電動(dòng)汽車及其性能優(yōu)化

前言

　　現(xiàn)代電動(dòng)汽車是集機(jī)械、電機(jī)、電化學(xué)、汽車、微電子、傳感技術(shù)、智能控制、計(jì)算機(jī)、新材料等多學(xué)科領(lǐng)域和工程技術(shù)中最新成果于一體，多種高新技術(shù)凝聚的結(jié)果。從傳統(tǒng)汽車到現(xiàn)代電動(dòng)汽車的發(fā)展猶如普通機(jī)床向數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，有許多新技術(shù)有待于在電動(dòng)汽車上應(yīng)用和開發(fā)。但對(duì)電動(dòng)汽車性能的優(yōu)化仍離不開車輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和提高。為此，本書在全面介紹電動(dòng)汽車各相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)后，結(jié)合電動(dòng)汽車特點(diǎn)闡述了車輛動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)介紹了電動(dòng)汽車的各種性能優(yōu)化技術(shù)?！　∑嚱?jīng)上百年的發(fā)展，為人們提供了便捷、舒適的出行條件。作為支柱型龍頭產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)既帶動(dòng)了眾多的上、下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)各國的就業(yè)、擴(kuò)大內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著顯著的影響，也為人類社會(huì)的進(jìn)步帶來了巨大的推動(dòng)作用。但在汽車給人們帶來福祉的同時(shí)，也引起了能源危機(jī)、環(huán)境污染、交通事故和道路擁堵這四大負(fù)面效應(yīng)。減小甚至消除這四大負(fù)面效應(yīng)是當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展要求對(duì)汽車及交通業(yè)界提出的新挑戰(zhàn)。在高新技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，作為發(fā)明創(chuàng)造汽車的人類也應(yīng)該有責(zé)任，并有能力來消除（或極大地減小）汽車所帶來的負(fù)面效應(yīng)。電動(dòng)汽車性能優(yōu)化有望承擔(dān)起此重任。毋庸置疑，電動(dòng)汽車將為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染起到顯著的作用，這已引起世界各國政府和汽車業(yè)界的高度重視?！　〗煌ㄊ鹿实臏p少主要通過電動(dòng)汽車性能優(yōu)化技術(shù)，利用電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)比發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所具有的快速響應(yīng)性和良好調(diào)速特性兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別是應(yīng)用本書所介紹的兼有電動(dòng)、發(fā)電回饋和電磁制動(dòng)的多功能輪轂電機(jī)專利技術(shù)，將使兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以更好地發(fā)揮，為許多在傳統(tǒng)汽車較難實(shí)施的性能優(yōu)化提供更好的技術(shù)前提，并結(jié)合當(dāng)今迅速發(fā)展的微電子、傳感器等控制技術(shù)，能得到性能更好、性價(jià)比更高的各種優(yōu)化裝置。本書第六章所介紹的安全測(cè)距防撞控制系統(tǒng)等技術(shù)將極大地提高汽車行駛的操控性、穩(wěn)定性與安全性，從而大大減小交通事故和其危害程度?！　〉缆返膿矶乱咽蛊嚵己玫膭?dòng)力性、高效便捷性等都無法發(fā)揮，如同皮之不存毛將焉附。為此，特安排了第七章，在對(duì)交通管理基本理論分析的基礎(chǔ)上，提出了節(jié)源環(huán)保綜合治理城市交通的一系列具體措施。根據(jù)我國人均交通資源甚少的特點(diǎn)，提出了改善交通必須減小交通工具人均占用交通資源“面積·時(shí)數(shù)”的理論，并結(jié)合電動(dòng)汽車動(dòng)力受限和我國家庭結(jié)構(gòu)呈小型化等特點(diǎn)，提出了節(jié)源環(huán)保型電動(dòng)微型轎車，它按現(xiàn)有技術(shù)即可成為供大眾普及的商品化私家車?！　∽髡邞{借三十多年來從事數(shù)控技術(shù)的積累和近七年多來對(duì)電動(dòng)汽車及智能交通的深入學(xué)習(xí)研究，在書中提出了許多技術(shù)創(chuàng)新的見解。為緊跟世界技術(shù)發(fā)展前沿，通過大量搜索網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)技術(shù)的發(fā)展信息，并經(jīng)比較分析獲取了許多世界最新技術(shù)發(fā)展前沿信息。同時(shí)，本書在編寫過程中也參閱和引用了大量國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料、著作與文獻(xiàn)，在此謹(jǐn)致謝意。

