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内容简介

为了有效达到节能和环保的目的，世界车辆技术的发展正向着燃料脱碳化、能源多元化、动力电动化的方向积极推进。本书详细介绍了电动汽车的发展历史和现阶段的研发技术，并对电动汽车的理论基础、能源系统、电机驱动系统、混合动力驱动系统、电气系统、电动化部件、基础设施，以及技术发展前景等进行了完善的分析。

本书语言简练朴实，对普及电动汽车的基础知识具有极大的帮助，也可作为相关研究人员的参考书。

前言

世界上第一辆电动汽车诞生于1881年，比燃油汽车还要早5年，但是当时电动汽车的续驶里程太短，充电时间太长，同时内燃机技术趋于完善，一次加油能持续行驶400-500km，燃油价格便宜，因此电动汽车逐渐被燃油汽车淘汰了。汽车的发展极大地改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量，同时汽车工业的发展给人们造就了大量的就业机会，带来了财富，促进了经济的发展，汽车技术的进步也极大地促进了机械、电子、化工等相关科学技术的进步。可以说，汽车的出现改变了整个世界的面貌。

然而汽车的发展在给人类带来巨大利益的同时也在面对能源、环境与气候问题的挑战。汽车技术在促进科技进步的同时科技的进步也在极大地促进汽车技术的进步。现有的汽车技术已经使内燃机汽车在节能与排放方面取得了重大的进展，但是世界汽车的保有量在急剧地增加，2007年全世界汽车保有量约9.2亿辆，预计到2015年全球汽车保有量将达到11.2亿辆，因此燃油汽车每年消耗的能源和排放的污染物的数量也在逐年递增。面对日益严峻的能源、环境和气候问题，世界各国的政府、学术界和工业界都将目光投向了环保与节能的电动汽车，并且都在加大对电动汽车开发的投入力度，加速电动汽车的商品化步伐。

能源、环境与气候问题在我国表现得尤为突出。2009年，我国汽车产销量分别为1379.1万辆和1364.5万辆，首次成为世界汽车产销第一大国。我国汽车保有量在2009年达到7619万辆，与2008年相比增长17.81%，预计到2015年我国汽车保有量将超过1亿辆，2020年会达到2亿辆左右。2009年，我国石油消耗量达3.93亿t，成为世界第二大石油消费国。同年国内原油产量为189亿t，石油进口量2.04亿t，对外依存度达到52%0按目前发展趋势，我国2020年车用燃油消费量将超过3亿t，石油对外依存度超过70%。我国近60%的石油消费在交通领域，大约1/3的石油消费在汽车领域。在汽车保有量持续快速增长情况下，汽车排放污染对我国大气质量特别是大城市大气质量形成了严重威胁。我国城市的空气污染已由"烟囱"型转变为"尾气'型，汽车有害排放已经成为大中城市空气污染的重要来源。我国政府于2009年1月26日向世界宣布了到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的目标，并提出了相应的政策措施和行动，我国氧化碳减排的国际压力非常巨大。公路交通领域由于消耗了大量的化石能源，因此氧化碳排放量逐年增加。我国2007年发布的《中国应对气候变化国家方案》把交通领域列为应对气候变化的重点领域。氧化碳排放问题无疑成为我国汽车工业发展所面临的又一巨大挑战。

相对于世界汽车工业来说，我国汽车工业还十分年轻，大规模发展轿车工业才不过20年，汽车技术尤其是动力系统技术水平与世界先进水平差距巨大。而我国在电动汽车领域的技术差距较小，三大挑战在给我国汽车工业发展带来困难的同时，也给我国汽车工业提供了缩小与世界发达国家水平距离的千载难逢的机遇。因此，大力培育与发展电动汽车产业是我国汽车工业可持续发展的战略选择。

在电动汽车产业的发展过程中，电动汽车技术的普及与推广也非常重要，为此，我们编写了本书，希望能够对我国电动汽车产业的发展尽微薄之力。本书用通俗的语言，全面介绍了电动汽车的发展历史、关键技术以及未来展望，我们希望能够通过本书让公众对电动汽车技术有一个初步的、全面的了解，从而促进电动汽车的推广应用让电动汽车能够更快进入寻常百姓家。

