電動汽車

前言

　　汽車自產(chǎn)生以來，為人類提供了諸多便利。作為支柱型龍頭產(chǎn)業(yè)的汽車行業(yè)，帶動了眾多的上、下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對各國的就業(yè)、擴大內(nèi)需、經(jīng)濟發(fā)展起到了非常關鍵的作用，極大地推動了人類社會的進步。然而，汽車在給人類帶來福祉的同時，也帶來了能源危機、環(huán)境污染、交通事故和交通擁堵等負面問題。　　實際上，能源問題和環(huán)境問題正是目前世界各國不得不面臨的兩大難題。而汽車能源消耗是造成大氣污染和溫室效應的主要原因，也是造成全球石油危機的重要原因。面對嚴峻的形勢，各國政府均努力尋求解決途徑。在不斷探索的過程中，各國政府和汽車行業(yè)均認識到：發(fā)展電動汽車既可以在一定程度上保護環(huán)境，也可以緩解能源緊缺問題，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。　　我國電動汽車的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：　　·萌芽階段。萌芽階段指20世紀60年代到2000年。期間，“八五”規(guī)劃將電動汽車列入國家科技攻關計劃；“九五”規(guī)劃將電動汽車列入國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目?！　　ぱ邪l(fā)培育階段。研發(fā)培育階段指2001～2007年11月。期間，電動汽車專項正式啟動，《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》實施?！　　ぎa(chǎn)業(yè)培育階段。產(chǎn)業(yè)培育階段指從2007年11月開始至今。期間，一批自主創(chuàng)新的混合動力電動汽車相繼上市，實現(xiàn)了小規(guī)模的電動汽車的集中、高強度商業(yè)化示范運行，形成了電動汽車產(chǎn)業(yè)化的基本實力?！　】梢哉f，我國在電動汽車方面的發(fā)展是緊跟世界潮流的，也是與我國的國情緊密聯(lián)系的?！　榱俗寣W生更好地了解電動汽車，掌握電動汽車的專業(yè)知識，我們專門編寫了本書。本書主要介紹了電動汽車的基本知識，包括電動汽車的產(chǎn)生與發(fā)展，電動汽車的概念和種類，各類汽車用蓄電池，電動機及其控制系統(tǒng)；對純電動汽車、燃料電池電動汽車、混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制系統(tǒng)及應用實例等進行了詳細介紹；專門闡述了電動汽車的充電裝置和數(shù)控技術；最后簡要列舉了目前國內(nèi)外較為通行的電動汽車標準與法規(guī)。全書力求闡述清楚基本理論和工作原理，帶給學生最新的、盡可能全面的電動汽車信息?！　”緯珊幽限r(nóng)業(yè)職業(yè)學院門保全主編，負責擬定全書大綱，對全書進行審定，并編寫了書中第1、2、3章。三門峽職業(yè)技術學院秦沖擔任副主編，并編寫了書中第4、5、6章。王進奎、鐘澤勝編寫了本書第7章。羅云、郭明勇編寫了本書第8章。黃嘉忠編寫了本書第9章。另外，劉欣、張瑜承擔了大量的資料收集、書稿校對工作。　　本書在編寫過程中查閱了大量的文獻資料，在此謹向各文獻資料的作者表示衷心的感謝。限于編者水平，疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正，以便在重印時加以改正。

內(nèi)容概要

　　大力發(fā)展電動汽車是解決目前較為緊迫的能源問題和環(huán)境問題的一種極具可行性的方法。為了讓廣大汽車專業(yè)的學生更好地了解電動汽車知識，掌握電動汽車的新趨勢，更好地成長為現(xiàn)代汽車專業(yè)人才，為中國的汽車工業(yè)做出更具創(chuàng)新性、更大的貢獻，編者們從實用性、及時性、全面性等角度出發(fā)，精心組織編寫了《電動汽車》。全書主要介紹了電動汽車的基本知識，包括電動汽車的產(chǎn)生與發(fā)展，電動汽車的概念和種類，各類汽車用蓄電池，電動機及其控制系統(tǒng)；對純電動汽車、燃料電池電動汽車、混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制系統(tǒng)及應用實例等進行了詳細介紹；專門闡述了電動汽車的充電裝置和數(shù)控技術；最后簡要列舉了目前國內(nèi)外較為通行的電動汽車標準與法規(guī)。