內(nèi)容概要

電動(dòng)汽車是節(jié)能環(huán)保的未來汽車，也應(yīng)在尋常百姓中普及。本書首先全面介紹了有關(guān)電動(dòng)汽車的各種基本知識(shí)：純電動(dòng)、混合動(dòng)力、燃料電池三大類電動(dòng)汽車以及太陽能、風(fēng)能等復(fù)合能源電動(dòng)汽車；多種車用動(dòng)力儲(chǔ)能裝置與其能源管理；多種驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制系統(tǒng)。接著在全面簡要分析車輛動(dòng)力學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上，分析說明了電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的特性與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合其技術(shù)優(yōu)勢(shì)介紹了電動(dòng)汽車性能優(yōu)化的多項(xiàng)技術(shù)。最后根據(jù)汽車業(yè)的發(fā)展與治理交通之重要性，在簡要系統(tǒng)分析城市交通管理理論的基礎(chǔ)上，提出了節(jié)源環(huán)保綜合治理城市交通的一系列具體措施。本書知識(shí)面較廣，基礎(chǔ)理論與實(shí)用技術(shù)結(jié)合緊密?！　”緯晒┢髽I(yè)研發(fā)與優(yōu)化電動(dòng)汽車性能，提高電動(dòng)汽車性價(jià)比，使電動(dòng)汽車盡快商品化以供民眾普及享用。通過對(duì)電動(dòng)汽車的性能優(yōu)化，不僅能為節(jié)能減排，也將為減少交通事故及改善交通作出貢獻(xiàn)。因此，本書不僅可作為汽車制造業(yè)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)電動(dòng)汽車最新技術(shù)之用，也可供交通管理及相關(guān)部門治理交通參考之用。作為電動(dòng)汽車這一未來汽車新技術(shù)，本書更適合于作為車輛工程、機(jī)電工程、交通工程等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書。書中所提供的科學(xué)分析思考方法，也有利于培養(yǎng)高校學(xué)生的創(chuàng)新思維。在電動(dòng)汽車技術(shù)迅猛發(fā)展，企業(yè)對(duì)該方面技術(shù)人才缺乏之時(shí)，本書也十分適合于作為汽車制造業(yè)對(duì)相關(guān)科技人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)或職業(yè)教學(xué)的教材，而對(duì)其內(nèi)容章節(jié)可按需要選擇。

書籍目錄

前言第一章 概論第一節(jié) 電動(dòng)汽車發(fā)展概述一、汽車發(fā)展簡史二、電動(dòng)汽車的早期發(fā)展三、電動(dòng)汽車在各國的發(fā)展現(xiàn)狀及計(jì)劃四、電動(dòng)汽車的研發(fā)特點(diǎn)第二節(jié) 電動(dòng)汽車的定義與特點(diǎn)一、電動(dòng)車輛的類型二、電動(dòng)汽車的定義和分類三、電動(dòng)汽車的性能特點(diǎn)第三節(jié) 汽車業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)和技術(shù)發(fā)展方向【復(fù)習(xí)思考題】第二章 電動(dòng)汽車的構(gòu)造與原理第一節(jié) 純蓄電池電動(dòng)汽車一、純電動(dòng)汽車的分類及特點(diǎn)二、純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)三、純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)原理四、電動(dòng)汽車能源的復(fù)合利用第二節(jié) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車一、HEV的定義及優(yōu)點(diǎn)二、HEV的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三、HEV的能量管理與控制策略第三節(jié) 燃料電池電動(dòng)汽車一、FCEV的基本結(jié)構(gòu)與原理二、FCEV的燃料電池系統(tǒng)三、FCEV的供氫系統(tǒng)、氫源及氫安全四、FCEV的特點(diǎn)與展望第四節(jié) 節(jié)源環(huán)保型電動(dòng)微型轎車一、從提高交通資源利用率考慮車型二、提高電動(dòng)微型轎車性價(jià)比技術(shù)措施三、推出電動(dòng)微型轎車的綜合效益【復(fù)習(xí)思考題】第三章 電動(dòng)汽車動(dòng)力儲(chǔ)能裝置第一節(jié) 車用動(dòng)力電池概述一、電池的種類二、化學(xué)電池的基本組成三、電池的基本常識(shí)和術(shù)語四、電池的性能指標(biāo)五、各種車用電池的性能比較第二節(jié) 