電驅動系統:混動純電動與燃料電池汽車的能量系統功率電子和傳動 電動汽車整車設計研發技術汽車先進技術新能源汽車關鍵技術書籍

電驅動系統——混動、純電動與燃料電池汽車的能量系統、功率電子和傳動

作 者： [愛爾蘭]約翰.G.海斯（John G.Hayes）等

定 價：199.00元

ISBN 號：9787111672906

出 版 社：機械工業出版社

內容簡介

這本由四個部分組成的實用指南全面介紹了電池、混合動力和燃料電池電動汽車系統以及相關的能源、電力電子設備、機器和驅動器。第1部分從電動汽車和相關環境影響的歷史概述開始，這些影響推動了電動動力系統的發展。然后介紹了機電推進的車輛要求。對純電動汽車、燃料電池電動汽車以及傳統和混合動力電動汽車在車輛推進方面進行了描述、對比和比較。第2部分對電力傳動系曳引機進行了深入的分析，特別關注感應電機以及面置式和內置式永磁交流電機。有刷直流電機因為它易于操作和理解，以及它的歷史地位，從而作為美國宇航局火星漫游者的曳引機。第3部分介紹了推進、充電、附件和輔助電力電子變換器的理論和應用，主要介紹隔離和非隔離DC-DC變換器、牽引逆變器和電池充電。第4部分介紹了入門和應用電磁學，這是整本書的基礎。本書適合電動汽車整車及供應商技術人員閱讀使用。

