先进电动汽车技术.pdf

《先进电动汽车技术.pdf》是一本很好的系统学习新能源汽车理论知识的书籍，包括电动汽车，混合电动汽车，燃料电池汽车的电池，电机，电控系统，国家的标准与法规，应用现状等，书籍很清晰！日录56飞轮储能装置.1365.6.1飞轮储能装置的结构及原理13562飞轮储能装置与其它储能装置的比较l40563飞轮储能装置发展现状141564飞轮储能装置关键技术…..143第6章质子父换膜燃料电池1466.1燃料电池概述466.1.1燃料电池的分类146612车用燃料电池及其关键技术[1].1486.1.3燃料电池的性能指标15l62质子父换膜燃料电池的工作原理.…6.3膜电极15363.1聚合物电解质膜632电催化剂[3]………15964双极板6.5燃料电池的水管理和热管理I636.5.1水管理…1646.52燃料电池的热管理…““6.6增压式燃料电池和常压式燃料电池1706.7燃料电池的相关计算.17567.1燃料电池单体的电压及效率的计算1756.72空气流量计算1796.7.3氢气流量1806.74水的生成量计算.……∴181第7章电动转向、制动及其它电动化辅助系统…1837.1电动助力转向系统7.1.1电动助力转向系统概述18371.2电动助力转向系统的分类.18472用于电动车辆的气压制动系统.1937.2.1电动车辆的空气压缩机控制回路…7.2,2电动制动空气压缩机19573电动制动器(EMB)198第8章电动汽车的电气系统20181电气系统概述.20l8.1.1低压电气的控制逻辑2018.12高压电气系统.20282电源变换器204821电动汽车中的电源变换器822降压变换器204823升压变换器224双向电源变换器20783电气系统的电磁兼容性21l831电磁兼容概述…2l1832电磁噪声的分析2128.3.3电磁噪声的传播∴214日录8.3.4减少电磁干扰的主要措施21684电动汽车的电气安全技术222841电气绝缘检测的一般方法842电动汽车电气绝缘性能的描述223843绝缘电阻检测原理224第9章纯电动车辆……·:········22691纯电动车辆概述2692美国的电动汽车计划和通用汽车公司的纯电动轿车EV122793美国 TESLA MOTOrS公司的纯电动跑车 Tesla roadster23294法国的电动汽车发展历程和标致一雪铁龙(PSA)集闭的纯电动轿车.23395日本的纯电动汽车研发概况23696中国的纯电动汽车和电动汽车小范基地…23697小型电动车和电动工程车237第10章混合动力电动汽车…24810.1混合动力电动汽车概述2410,2传统内燃机车辆的能量利用情況……..25010.3混合动力驱动系统的节能潜力104混合动力汽车的排放问题.25410.5混合动力电动车的分类10.51串联混合动力系统25810.52并联混合动力系统25910.53混联式混合动力电动车…26510.6混合动力电动车的能量管理与控制策略27010.6.l串联式混合动力系统的⊥作模式27010.6.2并联式混合系统的工作模式27110.6.3混合动力系统的能量管理策略27110.7可妒接充电式混合动力汽车(PHEV)27310.7.1PHEV的发展背景.2731072PHEV的研发现状.27510.7.3当前PHEV研究的主要问题108不同类型混合动力车与传统汽洲车总效率的比较282第11章燃料电池汽车···+·‘····+···;············28511.1燃料电池汽车的基本结构285112燃料电池汽车动力系统的参数匹配方法287112.1理想的动力驱动系统的参数优化匹配方法…28811.22实用的动力驱动系统的参数优化匹配方法29011.2.3整车参数、动力性指标与目标⊥况292113燃料电池汽车燃料经济性的计算.…11.3.1燃料电池系统氢气消耗量的计量方法293113.2蓄电池等效氢气消耗量的折算296114燃料电池汽车动力驱动系统的参数匹配举例29911.4.1车辆行驶需求功率及功率谱分析…(1)整车动力性指标对应的车辆功率需求分析2(2)典型循环工况对应的车辆功率谱分析30l1.4.2驱动电机参数的选择非丰“··:·。