鉛酸蓄電池一、鉛酸蓄電池的分類及型號(hào)二、鉛酸蓄電池的工作原理三、鉛酸蓄電池的構(gòu)造四、鉛酸蓄電池的電壓和充放電特性五、鉛酸蓄電池的性能改進(jìn)六、鉛酸蓄電池的使用維護(hù)與環(huán)保第三節(jié) 二次鋰電池一、鋰離子電池二、聚合物鋰離子蓄電池三、磷酸鐵鋰電池第四節(jié) 鎳氫蓄電池一、鎳氫蓄電池的分類與特點(diǎn)二、鎳氫電池的工作原理三、鎳氫電池的性能特征第五節(jié) 鈉硫蓄電池一、鈉硫蓄電池的結(jié)構(gòu)原理二、鈉硫蓄電池的性能特點(diǎn)三、鈉氯化鎳電池第六節(jié) 空氣電池一、鋅空氣電池二、鋁空氣電池第七節(jié) 超級(jí)電容一、超級(jí)電容的應(yīng)用特點(diǎn)二、超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)原理三、超級(jí)電容的分類四、超級(jí)電容組管理系統(tǒng)第八節(jié) 飛輪儲(chǔ)能器一、飛輪儲(chǔ)能器的結(jié)構(gòu)原理二、飛輪儲(chǔ)能器的應(yīng)用特點(diǎn)三、飛輪儲(chǔ)能器尚需解決的問題第九節(jié) 燃料電池一、燃料電池的基本原理二、燃料電池的特點(diǎn)三、燃料電池的分類四、質(zhì)子交換膜燃料電池第十節(jié) 能源管理一、能源管理的功用二、電池性能的檢測(cè)三、蓄電池的充電四、蓄電池組的熱管理五、電源的功率變換【復(fù)習(xí)思考題】第四章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制系統(tǒng)第一節(jié) 概述一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類二、電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能與發(fā)展借鑒三、汽車行駛對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的要求四、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成第二節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)一、直流電動(dòng)機(jī)的基本原理二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三、直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式四、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與制動(dòng)五、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制第三節(jié) 交流電動(dòng)機(jī)一、交流電動(dòng)機(jī)的工作原理二、異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)三、異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性的改進(jìn)四、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制技術(shù)五、交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制第四節(jié) 永磁無刷電動(dòng)機(jī)一、永磁電動(dòng)機(jī)的分類二、磁性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與材料特性三、永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)四、永磁同步電動(dòng)機(jī)第五節(jié) 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)一、變磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)與種類二、SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)原理三、SR電動(dòng)機(jī)的基本方程與性能分析四、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制五、雙凸極永磁電動(dòng)機(jī)第六節(jié) 兼有電動(dòng)、發(fā)電回饋和電磁制動(dòng)的多功能輪轂電動(dòng)機(jī)一、輪轂電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用特點(diǎn)二、輪轂電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類型三、多功能輪轂電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)思路四、多功能輪轂電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)措施五、多功能輪轂電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理六、具有起動(dòng)繞組的單相開關(guān)磁阻式多功能電動(dòng)機(jī)【復(fù)習(xí)思考題】第五章 