目錄

前言

第1部分車輛與能量源

第1章電動性和環境3

11電機動力總成簡史4

111第一部分——電動汽車

誕生4

112第二部分——電機動力總成

的復蘇4

113第三部分——電機動力總成

最終成功6

12能源推進和排放9

121燃料碳排放10

122溫室氣體和污染物11

13法規的出現13

131監管注意事項和排放

趨勢15

132大型貨車法規16

14EPA行駛工況17

15BEV燃油消耗、續駛里程和等效

燃油經濟性21

16傳統動力總成和電機動力總成碳

排放22

161油井-車輪和搖籃-墳墓

排放25

162輸電網絡產生的排放25

17傳統汽車、電動汽車、混合動力汽

車和燃料電池汽車電力系統

概論26

171傳統內燃機汽車26

172純電動汽車27

173混合動力汽車28

174燃料電池汽車30

175傳統汽車、電動汽車、混合

動力汽車和燃料電池汽車

效率對比30

176傳統汽車、電動汽車、混合

動力汽車和燃料電池汽車

案例研究對比31

18汽車和其他交通運輸技術

對比32

參考文獻33

擴展閱讀34

問題34

作業35

第2章車輛動力學36

21車輛載荷36

211基礎動力、能量和速度之間

的關系37

212空氣動力阻力37

213滾動阻力40

214根據EPA滑行試驗的車輛

道路-載荷系數41

215恒速下純電動汽車的續駛

里程44

216最大爬坡度45

22車輛加速47

221車輛制動能量回收48

222牽引電機特征48

223車輛加速度50

23簡化行駛工況車輛對比53

參考文獻55

擴展閱讀55

問題55

MATLAB代碼示例56

作業：BEV模型59

目錄●●●●●●●●●●電驅動系統——混動、純電動與燃料電池汽車的能量系統、功率電子和傳動第3章電池61

31電池介紹61

311電池類型和電池組61

312電池基本原理64

313基礎電化學66

314電池能量儲存單位68

315放電率69

316電池參數和比較70

32生命周期和規格考慮事項72

321電池選型案例75

322電池組放電曲線和壽命77

33電池充電、保護和管理系統78

331電池充電78

332電池失效和保護79

333電池管理系統80

34電池模組80

341適應純電動汽車電池模型的

簡化新曲線82

342電池組電壓、電流、電阻和

效率84

343混合動力汽車電池的簡單

曲線86

344充電87

345計算給定輸出/輸入功率下的

電池/電池組電壓88

346電池單體能量和放電率89

35例：某固定齒輪速比純電動汽車

的能耗91

參考文獻94

擴展閱讀94

問題94

附錄：一種簡化的適應于純電動汽車電池

的模擬曲線96

第4章燃料電池99

41燃料電池介紹99

411燃料電池排放和上游

排放100

412氫氣的安全因素101

42基本原理102

421燃料電池模型和電池

電壓103

422燃料電池單體和燃料電池動力

系統的功率和效率105

423燃料電池特征曲線106

43燃料電池動力系統選型107

431例：燃料電池單體

選型107

432豐田Mirai108

433配套設施108

434DC-DC升壓變換器109

44燃料電池壽命109

45例：重型貨物牽引車-拖車組合

燃料電池系統選型110

46例：燃料電池汽車燃油經

濟性112

參考文獻115

問題115

作業116

第5章傳統和混合動力總成117

51混合動力汽車概述117

52制動比油耗119

53傳統發動機、串聯和串并聯混合

系統的比較123

531例：使用汽油或柴油發動機的

內燃機汽車的燃油經

濟性123

532例：串聯HEV的燃油經

濟性128

533例：串并聯混合動力汽車的

燃油經濟性130

534比較總結132

54行星齒輪作為動力分配

裝置133

5412004款豐田普銳斯動力

總成134

542例：在電驅動模式下運行的

CVT（車輛起動和

低速）135

543例：CVT在全功率模式下

運行137

544例：CVT在巡航和發電模式

下運行138

參考文獻139

問題139

作業139第2部分電機

第6章牽引電機介紹143

61驅動電機概論143

611直流電機144

612交流電機145

613牽引電機對比149

614案例研究——火星探測器

牽引電機150

62電機定義151

621四象限運行152

622額定參數152

623額定轉矩153

624額定轉速和基本轉速153

625額定功率153

626峰值轉矩153

627堵轉轉矩154

63電機特性曲線154

631恒轉矩模式154

632恒功率模式154

633最高轉速模式155

634效率譜155

64電機單元轉換因子157

參考文獻157

第7章有刷直流電機158

71直流電機結構158

72直流電機等效電路160

73直流電機電路方程161

731空載旋轉損耗163

732空載轉速163

733最大功率163

734額定條件163

74永磁直流電機功率、損耗及

效率164

75應用電力電子進行電機控制165

76正向或反轉模式下電機作為電動機

或者發電機運轉167

761例：應用永磁直流電機發電

或者制動168

762例：反轉驅動169

77磁飽和與電樞反應170

78電動汽車動力總成使用PM直流

電機171

79電動汽車動力總成使用WF直流

電機173

710案例研究——火星探測器牽引

電機177

711電機熱特性179

7111穩態溫升案例179

7112瞬態溫升案例180

參考文獻181

問題181

第8章感應電機183

81定子繞組和旋轉磁場183

811定子磁流密度185

812空間向量電流和旋轉

磁場188

82感應電機轉子電壓、電流和

轉矩191

821轉子結構191

822感應電機運轉理論192

83電機模型和穩態運轉193

831三相感應電機功率196

832三相感應電機轉矩197

833感應電機相量分析199

834當供給電流源時的電機

運轉199

84感應電機的變速運轉207

841每Hz運轉的恒定電壓208

842變速運行208

85電機測試212

851直流電阻測試213

852鎖定轉子測試213

853空載測試214

參考文獻216

擴展閱讀216

問題217

MATLAB代碼示例218

第9章面置式永磁交流電機221

91SPM電機基本運轉221

911單線圈的反電動勢221

912單相反電動勢222

92SPM電機的單相分析227

921SPM電機的單相等效電路

模型227

922SPM電機的相量分析227

923電機磁飽和234

924SPM電機轉矩-速度

特性234

925超過額定轉速的SPM電機的

高速運行235

926磁場弱化運行的電機特性240

參考文獻242

擴展閱讀242

問題242

MATLAB代碼示例243

第10章內置式永磁交流電機245

101電機結構和轉矩方程245

102d軸和q軸電感247

103內置式永磁電機測試250

1031空載旋轉測試250

1032直流轉矩測試251

104低轉速運轉和基礎理論254

1041例：額定條件下驅動255

1042單位電流最大轉矩

(MTPA)257

1043單位電壓最大轉矩（MTPV）

或單位磁通最大轉矩

(MTPF)257

105內置式電機高速運轉257

106電機dq模型259

1061恒定電流變換260

1062恒定功率變換262

參考文獻263

擴展閱讀263

問題264

作業265第3部分功率電子

第11章DC-DC變換器269

111簡介269

112電力變換的基本原則272

1121基本拓撲關系273

1122半橋降壓-升壓型雙向

變換器274

113降壓變換器274

1131CCM模式降壓變換器電壓增益

分析276

1132降壓變換器BCM運行283

1133降壓變換器DCM運行285

114升壓變換器290

1141CCM模式下升壓變換器電壓

增益分析291

1142升壓變換器BCM運行295

1143升壓變換器DCM運行297

115功率半導體300

1151功率半導體功率損耗301

1152半導體功率總損耗和

結溫304

116電力變換器無源元件305

1161電感選型305

1162電容選型306

117交錯306

參考文獻309

擴展閱讀309

問題309

作業312

附錄Ⅰ312

附錄Ⅱ：降壓-升壓變換器313

第12章隔離型DC-DC變

換器314121引言314

1211隔離型電力變換器的

優點314

1212電力變換器類型315

122正激變換器316

1221正激變換器中的CCM

電流318

1222正激變換器中的CCM

電壓322

1223變壓器選型324

123全橋變換器324

1231硬開關全橋變換器的運行

模式325

1232全橋變換器中的CCM

電流329

1233全橋變換器中的CCM

電壓334

124諧振電力變換器334

1241LCLC串聯-并聯諧振變

換器335

1242用于感應充電的理想變換器

特性335

1243基本模式分析和電流源

運行339

1244模擬342

......