本幾何性質26
3.2.2性能指標27
3.3氣路回路29
3.3.1節流閥和閥門29
3.3.2流形30
3.3.3功率提升30
3.4燃料路徑回路30
3.4.1SI發動機燃油噴射系統30
3.4.2CI發動機燃油噴射系統31
3.5燃燒31
3.5.1SI發動機燃燒31
3.5.2CI發動機燃燒32
3.6排放32
3.6.1排放污染物的形成32
3.6.2排放控制策略33
習題33
參考文獻34
第4章電力電子基礎35
4.1開關模式的直流-直流變換器35
4.1.1現代電動汽車中的直流-直流變換器35
4.1.2開關模式直流-直流變換器的穩態運行36
4.1.3開關裝置概述38
4.1.4開關模式直流-直流變換器狀態空間表示44
4.1.5電感和電容的選擇47
4.1.6有限連續導通模式-斷續導通模式51
4.2開關模式的直流-交流逆變器52
4.2.1單相逆變器52
4.2.2三相逆變器57
4.3開關模式的交流-直流變換器61
4.3.1單相半波整流器61
4.3.2單相全波整流器65
4.3.3三相整流器70
4.4功率變換器設計的實際應用73
4.4.1介紹73
4.4.2半導體損耗的評估74
4.4.3功率模塊的選擇77
4.4.4開關裝置的驅動電路80
4.4.5緩衝電路84
4.4.6匯流排設計88
習題89
參考文獻90
第5章電機原理91
5.1引言91
5.2電磁學基礎91
5.2.1磁場的散度和旋度92
5.2.2洛倫茲力定律93
5.2.3電磁感應和法拉第定律 93
5.2.4電感和磁場能量95
5.3電機損耗96
5.3.1介紹96
5.3.2銅損97
5.3.3鐵心損耗99
5.3.4永磁體的損耗101
5.3.5機械損耗101
5.4電機繞組102
5.4.1交流電機繞組102
5.4.2凸極定子繞組107
5.4.3線圈設計110
5.5電機材料111
5.5.1鐵心材料111
5.5.2永磁體120
5.5.3電機絕緣127
5.6電機的工作原理128
5.6.1永磁同步電機128
5.6.2感應電機140
5.6.3開關磁阻電機146
5.7牽引電動機說明151
5.7.1高壓電池的作用和逆變器的控制方法151
5.7.2磁體的選擇、溫度的影響和退磁151
5.7.3齒槽轉矩和轉矩脈動151
5.7.4力學性能與電氣性能153
5.7.5材料和傳動公差153
5.7.6尺寸細節153
5.7.7效率要求和直流電壓154
5.8IPM電機故障情況154
5.8.1非受控發電模式154
5.8.2短路故障155
5.9電機測試157
5.10其他電機配置159
5.10.1同步磁阻電機159
5.10.2橫向磁通永磁電機160
5.10.3軸向磁通永磁電機160
習題161
參考文獻165
第6章電動機控制原理167
6.1引言167
6.1.1有刷直流電動機轉矩的產生167
6.1.2直流電動機轉矩控制168
6.1.3有刷直流電動機的轉矩控制171
6.2交流電動機控制基本原理183
6.2.1無刷直流電機轉矩控制基本原理183
6.2.2無刷交流電機轉矩控制基本原理184
6.3開關磁阻電機控制195
6.3.1SRM轉矩的產生195
6.4電機的速度控制202
6.4.1速度控制的經典方法202
6.5總結206
習題206
參考文獻209
第7章電能存儲系統基礎211
7.1引言211
7.2電動汽車的儲能要求212
7.2.1能量密度和比能量214
7.2.2功率密度和比功率214
7.2.3循環壽命和日曆壽命214
7.2.4運行工作溫度215
7.2.5安全216
7.2.6展望216
7.3電化學電池218
7.3.1基本物理和電化學218
7.3.2鉛酸電池220
7.3.3鎳-金屬氫化物電池222
7.3.4鋰離子電池223
7.3.5氯化鎳鈉電池225
7.4超級電容器電池227
7.4.1基本物理知識227
7.4.2電雙層電容器228
7.4.3帶有贗電容的超級電容器229
7.5特性術語和性能參數231
7.6建模232
7.6.1電化學電池的等效電路模型232
7.6.2電化學電池的增強自校正模型234
7.6.3超級電容器電池235
7.7測試程序236
7.7.1時域236
7.7.2頻域240
7.8封裝和管理系統243
7.8.1功能和設計方面的考慮243
7.8.2電池平衡245
7.9狀態與參數估計247
7.9.1估計算法247
7.9.2在線SOC和阻抗估計249
習題252
參考文獻252
第8章混合儲能系統254
8.1混合電池和超級電容器拓撲學254
8.1.1拓撲1：無源並聯配置255
8.1.2拓撲2：超級電容器/電池配置256
8.1.3拓撲3：電池/超級電容器配置256
8.1.4拓撲4：級聯變換器配置257
8.1.5拓撲5：多並聯連接的變換器配置258
8.1.6拓撲6：多個雙有源電橋變換器配置259
8.1.7拓撲7：雙源雙向變換器配置261
8.1.8拓撲