非……1304日录(1)驱动电机峰值功率和额定功率的选择304(2)驱动电机转矩和转速的确定∴.30611.5传动系速比的选择30711.5.1传动系最小传动比的选择.11.52传动系最大传动比的选择3091153固定速比齿轮传动系的传动比选择31011.6动力源参数匹配与系统构型分析….311ll6.1双动力源之间的基本能量分配策略31111.6.2‘FC- B DC/DC(功率混合型)”构型的能量分氈策略……31211.6.3‘ FC DC/DO+B(能量混合型)”构聖的能量分配策略.3151.64燃料电池系统的特性参数31611.6.5蓄电池系统的参薮选择…3171L.7国外燃料电池汽车的研究进展318117.1美国通用汽车公司.31911.7.2美国福特汽车公司1t“322117.3加拿大巴拉德动力系统32311.7.4戴姆勒一奔驰汽车公司…323117.5日本丰田汽车公司.327117.6日木本出汽车公司…第12章整车控制与系统仿真.33412.I整车控制系统及其功能分析21.1控制对象12.1.3整车控制器功能3712.2整车控制器开发…338122.1开发模式12.2.2硬件在环开发系统34012.2.3仿真模型12.24快速控制器原型..35212.3能量管理策唅及其优化12.3.1混联式混合动力系统5512.32燃料电池串联式系统3512.4整车通信系统13621241CAN总线及其应用36312.42 TTCAN协议及通信实吋性分析.3661243 Flexray.总线及其应用12.5整车容错控制系统137512.5.1容错单元及容错控制系统∴.37612.5.2容错的CAN通信系统379第13章充电装置与氢系统基础设施38413.1充电装置与电动汽车….38413.1.1充电装置与电动汽车及电池系统的安全性384132电动汽车充电装置的分类…388133电动汽车充电技术和充电装置研究的进展392134电动汽车充电站的构架方案….39913.5电动汽车充电装置的展望405日录13.6燃料电池汽车和氢能…..40713.6.1燃料电池和氢能……40713.62氢的基本性质407137氢的制取……408137.1电解水制氢.41013.72天然气蒸汽重整制氢…411137.3来自焦化厂、氯碱工厂或石油精炼厂的副产品氢4121374集中与分布制氢的氢成本比较41213.8加氢站构成与系统方案…41313.8.1加氢站组成413382加氢站系统类型…41513.83加氢机………41513.84加氢站建设成本41613.8.5全球主要燃料电池大客车示范项目的加氢站…...141813.9氢安全第14章标准与法规…….42914.1我国电动汽车标准法规的现状429142国外电动车辆标准化组织及所制定的标准简介142.1国际标准化组织(ISO)∴43214.22国际电工委员会(IEC)434142.3欧洲标准化技术委员会/驱动道路车辆技术委员会( CEN/TC30)42.4联合国世界车辆法规协调论坛(UNWP29).142.5美国汽车工程师学会( Socicty of Automotive Enginccrs-SAE)437142.6美国电动运输协会标准(ETA)4381427日本电动车辆协会(JEVA)…438第1章概述第1章概述11汽车百年回顾许多国家都申明自己是第一个制造汽油机汽车的国家,对此尽管仍有争论,但是一个多世纪之前,德国人卡尔·奔驰( Karl ben)在1886年制造的机动三轮车(见图1-1)比较符合近代汽车的特征,该车采用四冲程单缸水平布置水冷汽油发动机,卡尔·奔驰根据当时流行的机动三轮,在座位后面开发了一个车架,通过它,将排量为984毫升,、0.9马力(400r/min)的汽油机置于后轴之上,采用皮带与链传动来驱动后轮,最高车速为15km/h同时,这辆车是第一个装有差速器的车。另外,车辆转向是用连接在齿轮齿条上的一根操纵杆,控制单前轮转动米实现的(见图1-2)图1-1卡尔·奔驰发明的第一辆汽车图1-2卡尔·奔驰第一辆汽车的转向系统谈到汽车工业不能不提到美国福特汽车公司创始人亨利·福特( Henry Ford),1863年亨利·福特生于美国迪尔伯恩市( Dearborn)附近的一个农场。1896年亨利·福特在底特律( Detroit)家中的棚屋內,完成了他的第一部4轮汽车,并于深夜试车成功。第1章概述1903年福特汽车公司正式成立,并卖出福特汽车公司第一部汽车一A型车。1908年福特推岀T型车,见图1-3,这是一款大众能担负得起的车型,并最早开始大量生产。世界汽车工业革命就此开始。