编者

图书在版编目（CIP）数据

书名：电动汽车技术基础丛书：节能减排技术丛书.新能源汽车研究与开发系列

作者：王文伟,毕荣华编著

出版社：机械工业出版社

出版时间：2010年11月第1版第1次印刷

标准书号：ISBN 978-7-111-32006-7

定价：25.00元

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前言

第1章绪论1

1-1能源、环境与汽车1

1-1-1汽车工业的发展1

1-1-2汽车工业发展面临的挑战——能源2

1-1-3汽车工业发展面临的挑战——环境2

1-1-4汽车工业发展面临的挑战——气候变化3

1-1-5我国汽车工业发展因三大挑战而面临困难3

1-2什么是电动汽车3

1-2-1纯电动汽车4

1-2-2混合动力电动汽车4

1-2-3燃料电池电动汽车5

1-3电动汽车的特点6

1-4世界各国最近制定的电动汽车发展战略9

1-4-1美国9

1-4-2日本10

1-4-3欧盟10

1-5我国发展电动汽车的优势11

1-5-1我国发展电动汽车的政策优势11

1-5-2我国发展电动汽车的技术优势12

1-5-3我国发展电动汽车的资源优势12

1-5-4我国发展电动汽车的市场优势13

第2章电动汽车的发展历史与现状14

2-1纯电动汽车的发展历史与现状14

2-2混合动力电动汽车的发展历史与现状17

2-3燃料电池电动汽车的发展历史与现状19

2-4我国电动汽车的发展现状21

2-5目前典型电动汽车介绍22

2-5-1日产纯电动汽车Leaf22

2-5-2丰田混合动力汽车Prius24

2-5-3通用Plug?in混合动力电动汽车Volt26

2-5-4奔驰燃料电池电动汽车B级F?Cell27

第3章电动汽车的理论基础29

3-1电动汽车的基本结构29

3-2电动汽车的行驶性能33

3-2-1电动汽车的动力性33

3-2-2电动汽车的续驶里程42

电动汽车技术基础目录第4章电动汽车的能源系统46

4-1动力电池46

4-1-1电动汽车对动力电池性能的要求47

4-1-2动力电池的关键技术50

4-1-3铅酸（Lead?Acid）动力电池53

4-1-4镍氢（Ni?MH）动力电池55

4-1-5锂离子（Li?Ion）动力电池58

4-2燃料电池62

4-2-1质子交换膜燃料电池结构与原理64

4-2-2质子交换膜燃料电池系统66

4-2-3质子交换膜燃料电池性能及其影响因素68

4-3可用于电动汽车的其它能量源69

4-3-1超级电容69

4-3-2超高速飞轮70

4-4混合能源系统72

4-4-1动力电池+超级电容构成的混合能源系统72

4-4-2动力电池+燃料电池构成的混合能源系统72

第5章电动汽车的电机驱动系统74

5-1电机驱动系统的基本特性74

5-2直流电机驱动系统76

5-2-1直流电机的基本结构与工作原理77

5-2-2直流电机的种类及其基本性能77

5-2-3直流电机的控制系统79

5-3交流感应电机驱动系统81

5-3-1交流感应电机结构与工作原理81

5-3-2交流感应电机控制系统82

5-4交流永磁电机驱动系统88

5-4-1概述88

5-4-2永磁同步电机驱动系统93

5-4-3永磁无刷直流电机驱动系统94

5-5开关磁阻电机驱动系统96

5-5-1开关磁阻电机结构和工作原理96

5-5-2开关磁阻电机控制系统100

5-6电机驱动系统发展现状与趋势103

5-7电机驱动系统实例105

第6章混合动力驱动系统106

6-1混合动力驱动系统的分类106

6-2串联式混合动力驱动系统108

6-3并联式混合动力驱动系统110

6-4混联式混合动力驱动系统112

6-5插电式（Plug?in）混合动力驱动系统113

6-6典型混合动力驱动系统实例114

6-6-1通用轻度混合动力驱动系统BAS114

6-6-2本田并联混合动力驱动系统IMA115

6-6-3日产双离合器并联混合动力驱动系统120

6-6-4丰田混联式混合动力驱动系统HSD121

6-6-5通用、戴姆勒与宝马联合开发的双模混合动力驱动系统127

6-6-6通用Plug?in混合动力驱动系统E?flex129

第7章电动汽车的电气系统131

7-1电动汽车电气系统的组成131

7-2电动汽车整车网络化控制系统132

7-3电动汽车总线通信系统133

7-3-1CAN总线134

7-3-2LIN总线136

7-3-3TTCAN总线137

7-3-4FlexRay总线138

7-4功率变换器138

7-4-1降压功率变换器139

7-4-2升压功率变换器140

7-4-3双向功率变换器142

7-5电气系统的电磁兼容性142

7-5-1电动汽车电磁环境分析144

7-5-2抑制电磁干扰的技术措施145

7-6高压电气系统的安全性147

7-7电动汽车电气系统实例——北京奥运用纯电动客车电气系统148

7-7-1高低压电气系统148

7-7-2整车网络化控制系统149

第8章电动汽车电动化部件151

8-1电动助力转向系统151

8-2线控转向系统155

8-3线控制动系统157

8-4电动空调系统158

第9章电动汽车的基础设施162

9-1电动汽车充电基础设施162

9-1-1电动汽车充电机166

9-1-2地面充电机的功能模块167

9-1-3家用充电设施168

9-1-4公共充电设施169

9-1-5电动汽车的充电接口171

9-2充电站实例——北京公交电动汽车电池更换站174

9-3燃料电池汽车加氢站177

9-3-1氢和氢的制取与储存177

9-3-2燃料电池汽车加氢站179

9-3-3北京燃料电池汽车加氢站180

第10章电动汽车前瞻性技术畅想182

10-1线控技术（X?by?Wire）与电动轮的全面应用182

10-2电动汽车成为智能电网的一部分185

10-3电动汽车成为物联网的重要组成部分——车联网187

后记189

参考文献190