書籍目錄

第1章 電動汽車概述1.1 電動汽車的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1 汽車發(fā)展簡史1.1.2 電動汽車發(fā)展簡史1.2 電動汽車的定義、類型和優(yōu)點1.2.1 電動汽車的定義1.2.2 電動汽車的類型1.2.3電動汽車的優(yōu)點1.3 電動汽車的構(gòu)造特點1.3.1 電源供給系統(tǒng)1.3.2 驅(qū)動系統(tǒng)1.3.3 管理系統(tǒng)1.3.4 輔助系統(tǒng)1.4 汽車工業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)1.4. 新挑戰(zhàn)1.4.2 汽車工業(yè)和技術的未來發(fā)展方向第2章 電動汽車動力儲能裝置2.1 概述2.1.1 電池的種類2.1.2 化學電池的組成2.1.3 動力電池的基本術語2.2 鉛酸蓄電池2.2.1 鉛酸蓄電池的型號2.2.2 鉛酸蓄電池的工作原理2.2.3 鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2.4 鉛酸蓄電池的特性2.3 鎳氫蓄電池2.3.1 鎳氫蓄電池的分類2.3.2 鎳氫蓄電池的工作原理2.3.3 鎳氫蓄電池的構(gòu)造2.3.4 鎳氫蓄電池的性能特征2.4 二次鋰電池2.4.1 鋰離子電池2.4.2 聚合物鋰離子電池2.4.3 磷酸鐵鉀電池2.5 空氣電池2.5.1 鋅空氣電池2.5.2 鋁空氣電池2.6 燃料電池2.6.1 燃料電池的概念2.6.2 燃料電池的基本原理2.6.3 燃料電池的特點2.6.4 燃料電池的分類2.6.5 質(zhì)子交換膜燃料電池2.7 飛輪儲能裝置2.7.1 飛輪儲能裝置的結(jié)構(gòu)2.7.2 飛輪儲能裝置的結(jié)構(gòu)原理2.7.3 飛輪儲能裝置的特征2.7.4 飛輪儲能裝置使用實例2.8 超級電容2.8.1 電容器2.8.2 超級電容的分類2.8.3 超級電容的結(jié)構(gòu)原理2.8.4 超級電容的應用2.9 能源管理2.9.1 能源管理的功用2.9.2 電池性能2.9.3 蓄電池組的熱管理2.9.4 電源的功率變換第3章 電動汽車驅(qū)動電動機及其控制系統(tǒng)3.1 概述3.1.1 電動機的分類3.1.2 電動汽車電動機的要求3.1.3 電動汽車電動機的基本組成3.2 直流電動機3.2.1 直流電動機的結(jié)構(gòu)3.2.2 直流電動機的基本原理3.2.3 直流電動機的勵磁方式3.2.4 數(shù)學方程3.2.5 直流電動機的特點3.3 感應電動機3.3.1 感應電動機的結(jié)構(gòu)3.3.2 感應電動機的工作原理3.3.3 感應電動機的矢量控制系統(tǒng)3.3.4 感應電動機的特點3.4 永磁電動機3.4.1 永磁電動機的概念和分類3.4.2 磁性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)3.4.3 永磁電動機的工作原理3.4.4 永磁電動機的特點3.4.5 永磁無刷直流電動機3.4.6 永磁同步電動機3.5 開關磁阻電動機3.5.1 開關磁阻電動機的工作原理3.5.2 開關磁阻電動機的結(jié)構(gòu)3.5.3 開關磁阻電動機的特點第4章 純電動汽車4.1 純電動汽車概述4.1.1 定義4.1.2 分類4.2 純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)4.2.1 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.2.2 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的特點和種類4.3 純電動汽車的結(jié)構(gòu)原理4.3.1 電力驅(qū)動控制系統(tǒng)4.3.2 控制技術4.3.3 車身及底盤4.3.4 安全保護系統(tǒng)4.4 純電動汽車實例4.4.1 日本純電動汽車發(fā)展趨勢4.4.2 歐洲純電動汽車發(fā)展趨勢4.4.3 美國純電動汽車發(fā)展趨勢4.4.4 中國純電動汽車發(fā)展趨勢第5章 燃料電池電動汽車5.1 燃料電池電動汽車概述5.1.1 燃料電池電動汽車的定義5.1.2 燃料電池電動汽車的特點5.1.3 燃料電池電動汽車的基本結(jié)構(gòu)5.1.4 技術發(fā)展趨勢5.2 燃料電池電動汽車的燃料電池系統(tǒng)5.3 燃料電池電動汽車的發(fā)動機系統(tǒng)5.3.1 以甲醇為燃料的燃料電池電動汽車的發(fā)動機系統(tǒng)5.3.2 以氫氣為燃料的燃料電池電動汽車的發(fā)動機系統(tǒng)5.4 供氫系統(tǒng)5.4.1 氫的基本性質(zhì)5.4.2 氫的制備方法5.4.3 氫分離純化技術5.4.4 氫的輸配5.4.5 燃料電池電動汽車車上供氫系統(tǒng)5.4.6 氫氣泄漏監(jiān)測與控制措施5.5 能量管理5.6 燃料電池電動汽車應用實例5.6.1 國外燃料電池電動汽車的研究進展5.6.2 國內(nèi)燃料電池電動汽車的研究進展5.6.3 燃料電池電動汽車實例第6章 混合動力電動汽車6.1 混合動力電動汽車概述6.1.1 混合動力電動汽車的定義6.1.2 混合動力電動汽車的特點6.1.3 混合動力電動汽車的主要動力設備6.2 混合動力電動汽車的分類6.2.1 串聯(lián)式混合動力電動汽車6.2.2 并聯(lián)式混合動力電動汽車6.2.3 混聯(lián)式混合動力電動汽車6.3 混合動力電動汽車的能量管理控制6.3.1 串聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理控制6.3.2 并聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理控制6.3.3 混聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理控制6.4 混合動力電動汽車實例6.4.1 串聯(lián)式混合動力電動汽車實例6.4.2 并聯(lián)式混合動力電動汽車實例6.4.3 混聯(lián)式混合動力電動汽車實例第7章 充電裝置7.1 充電裝置與電動汽車7.1.1 充電裝置與電動汽車及電池系統(tǒng)的安全性7.1.2 充電裝置與電池組使用壽命和電動汽車的運行成本7.1.3 充電設備與運行管理成本7.2 電動汽車的充電裝置7.2.1 利用夜間電力的快速充電裝置7.2.2 非接觸式充電裝置7.2.3 車載充電裝置7.3 電動汽車的充電方法7.3.1 恒流充電7.3.2 恒壓充電7.3.3 脈沖充電7.4 電動汽車充電基礎設施建設7.4.1 充電站的功能與設施7.4.2 充電系統(tǒng)的技術要求7.5 電動汽車充電技術與裝置的展望第8章 電動汽車的電控技術8.1 整車電子控制系統(tǒng)8.1.1 整車控制器8.1.2 汽車底盤電子控制系統(tǒng)8.1.3 汽車安全、控制系統(tǒng)8.1.4 汽車信息電子控制系統(tǒng)8.1.5 汽車娛樂系統(tǒng)8.2 仿真技術8.3 CAN總線8.3.1 汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡8.3.2 CAN通信協(xié)議8.3.3 CAN通信協(xié)議結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)8.3.4 CAN總線的特點8.4 故障診斷8.4.1 汽車的故障診斷8.4.2 汽車故障診斷基本流程第9章 標準與法規(guī)9.1 我國電動汽車的相關標準與法規(guī)9.2 國外電動車輛標準化組織及其制定的標準9.2.1 國際標準化組織9.2.2 國際電工委員會9.2.3 歐洲標準化技術委員會／電驅(qū)動道路車輛技術委員會9.2.4 聯(lián)合國世界車輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇參考文獻