图1一3亨利福特的T型车T型车采用直列四缸水冷汽油机,排量为2896c.c,功率在1600rmin时为20马力,它有两个前进档和一个倒档,所采用的行星式传动系统与发动机连接成一个整体的结构(见图1-4)是福特公司的专利。图1-5为不带车身的T型车底盘。和 Fwan and bats e Chary Cld HudCrnk HEadlaWan Temm通F息eiFrom the Collections of Henry Ford Museum greenfield village图1-4T型车所采用的行星式传动系统1913年,福特汽车公司又开发出了世界上第一条汽车装配流水线(见图1-6)。据统计,在福特的汽车制造厂内,移民工人们来自世界各地,共使用30多种语言,根本谈不上沟通与协作。但是,这一创举加上零件互换性技术的采用,在管理者和工程师的安排下,使得大批量、低成木生产汽车成为可能,并创造了可观的利润。1914年1月5日,福特公司宣布向工人支付8小时5美元的工资,这是当吋9小时工作制工资的两倍,使美国工人的生活发生了巨大的变化。到了1915年第100万辆福特T型车下线。第1章概述图1-5不带车身的T型车底盘图1-6福特汽车公司开发的世界上第一条汽车装流水线1927年亨利·福特和艾德塞尔·福特亲自将第1,500万辆T型车开下装配线,正式结東了T型车的生产。T型车全球总产量为15,458,781辆,T型汽车问世和流水线大规模生产,使汽车的价格直线下降。到了1918年,福特汽车公司的汽车产量已占到美国汽车产量的一半,福特T型汽车的售价也降到260美元一辆,本厂工人两个月的工资就能买得起,从而把汽车从富人的玩物变成了大众也能享用的个人交通工具。汽车的大规模生产和普及引发了社会生产和生活方式的变革,创造了无数的就业机会。汽车工业还和钢铁工业、机槭工业中的机床工业、合成材料工业、轮胎制造业、城市建设、公路工程、石油化工、高科技应用、金融、保险、服务业等相关,这一产业群的规模,大约相当于汽车工业本身的253倍。汽车工业的发展极大地促进了社会经济的发展。在不到100年的时间里,汽车已成为人们生活中不可缺少的部分,它无形中缩短了社会整体的空间和时间距离,扩大了人们的生活领地范围,加快了人们的生活节奏一白多年来汽车的结构不断得到改进,性能不断提高,保有量在不断增加。现在世界汽车保有量达7.5亿辆,其中美国2亿多辆、日本7000万辆、欧洲2亿多辆。中国汽车的保有量处在快速増长阶段,轿车已开始进入家庭。中国汽车保有量从1978年不足百万第1章概述辆,到2001年已达1610万辆,以年均13.5%的速度增长,截至2006年底,中国私人汽车保有量接近2200万辆,日前中国汽车保有量每千人不到30辆,与世界平均每千人120辆相差甚远,中国汽车市场发展潜力巨人。美国布什政府前能源部长亚伯拉罕指出:据能源信息部门佔计,未来25年到35年内全球石油消耗将增加两倍。需求的增加将恶化我们今天已非常熟悉的一个问题,即依靠不均衡地分布在世界上的单一能源,将会引发能源安全和国家安全问题汽夲数量的增加不可避免地带米交通阻塞、道路拥挤、空气污染、能源緊张等一系列世界性问题。人类已进入二十世纪,在新世纪里我们将使用什么样的汽车?在世界各地的汽车展览会上,人们从展会上推出的各种各样概念车上寻找答案。2002年初,通用汽车公司在底特律北美国际汽车展上首次透露在考虑的称之为Hy-Wire的概念车(意思是指用“氡和导线”来动和驾驶的汽车,H代表氢,Wire代表传输控制信号的导线),八个月后,2002年9月26日在巴黎汽车展上,一辆可开动的Hy-Wir概念车向公众亮相,这是一辆将氢燃料电池和控制信号导线传输技术结合在一起的革命性设计的概念车。它还有一个名字AUTO-nomy'。通用公司展示的革命性设计,很可能就是我们未来使用的汽车。图1-7给出该车设计的大致概念图1-7AUTO-nomy的底盘和车身结构示意图这辆车分为车身和底盘两大部分,底盘设计类似“四轮滑板”,车身头部没有发动机舱,因为它没有传统的内燃札,而是采用燃料电池作为动力源,车身与底盘之间没有任何机槭杆件和液压管路连接。上部车身内没有油门、离合器、制动器等踏板,也没有传统的方向盘,只有一个看上去像飞机上的驾驶部件。开车人驾驶车辆的所有动作均被转变为数字式电信号,然后通过导线传入“四轮滑板”上的控制部件,实现对车辆的转向、制动、加速等各和驾驶动作。开这和车就像开飞机一样。驾驶员轻轻操作符合人体工程学设计的“手把”可使车辆加速、行进、制动、停车和转向。