新能源汽车技术概论(微课版)

本书采用实车原理结构图、原理介绍图等图文结合的方式,完整地概括了3种新能源汽车的通用和专用技术内容。
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李春明 (主审) 赵振宁 (作者) 978-7-115-61284-7

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本书侧重新能源汽车技术在汽车上具体原理和应用特色,而不是只谈能源和汽车文化。内容紧贴新能源汽车技术发展,总结精练;对应信息化教学资源,难点处处有解析。
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内容摘要

本书采用实车原理结构图、原理介绍图等图文结合的方式,完整地概括了3种新能源汽车的通用和专用技术内容。本书共12章,包括新能源汽车发展历史、认识新能源汽车、典型纯电动汽车、典型混合动力汽车、氢燃料电池汽车、储能装置、电动汽车的充电、电动汽车电机、电力电子变换、DC/DC转换器、电动汽车空调系统、电动汽车线控制动系统等内容。书中内容大致按照定义、分类、结构和基本原理循序渐进、逐步深入的思路编写。
本书可作为职业院校汽车检测与维修技术、新能源汽车技术等汽车专业入门的教材,也可供从事本专业工作的工程技术人员参考。

目录


第 1章 新能源汽车发展历史 1
1.1 纯电动汽车发展历史 1
1.1.1 纯电动汽车的发明 1
1.1.2 纯电动汽车初期的大发展 1
1.1.3 纯电动汽车的第 一次没落 3
1.1.4 纯电动汽车的多次昙花一现 3
1.2 混合动力汽车发展历史 3
1.2.1 第 一辆混合动力汽车 3
1.2.2 混合动力汽车的发展 4
1.2.3 混合动力汽车的真正商业化 6
1.3 燃料电池汽车发展历史 7
1.3.1 “燃料电池之父”葛洛夫 7
1.3.2 燃料电池的应用 8
1.3.3 燃料电池汽车的发展 9
1.3.4 世界各个汽车制造企业的燃料电池汽车发展历史 10
习题 17
第 2章 认识新能源汽车 18
2.1 新能源汽车概述 18
2.1.1 新能源汽车的概念和类型 18
2.1.2 电动汽车的概念和类型 21
2.2 我国新能源汽车的发展 21
2.2.1 电动汽车发展的社会环境 21
2.2.2 发展电动汽车的社会效益和环境效益 22
2.2.3 我国新能源汽车发展现状 23
2.3 新能源汽车补贴政策变化及终止 24
2.3.1 获得新能源汽车补贴的条件 24
2.3.2 新能源汽车补贴政策 25
2.3.3 财政补贴的变化 26
2.4 电动汽车仪表 26
2.4.1 电动汽车仪表的概念和类型 26
2.4.2 电动汽车指示灯、故障灯和警告灯 27
习题 29
第3章 典型纯电动汽车 30
3.1 日产聆风 30
3.1.1 日产聆风简介 30
3.1.2 基本参数 30
3.1.3 充电方式 31
3.1.4 系统结构和功能 31
3.2 典型纯电动汽车的组成 33
3.2.1 前驱型纯电动汽车 33
3.2.2 后驱型纯电动汽车 34
习题 34
第4章 典型混合动力汽车 35
4.1 混合动力汽车的节油特点分析 35
4.1.1 发动机节油四大原则 35
4.1.2 节油贡献率 36
4.1.3 混合动力汽车工况控制 37
4.2 混合动力汽车分类 37
4.2.1 按结构分类 37
4.2.2 按混合度分类 40
4.2.3 按有无外接充电电源分类 42
4.3 微混型混合动力汽车 42
4.3.1 微混型混合动力汽车的定义 42
4.3.2 微混型混合动力汽车的结构 43
4.4 轻混型混合动力汽车 44
4.4.1 轻混型混合动力汽车的功能 44
4.4.2 轻混型混合动力汽车的结构 44
4.5 中混型混合动力汽车 45
4.5.1 中混型混合动力汽车的功能 45
4.5.2 中混型混合动力汽车的结构 45
4.6 通用Volt串联式混合动力汽车 46
4.6.1 增程式电动汽车 46
4.6.2 串联式混合动力汽车的基本结构 47
4.6.3 Volt动力系统结构 47
4.6.4 工作模式 48
4.6.5 发动机 48
4.6.6 T型电池箱 49
4.7 第二代丰田普锐斯混合动力汽车 49
4.7.1 丰田普锐斯简介 49
4.7.2 丰田普锐斯的组成部件 50
4.7.3 电力无级变速驱动桥 50
习题 52
第5章 氢燃料电池汽车 53
5.1 氢燃料电池汽车概述 53
5.1.1 氢燃料电池的发电原理 53
5.1.2 氢燃料电池汽车的价格 54
5.1.3 氢燃料电池汽车的优点 54
5.2 氢燃料电池汽车结构 55
