本書比較全面地介紹新能源汽車的概念、特點(diǎn)、分類和組成，對(duì)新能源汽車所涉及的各種技術(shù)的基本原理進(jìn)行較為詳細(xì)的討論，并介紹一些技術(shù)的研究發(fā)展前沿知識(shí)。
全書共8章。其中，第1章主要介紹新能源汽車的定義、分類、基本結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)；第2章是對(duì)純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、氣體燃料和生物燃料汽車的總體分析，包括定義、組成結(jié)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理、儲(chǔ)能系統(tǒng)原理等內(nèi)容；第3章是對(duì)各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的討論；第4章是對(duì)各種儲(chǔ)能技術(shù)的討論；第5～8章討論新能源汽車所特有的能量管理技術(shù)、充放電技術(shù)、循環(huán)冷卻技術(shù)和輔助系統(tǒng)（包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、電控懸架和電動(dòng)空調(diào)等）技術(shù)。
第1章 緒論 1
1.1 新能源汽車的定義和分類 1
1.2 新能源汽車產(chǎn)生和發(fā)展的原因 2
1.2.1 能源短缺 2
1.2.2 環(huán)境污染 2
1.2.3 氣候異常 2
1.3 新能源汽車的發(fā)展歷史 3
1.4 新能源汽車的基本結(jié)構(gòu) 5
1.4.1 新能源汽車的功能模塊構(gòu)成 6
1.4.2 不同電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 6
1.4.3 不同儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)形式 8
1.5 新能源汽車的主要行駛性能指標(biāo) 9
1.5.1 動(dòng)力性能 10
1.5.2 續(xù)駛里程 10
第2章 新能源汽車 12
2.1 純電動(dòng)汽車 12
2.1.1 純電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)點(diǎn) 12
2.1.2 純電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 13
2.1.3 純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng) 15
2.1.4 純電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置——蓄電池 18
2.2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 19
2.2.1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)點(diǎn) 19
2.2.2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的分類 20
2.2.3 串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 22
2.2.4 并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 24
2.2.5 混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 30
2.2.6 插電式（Plug-in）混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 32
2.3 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車 33
2.3.1 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 34
2.3.2 太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電原理及特性 35
2.3.3 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng) 37
2.3.4 太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的能量管理系統(tǒng) 40
2.4 燃料電池電動(dòng)汽車 41
2.4.1 燃料電池電動(dòng)汽車的定義和優(yōu)勢(shì) 41
2.4.2 燃料電池電動(dòng)汽車的基本構(gòu)造 43
2.4.3 燃料電池工作原理 45
2.4.4 燃料電池能量管理系統(tǒng) 46
2.5 氣體燃料汽車 46
2.5.1 天然氣汽車 47
2.5.2 液化石油氣汽車 55
2.5.3 氫氣燃料汽車 63
2.6 生物燃料汽車 67
2.6.1 醇類燃料汽車 67
2.6.2 生物柴油汽車 77
2.6.3 二甲醚汽車 80
第3章 新能源汽車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 84
3.1 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述 84
3.1.1 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類與特點(diǎn) 84
3.1.2 新能源汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能要求 86
3.1.3 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類 87
3.2 直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 88
3.2.1 直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造 88
3.2.2 直流電動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn) 90
3.2.3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 91
3.3 交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 93
3.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理 93
3.3.2 交流異步電動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn) 95
3.3.3 交流異步電動(dòng)機(jī)的控制方法 95
3.4 永磁電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 97
3.4.1 永磁電動(dòng)機(jī)的分類 97
3.4.2 永磁電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn) 98