車輛動(dòng)力學(xué)、電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)特性及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第一節(jié) 車輛動(dòng)力學(xué)簡介一、基于縱向力學(xué)的動(dòng)力性二、基于垂向力學(xué)的平順性三、基于側(cè)向力學(xué)的操縱穩(wěn)定性四、基于地面力學(xué)的汽車通過性五、汽車制動(dòng)安全性第二節(jié) 電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)特性一、電動(dòng)汽車電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性分析二、電動(dòng)汽車動(dòng)力性的影響因素第三節(jié) 電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)布局與車身造型一、電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)布局的基本要求二、電動(dòng)汽車的車身造型【復(fù)習(xí)思考題】第六章 電動(dòng)汽車的性能優(yōu)化第一節(jié) 概述一、交通現(xiàn)狀賦予汽車業(yè)的使命二、各種輔助安全性能裝置簡述第二節(jié) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)一、ABS的基本功能與發(fā)展二、ABS的基本組成與分類三、ABS的工作原理四、ABS的基本結(jié)構(gòu)第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)控制一、ASR的功用及其與ABS的區(qū)別二、ASR的基本組成與分類三、ASR的工作原理四、ASR的基本結(jié)構(gòu)第四節(jié) 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)一、VDC的基本功能二、VDC的結(jié)構(gòu)組成三、VDC的工作原理第五節(jié) 新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及電子差速控制一、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述二、電子控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四、電子差速轉(zhuǎn)向的工作原理五、改進(jìn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的新方案第六節(jié) 安全測(cè)距防撞控制系統(tǒng)一、安全測(cè)距防撞控制的實(shí)施意義二、防撞測(cè)距傳感技術(shù)三、測(cè)距防撞控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理第七節(jié) 電子控制懸架系統(tǒng)一、ECSS的功能和可控懸架分類二、半主動(dòng)式電子控制懸架系統(tǒng)三、全主動(dòng)式電子控制懸架系統(tǒng)第八節(jié) 汽車電子巡航控制系統(tǒng)一、汽車CCS的功用和基本原理二、汽車CCS組成部件的功能原理三、汽車CCS的未來發(fā)展【復(fù)習(xí)思考題】第七章 汽車業(yè)發(fā)展與治理交通之重要性第一節(jié) 智能交通與城市交通管理理論基礎(chǔ)一、智能交通系統(tǒng)簡介二、道路交通流理論的簡要分析三、道路通行能力分析四、交通需求管理第二節(jié) 改進(jìn)公交設(shè)施與服務(wù)水平一、改進(jìn)公交服務(wù)設(shè)施的八項(xiàng)措施二、公交線路最佳布局軟件簡介三、增加出租車輔助功能提高其車載率四、用電動(dòng)汽車技術(shù)改造公交車第三節(jié) 解決城市交通擁堵的措施一、改善城市交叉路口的措施二、解決機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車混行和機(jī)動(dòng)車停車難的問題三、發(fā)揮交通管理等部門的作用【復(fù)習(xí)思考題】后記參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　成功開發(fā)了燃料電池電動(dòng)汽車樣車，并進(jìn)行了實(shí)地運(yùn)行。由于采用了電-電混合驅(qū)動(dòng)方案，整車的操控性能、行駛性能、安全性能、燃料利用率等方面均得到了較大提高。2004年5月在北京召開的世界氫能大會(huì)上，我國自主研發(fā)的燃料電池轎車和客車樣車與世界領(lǐng)先的奔馳公司樣車同堂展示，引起了世界的驚贊。在同年10月舉行的必比登世界清潔汽車挑戰(zhàn)賽上，我國自主研發(fā)的燃料電池轎車在七個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)中獲得五個(gè)A（高速蛇行障礙賽、噪聲、排放、能耗、溫室氣體減排五個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)方面的最高等級(jí)）的好成績，燃料電池城市客車也以較高的技術(shù)性能和可靠性在挑戰(zhàn)賽中取得了良好的成績。　　對(duì)于混合動(dòng)力汽車的研發(fā)，一汽、東風(fēng)、長安、奇瑞等汽車公司都相應(yīng)投入了較大的人力、物力，完成了各車型功能樣車的開發(fā)。