习题 56
第6章 储能装置 57
6.1 储能装置的性能指标 57
6.1.1 储能装置的类型 57
6.1.2 蓄电池的性能指标 58
6.1.3 电动汽车对动力电池的基本要求 61
6.1.4 可选电池 61
6.2 铅酸蓄电池 62
6.2.1 铅酸蓄电池的特点 62
6.2.2 铅酸蓄电池的种类 62
6.2.3 铅酸蓄电池的构造 62
6.2.4 铅酸蓄电池的工作原理 63
6.3 镍氢电池 64
6.3.1 镍氢电池的技术参数 64
6.3.2 镍氢电池的构造 64
6.3.3 镍氢电池的工作原理 64
6.3.4 镍氢电池的充电与放电特性 66
6.3.5 镍氢电池的优缺点 66
6.3.6 镍氢电池的应用 67
6.4 锂离子电池 68
6.4.1 磷酸铁锂电池 68
6.4.2 锂离子电池的工作原理 68
6.4.3 一元锂离子电池 70
6.4.4 三元锂离子电池 70
6.4.5 全固态锂离子电池 71
6.5 钠硫电池 72
6.5.1 钠硫电池简介 72
6.5.2 钠硫电池的工作原理 72
6.5.3 钠硫电池的优点与缺点 73
6.6 超级电容 73
6.6.1 超级电容简介 73
6.6.2 超级电容的工作原理 74
6.6.3 超级电容的电极类型 74
6.6.4 超级电容的应用 74
6.6.5 超级电容的产业化 75
6.7 飞轮电池 75
6.7.1 飞轮电池简介 75
6.7.2 飞轮电池的工作原理 76
6.7.3 飞轮电池的性能 77
6.7.4 飞轮电池的核心技术 77
6.7.5 飞轮电池的轴承技术 78
6.7.6 飞轮电池的应用 79
6.8 储能装置的复合结构形式 80
6.8.1 蓄电池单独作为能量源 80
6.8.2 能量型电池+功率型电池 80
6.8.3 蓄电池+氢燃料电池 81
6.8.4 蓄电池+超级电容组 81
6.8.5 蓄电池+超高速飞轮 82
6.9 电池管理系统 82
6.9.1 电池管理的必要性 82
6.9.2 电池成组问题 83
6.9.3 电池管理系统功能 83
6.10 丰田普锐斯的电池管理系统 85
6.10.1 系统主要部件 85
6.10.2 系统控制 85
6.10.3 系统工作原理 86
6.11 电池管理系统技术 87
6.11.1 SOC的估算方法 87
6.11.2 动力电池组的安全管理 87
6.11.3 电池箱热量管理系统 88
6.11.4 电池组均衡方法 88
6.11.5 电池均衡技术 89
6.11.6 电池管理系统的故障诊断 90
习题 90
第7章 电动汽车的充电 91
7.1 电动汽车充电方式 91
7.1.1 常规充电方式 91
7.1.2 快速充电方式 91
7.1.3 无线充电方式 92
7.1.4 四价目V2X 94
7.2 电动汽车传导式充电接口 95
7.2.1 充电接口形式 95
7.2.2 充电模式和插头颜色 95
7.2.3 符号标志 96
7.2.4 交流充电接口 96
7.2.5 直流充电接口 97
习题 99
第8章 电动汽车电机 100
8.1 电动汽车电机的种类及性能要求 100
8.1.1 工频电机 100
8.1.2 变频电机 100
8.1.3 电动汽车对电机的要求 100
8.2 电动汽车永磁电机结构 101
8.2.1 永磁无刷电机优点 101
8.2.2 直流有刷电机 101
8.2.3 永磁直流电机 102
8.2.4 三相直流无刷电机 103
8.3 三相逆变过程 103
8.3.1 变频器的三相逆变桥 103
8.3.2 电流导通方式 104
8.3.3 定时和定量控制 106
8.4 电机位置传感器 106
8.4.1 电机位置传感器的功能 106
8.4.2 电机位置传感器的类型 106
8.4.3 磁极定位过程 107
8.4.4 按相序驱动 107
8.5 电动汽车感应电机 107
8.5.1 交流感应电机的种类 107
8.5.2 感应电机的结构 107
习题 108
第9章 电力电子变换 109
9.1 电力电子开关 109
9.1.1 电力电子开关的类型 109
9.1.2 电力电子开关的特点 109
9.2 电力晶体管 110
9.2.1 电力晶体管结构 110
9.2.2 电力晶体管原理 110
9.2.3 电力晶体管模块符号 111
9.3 电力场效应管 111
9.3.1 电力场效应管结构 111
9.3.2 电力场效应管的保护措施 112
9.4 绝缘栅双极型晶体管 113
9.4.1 绝缘栅双极型晶体管结构 113
9.4.2 绝缘栅双极型晶体管原理 114
9.4.3 绝缘栅双极型晶体管模块符号 115
9.5 智能功率模块 115
9.5.1 智能功率模块功能 115