章節(jié)摘錄

　　3.電池的開路電壓　　蓄電池處于開路（斷路）狀態(tài)下電極兩端的電位差稱為開路電壓，一般用高內(nèi)阻的電壓表或萬用表測量。電池的開路電壓主要取決于構(gòu)成電池的材料特性，如正、負極材料及電解液的性質(zhì)。對于同一系列的電池，如材料來源不同，晶型結(jié)構(gòu)不同，制成電池的開路電壓也會略有差異，這一點在進行電池組合時需特別注意，即要求選性能盡可能一致的單體電池為同一組。開路電壓是電池體系的一種特征數(shù)據(jù)，隨著電池存放時間的延長，其開路電壓會有所下降，這是電池自放電引起的，但下降幅度不大。如果電池的開路電壓下降很快，則說明電池內(nèi)部可能存在慢性短路，或電池性能趨于衰退，接近報廢。　　4.電池的內(nèi)阻　　電池放電時的內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化電阻。歐姆內(nèi)阻是電池中各組成部分的電子導電阻力、離子導電阻力及接觸電阻之和，與電極結(jié)構(gòu)和裝配工藝有關。極化電阻是電極反應形成的，與電極反應的本質(zhì)及材料有關。電池內(nèi)阻越小，電池工作輸出電流時電池內(nèi)部的壓降就越小，電池就能輸出較高的工作電壓和較大的電流，輸出能量和容量也就越大?！　?.電池的工作電壓、放電終止電壓和放電曲線　　電池工作電壓是指電池放電時，電池兩極之間的電位差，也叫放電電壓或端電壓。工作電壓應等于其開路電壓減去電池內(nèi)阻的壓降，與放電制度有關。放電制度是指電池放電時所規(guī)定的各種條件，主要包括放電方式（指連續(xù)或間斷）、放電電阻、放電電流、放電時間、放電終止電壓及放電環(huán)境溫度等。　　放電終止電壓是指電池放電時，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓。根據(jù)不同的電池類型及放電條件，對電池容量和壽命的要求也不同，因此所規(guī)定的電池放電終止電壓也不同。一般在低溫或大電流放電時，終止電壓要求低，因為此時電極極化大，活性物質(zhì)不能得到充分利用，電池電壓下降較快。而在小電流放電時，終止電壓就規(guī)定得較高，因小電流放電電極極化小，且活性物質(zhì)能得到充分利用?！　　?/pre>








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