3.4.3 永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制方法 100
3.4.4 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的控制方法 102
3.5 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 103
3.5.1 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)工作原理與性能特點(diǎn) 103
3.5.2 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 105
3.5.3 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制方法 106
3.5.4 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器 109
3.6 其他電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 110
3.6.1 輪轂電動(dòng)機(jī) 111
3.6.2 交流勵(lì)磁記憶電動(dòng)機(jī) 112
3.6.3 外轉(zhuǎn)子型雙勵(lì)磁永磁無刷電動(dòng)機(jī) 114
3.7 新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向 115
3.7.1 新型電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 116
3.7.2 電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向 117
第4章 新能源汽車的儲(chǔ)能裝置 119
4.1 動(dòng)力電池概述 119
4.1.1 化學(xué)電池的基本構(gòu)成 119
4.1.2 電池的基本知識(shí) 120
4.1.3 電池的種類 121
4.1.4 電池的性能指標(biāo) 122
4.1.5 各種車用電池的性能比較 126
4.2 鉛酸蓄電池 126
4.2.1 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)和原理 126
4.2.2 鉛酸蓄電池的充放電特性 128
4.2.3 鉛酸蓄電池的種類及發(fā)展現(xiàn)狀 128
4.2.4 鉛酸蓄電池的應(yīng)用 130
4.3 鎳氫蓄電池 131
4.3.1 鎳氫電池的分類與特點(diǎn) 131
4.3.2 鎳氫電池的工作原理 131
4.3.3 鎳氫電池的結(jié)構(gòu) 132
4.3.4 鎳氫電池的性能特征 132
4.4 鈉硫蓄電池 133
4.4.1 鈉硫蓄電池的結(jié)構(gòu)原理 133
4.4.2 鈉硫蓄電池的性能特點(diǎn) 134
4.4.3 鈉硫蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn) 134
4.5 動(dòng)力鋰電池 135
4.5.1 鋰離子電池 135
4.5.2 磷酸鐵鋰電池 136
4.5.3 聚合物鋰離子電池 138
4.6 燃料電池 139
4.6.1 燃料電池的特點(diǎn) 140
4.6.2 燃料電池的分類 140
4.6.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理 141
4.6.4 PEMFC的雙極板技術(shù) 143
4.6.5 燃料電池的水管理與熱管理 144
4.6.6 增壓式燃料電池與常壓式燃料電池 145
4.7 空氣電池 148
4.7.1 鋅空氣電池 148
4.7.2 鋁空氣電池 150
4.7.3 鋰空氣電池 150
4.8 超級(jí)電容 151
4.8.1 超級(jí)電容的發(fā)展現(xiàn)狀 151
4.8.2 超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)與工作原理 152
4.8.3 超級(jí)電容的充放電 153
4.8.4 超級(jí)電容器的優(yōu)點(diǎn) 154
4.8.5 超級(jí)電容器在新能源汽車上的應(yīng)用 155
4.8.6 其他類型的超級(jí)電容器介紹 157
4.9 飛輪儲(chǔ)能器 158
4.9.1 飛輪儲(chǔ)能器結(jié)構(gòu) 158
4.9.2 飛輪儲(chǔ)能器的工作原理 159
4.9.3 飛輪儲(chǔ)能器的優(yōu)點(diǎn) 160
4.9.4 飛輪儲(chǔ)能器的應(yīng)用 160
第5章 新能源汽車的能量管理系統(tǒng) 161
5.1 能量管理系統(tǒng)的作用 161
5.2 純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) 162
5.2.1 系統(tǒng)組成 162
5.2.2 荷電狀態(tài)指示器 163
5.2.3 電池管理系統(tǒng) 163
5.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的能量管理系統(tǒng) 164
5.3.1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理系統(tǒng) 165
5.3.2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理系統(tǒng) 167
5.4 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量管理系統(tǒng)分析 168
5.4.1 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量特性分析 168
5.4.2 燃料電池混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)及方案 170
5.4.3 燃料電池混合動(dòng)力汽車能量管理模式研究 173
5.5 動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)的方案 174
5.5.1 鋰離子電池的外特性 174
5.5.2 鋰離子電池的管理系統(tǒng) 175
第6章 新能源汽車的充放電系統(tǒng) 178
6.1 蓄電池的充電原理 178
6.2 新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng) 182
6.2.1 制動(dòng)能量回收方法 182
6.2.2 電動(dòng)汽車制動(dòng)能量的回收 185
6.2.3 永磁電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)原理 186
6.2.4 電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制策略 188
6.3 新能源汽車的充電裝置 191
6.3.1 充電裝置的分類 192
6.3.2 充電模式的選擇 193
第7章 新能源汽車的循環(huán)冷卻系統(tǒng) 197
7.1 新能源汽車中的熱源和發(fā)熱機(jī)理 197
7.1.1 蓄電池的發(fā)熱機(jī)理 197
7.1.2 燃料電池的發(fā)熱機(jī)理 198
7.1.3 電動(dòng)機(jī)控制器的發(fā)熱機(jī)理 198