9.5.2 智能功率模块的保护方法 116
9.6 IGBT保护电路 117
9.6.1 IGBT的失效机制 117
9.6.2 IGBT失效原因分析 117
9.6.3 IGBT保护方法 118
9.7 IGBT的使用和检查 119
9.7.1 使用注意事项 119
9.7.2 IGBT过载使用 120
9.7.3 正常IGBT的极性判断 120
9.7.4 有故障IGBT的检测 121
9.7.5 逆变器短路原因 121
9.8 车用变频器 121
9.8.1 变频器简介 121
9.8.2 变频器内元件及其功能 122
9.8.3 丰田普锐斯变频器 123
9.8.4 比亚迪E6电动汽车变频器 125
9.9 电机和逆变器冷却系统 125
9.9.1 热量的产生 125
9.9.2 逆变器和电机的冷却系统 127
9.9.3 发动机、逆变器和电机的冷却系统 127
9.9.4 奔驰400混合动力功率系统的冷却 128
9.9.5 双面冷却技术 129
9.9.6 增加输出功率的办法 129
习题 129
第 10章 DC/DC转换器 130
10.1 DC/DC转换器概述 130
10.1.1 DC/DC转换器的作用 130
10.1.2 DC/DC转换器的分类 130
10.2 电动汽车次要耗电设备 132
10.2.1 次要耗电设备 132
10.2.2 保留铅酸蓄电池的必要性 132
10.2.3 降压后运行的用电设备 133
10.2.4 次要耗电设备中的高压运行设备 133
10.2.5 DC/DC转换器的发展方向 134
10.3 单、双向DC/DC转换器工作原理 135
10.3.1 基本BUCK电路 135
10.3.2 全桥DC/DC转换器 136
10.3.3 双向DC/DC转换器 137
10.3.4 轿车用DC/DC转换器 138
习题 138
第 11章 电动汽车空调系统 139
11.1 电动汽车空调的作用和特点 139
11.1.1 电动汽车空调的作用 139
11.1.2 电动汽车空调的优点与缺点 139
11.2 电动汽车空调制冷方式 140
11.2.1 制冷系统的组成 140
11.2.2 制冷系统部件的功能 140
11.2.3 典型的电动汽车空调系统功能 141
11.3 温差电制冷 143
11.3.1 温差电制冷简介 143
11.3.2 温差电制冷的原理 143
11.3.3 温差电制冷的特点 144
11.4 热泵式空调 144
11.4.1 热泵式空调的组成 144
11.4.2 热泵式空调系统工作原理 144
11.4.3 风量控制 146
11.5 空调加热方式 146
11.5.1 驻车加热器 146
11.5.2 PTC加热器 147
11.6 涡旋压缩机 148
11.6.1 汽车空调压缩机的分类 148
11.6.2 涡旋压缩机的结构 148
11.6.3 涡旋压缩机电机控制 149
11.6.4 涡旋压缩机机油 149
习题 149
第 12章 电动汽车线控制动系统 150
12.1 电动汽车混合制动认知 150
12.1.1 再生制动 150
12.1.2 减速度法能量回收 151
12.1.3 前、后轮制动力矩分配 152
12.1.4 电动汽车制动的3种类型 152
12.2 无助力器的电动汽车制动系统认知与检测 153
12.2.1 液压泵直接实施制动 153
12.2.2 电子制动力分配(EBD) 154
12.2.3 液压ABS制动 154
12.2.4 液压直接制动失效时 156
12.3 带有真空助力器的电动汽车制动系统认知与检测 156
12.3.1 压力表和真空助力器 156
12.3.2 电动真空泵控制 157
12.4 电机助力制动系统(i-Booster) 158
12.4.1 智能制动系统简介 158
12.4.2 功能介绍 159
12.4.3 结构组成 160
12.4.4 工作原理及测试方法 162
习题 162

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作者介绍

赵振宁 汽车维修一级高级技师,长春市总工会“长春工匠”称号;中德“大众机电师资”项目“TTT”级培训师(汽车技术培训师的培训师);2018年全国第一届新能源汽车“国家大赛”一等奖指导教师;共编著教材23部,包括《新能源汽车技术》、《混合动力汽车构造原理与检修》《纯电动汽车构造原理与检修》《电动汽车原理与故障诊断》等;新能源汽车技术专业国家标准主要起草人之一。多次组织中职、高职新能源汽车技术国家培训项目。

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