湖北省自2003年11月起動(dòng)了武漢電動(dòng)汽車試驗(yàn)示范運(yùn)行工作，投入運(yùn)行了由東風(fēng)電動(dòng)車輛股份有限公司研制的混合動(dòng)力客車等。混合動(dòng)力轎車按輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ECE）城市工況與基本車型進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)顯示，其燃料經(jīng)濟(jì)性提高40％左右，達(dá)到了較好的節(jié)油效果。長安汽車公司采用同軸ISG輕度混合方案，成功開發(fā)了第二、三輪性能樣車，并在國內(nèi)率先開展了混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)。經(jīng)過國家檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，動(dòng)力性能接近參賽車的水平，綜合油耗降低接近17％，排放達(dá)到歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。　　國內(nèi)研發(fā)純電動(dòng)汽車的專業(yè)單位主要有杭州萬向電動(dòng)汽車有限公司、天津清源電動(dòng)車輛有限公司、北京理工科凌電動(dòng)車輛股份有限公司等。萬向電動(dòng)汽車有限公司自2002年成立以來，在高能量聚合物鋰離子動(dòng)力電池、一體化電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)等方面取得了相應(yīng)的成果，成為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化制造基地和“十一五”純電動(dòng)汽車平臺(tái)牽頭單位。天津清源電動(dòng)車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動(dòng)轎車，其整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已超過法國雪鐵龍公司的純電動(dòng)轎車和箱式貨車，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力。北京理工大學(xué)等單位聯(lián)合組建了北京理工科凌電動(dòng)車輛股份有限公司密云電動(dòng)車輛產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地，并于2003年底順利通過北京市公共交通總公司組織的示范運(yùn)行車組驗(yàn)收，小批量研發(fā)生產(chǎn)的四種車型約40輛公交車投放了北京市奧運(yùn)電動(dòng)示范車隊(duì)運(yùn)行?！　　笆晃濉逼陂g，國家科技部將電動(dòng)汽車和清潔替代燃料汽車項(xiàng)目合并，設(shè)立“十一五”863節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目，計(jì)劃投入11億元，來支持電動(dòng)汽車和清潔替代燃料汽車的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和整車產(chǎn)品開發(fā)。電動(dòng)汽車項(xiàng)目總體格局是以動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)為核心的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和整車產(chǎn)品開發(fā)。同時(shí)設(shè)立了由整車單位牽頭、關(guān)鍵零部件單位參與的“新型整車研發(fā)”項(xiàng)目。很多國內(nèi)企業(yè)，像一汽、東風(fēng)、上汽、比亞迪、長安、吉利、奇瑞等知名企業(yè)紛紛把目標(biāo)瞄準(zhǔn)電動(dòng)汽車。2006年，一汽、東風(fēng)、長安、奇瑞等汽車公司相繼開發(fā)出混合動(dòng)力汽車樣車。而近年來，又有比亞迪F3DM雙模電動(dòng)汽車面世，并于2009年初在北美底特律的車展上展出，該公司總裁王傳福還雄心勃勃地表示將于2011年在美國銷售其系列純電動(dòng)汽車和插入式混合動(dòng)力車型，并會(huì)擇機(jī)在美國建廠。長安、奇瑞、一汽、東風(fēng)、北汽福田等汽車企業(yè)聯(lián)合清華、同濟(jì)、北京理工等科研機(jī)構(gòu)，通過共同努力，提供了自主研發(fā)的各類新能源汽車598輛。經(jīng)過奧運(yùn)期間的成功應(yīng)用，進(jìn)一步驗(yàn)證了這些新能源車的技術(shù)成熟度，為它們真正進(jìn)入市場做了準(zhǔn)備。歷時(shí)兩年的哈飛賽豹純電動(dòng)車開發(fā)完成。奇瑞ASBSG混合動(dòng)力車上市。上汽成立捷能汽車公司，投資20億元進(jìn)行油電和純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的開發(fā)。長安汽車與加拿大綠色電池生產(chǎn)商ELECTROVAYA簽署了電動(dòng)汽車合作協(xié)議等。

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    電動(dòng)汽車及其性能優(yōu)化 PDF格式下載

---