7.1.4 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱機(jī)理 199
7.2 新能源汽車散熱系統(tǒng)的主要類型 199
7.3 電池散熱系統(tǒng) 201
7.3.1 主動(dòng)散熱系統(tǒng)與被動(dòng)散熱系統(tǒng) 201
7.3.2 散熱系統(tǒng) 202
7.3.3 鉛酸蓄電池散熱 204
7.3.4 鋰離子電池散熱 204
7.3.5 燃料電池散熱 205
7.4 電動(dòng)機(jī)與控制器散熱 207
7.4.1 電動(dòng)機(jī)與控制器冷卻方式 207
7.4.2 電動(dòng)機(jī)與控制器的冷卻需求 208
7.5 電動(dòng)機(jī)與控制器散熱量分析 209
7.6 強(qiáng)制液冷的電動(dòng)機(jī)與控制器冷卻系統(tǒng)分析 211
7.6.1 電動(dòng)機(jī)與控制器的液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 211
7.6.2 熱阻等效電路分析 211
7.6.3 電動(dòng)機(jī)及其控制器液冷系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 213
第8章 新能源汽車的輔助系統(tǒng) 215
8.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 215
8.1.1 概述 215
8.1.2 EPS系統(tǒng)的基本組成 217
8.1.3 EPS系統(tǒng)的工作原理 219
8.1.4 電子控制器ECU及其控制策略 219
8.1.5 EPS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 221
8.2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 221
8.2.1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理 222
8.2.2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能特點(diǎn) 223
8.2.3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 223
8.3 線控制動(dòng)系統(tǒng) 224
8.3.1 電子液壓式制動(dòng)（EHB）系統(tǒng) 225
8.3.2 電子機(jī)械式制動(dòng)（EMB）系統(tǒng) 227
8.4 電控懸架系統(tǒng) 229
8.4.1 電控懸架系統(tǒng)的功能 229
8.4.2 電控懸架系統(tǒng)分類 230
8.4.3 全主動(dòng)式電控懸架系統(tǒng) 230
8.5 新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng) 232
8.5.1 熱電偶空調(diào)系統(tǒng) 232
8.5.2 余熱制冷空調(diào)系統(tǒng) 234
8.5.3 電動(dòng)壓縮機(jī)空調(diào)系統(tǒng) 235
參考文獻(xiàn) 237
如果用燃料和能源來劃分，在19世紀(jì)以前人類以木柴等植物作為燃料，應(yīng)該稱為植物燃料時(shí)代；19世紀(jì)是煤燃料和蒸汽機(jī)時(shí)代；20世紀(jì)是石油、天然氣燃料和內(nèi)燃機(jī)時(shí)代。21世紀(jì)，人類將進(jìn)入后石油時(shí)代。隨著化石燃料消耗的不斷增加，石油、天然氣資源將逐漸趨于枯竭，環(huán)境污染和溫室效應(yīng)已經(jīng)成為全球所共同面臨的難題，人類將從化石燃料時(shí)代向氫能和可再生能源時(shí)代過渡。預(yù)計(jì)汽車技術(shù)未來幾十年將朝著五個(gè)方向發(fā)展：一是繼續(xù)用最先進(jìn)的技術(shù)對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行改造，提高其動(dòng)力性能，提高燃料利用效率，減少排放；二是繼續(xù)改善燃油品質(zhì)；三是開發(fā)使用生物燃料與其他可再生能源；四是開發(fā)推廣混合動(dòng)力系統(tǒng)汽車；五是開發(fā)使用電動(dòng)汽車、氫燃料汽車等無污染的新能源汽車，這是汽車技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向和目標(biāo)。
新能源汽車已經(jīng)在社會(huì)保有車輛中占到了一定的比例，在我們的身邊不時(shí)會(huì)出現(xiàn)新能源汽車的蹤影。作為汽車工程類專業(yè)，開設(shè)新能源汽車技術(shù)的課程是各院校的必然選擇。
新能源汽車技術(shù)涉及很多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于汽車工程類專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)起來感到內(nèi)容太多，太繁雜。本書在編寫中特別注意兩點(diǎn)：一是通俗易懂，深入淺出，從最基礎(chǔ)的知識(shí)開始講起，而且盡量避免繁雜的理論公式推導(dǎo)，以講清楚知識(shí)點(diǎn)為原則；二是注意向讀者介紹各種技術(shù)的研究發(fā)展前沿的信息，讓讀者在系統(tǒng)學(xué)習(xí)掌握新能源汽車各種技術(shù)原理的同時(shí)，也可以了解各類技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。
本書可作為汽車工程類本科、高職高專的教材使用，也可作為汽車工程技術(shù)人員，中等職業(yè)學(xué)校汽車專業(yè)教師的參考書使用。本書作為高等院校汽車工程類專業(yè)教材使用時(shí)，要求學(xué)生具有汽車構(gòu)造原理、電工學(xué)原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)等方面的基本知識(shí)。本書用于本科教材時(shí)建議學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，作為高職高專教材使用時(shí)，建議學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)。
本書由西安汽車科技職業(yè)學(xué)院李瑞明院長(zhǎng)擔(dān)任主編，李勇高級(jí)工程師和陳躍敏副教授擔(dān)任副主編。書中第1、2章由李瑞明和李勇編寫，第3、5章由李瑞明和陳躍敏編寫，第4、8章由李勇編寫，第6、7章由陳躍敏編寫。
本書在編寫過程中參閱了大量相關(guān)資料，并引用了不少參考文獻(xiàn)中的內(nèi)容。參考文獻(xiàn)內(nèi)容的引用由于條件所限，未能及時(shí)與作者聯(lián)系，在此表示歉意；并向相關(guān)技術(shù)資料的作者致以誠(chéng)摯的謝意。
最后竭誠(chéng)歡迎廣大讀者對(duì)書中存在的誤漏之處提出批評(píng)指正，交流討論，以便我們改正提高。
編 者
2014年6月于西安
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