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现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车 基本原理、理论和设计PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：（美）爱塞尼（Mehrdad Ehsani）等着；倪光正，倪培宏，熊素铭译
• 出 版 社：北京：机械工业出版社
• 出版年份：2008
• ISBN：9787111244059
• 页数：350 页

图书介绍：本书论述了传统的内燃机汽车，电动汽车，混合动力电动汽车等。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：赛欧轿车使用智囊下一篇：路基路面工程 《现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车 基本原理、理论和设计》目录 标签：电动汽车 电动 汽车 燃料 混合

第1章 环境影响与现代交通运输的历史1

1.1大气污染1

氧化氮化合物1

一氧化碳2

未完全燃烧的碳氢化合物2

其他的污染物质2

1.2全球变暖3

1.3石油资源5

1.4引发的代价7

1.5应对将来石油供应的各种交通运输发展策略的重要性8

1.6电动汽车的历史11

1.7混合动力电动汽车的历史13

1.8燃料电池车的历史15

参考文献16

第2章 车辆的基本原理18

2.1车辆运动的一般描述18

2.2车辆的阻力19

滚动阻力19

空气阻力21

爬坡阻力22

2.3动力学方程23

2.4轮胎与地面间的附着力和最大牵引力25

2.5动力系的牵引力和车速26

2.6车辆动力装置和传动装置特性28

动力装置特性28

2.6.2传动装置特性31

手动齿轮传动装置31

流体动力传动装置32

连续变速传动装置37

2.7车辆性能37

最高车速37

爬坡能力39

加速性能39

2.8运行燃油的经济性41

内燃机的燃油经济性能41

车辆燃油经济性的计算42

改进车辆燃油经济性的基本技术45

2.9制动性能46

制动力46

前后轮轴上的制动力分布47

参考文献51

第3章 内燃机52

3.1四冲程火花点火内燃机52

3.1.1工作原理52

3.1.2运行参数54

发动机额定值54

每一循环的指示功和平均有效压力54

机械效率56

比油耗和效率56

排放率57

燃油／空气和空气／燃油之比值57

容积效率58

3.1.3运行与性能参数之间的关系59

3.1.4发动机运行特性59

发动机性能参数59

指示功率和有效功率与扭矩60

油耗特性61

3.1.5影响火花点火发动机性能、效率和排放特性的运行变量63

点火定时63

燃油／空气的当量比63

3.1.6排放控制66

3.1.7改善性能、效率和排放特性的基本技术67

3.2四冲程压燃式内燃机69

3.3二冲程发动机70

3.4汪格尔转子式发动机73

3.5斯特林发动机75

3.6燃气轮机发动机80

3.7拟等温布雷托循环发动机82

参考文献83

第4章 电动汽车84

4.1电动汽车的结构84

4.2电动汽车的性能87

牵引电动机的特性87

牵引力和传动装置要求88

车辆性能90

4.3正常行驶工况下的牵引力93

4.4能量消耗97

参考文献99

第5章 混合动力电动汽车100

5.1混合动力电驱动系的概念100

5.2混合动力电驱动系的构造103

5.2.1串联式混合动力电驱动系103

5.2.2并联式混合动力电驱动系105

转矩耦合的并联式混合动力电驱动系105

转速耦合的并联式混合动力电驱动系111

转矩耦合与转速耦合的并联式混合动力电驱动系113

参考文献116

第6章 电驱动系统118

6.1直流电动机驱动120

工作原理及其性能121

组合的电枢电压与励磁控制124

6.1.3直流电动机的斩波控制124

6.1.4斩波馈电直流电动机的多象限控制128

6.1.4.1正转和正转再生制动的两象限控制128

6.1.4.1.1含换向开关的单个斩波器128

6.1.4.1.2 C型两象限斩波器129

6.1.4.2四象限运行131

6.2感应电动机驱动131

6.2.1感应电动机的基本工作原理132

6.2.2稳态性能134

6.2.3恒压频比控制136

6.2.4电力电子控制138

6.2.5磁场定向控制140

6.2.5.1磁场定向原理140

6.2.5.2控制147

6.2.5.3直接转子磁通定向法148

6.2.5.4间接转子磁通定向法151

6.2.6应用于磁场定向控制的电压源逆变器152

6.2.6.1电压源逆变器中的电压控制154

6.2.6.2电压源逆变器中的电流控制156

6.3永磁无刷直流电动机驱动159

6.3.1永磁无刷直流电动机驱动的基本原理161

6.3.2永磁无刷直流电动机的结构和分类161

6.3.3永磁体材料性能164

6.3.3.1铝镍钴165

6.3.3.2铁氧体165

6.3.3.3稀土永磁体165

6.3.4永磁无刷直流电动机的性能分析和控制165

6.34.1性能分析166

6.3.4.2永磁无刷直流电动机驱动的控制167

6.3.5扩展转速技术169

6.3.6无检测器技术169

6.3.6.1应用检测量和数学的方法170

6.3.6.2使用观测器的方法170

6.3.6.3使用反电动势感测的方法170

6.3.6.4独特的无检测器技术171

6.4开关磁阻电动机驱动172

6.4.1基本磁结构173

6.4.2转矩生成176

6.4.3开关磁阻电动机驱动变换器178

6.4.4运行模式180

6.4.5发电运行（再生制动）模式181

6.4.6无检测器控制184

6.4.6.1基于相磁链的方法184

6.4.6.2基于相电感的方法185

6.4.6.2.1基于相电感的无检测器控制185

6.4.6.2.2基于相增量电感的无检测器控制185

6.4.6.3调制信号注入法186

6.4.6.3.1频率调制方法186

6.4.6.3.2幅度调制和相位调制方法186

6.4.6.3.3基于诊断脉冲的方法187

6.4.6.4基于互感电压的方法187

6.4.6.5基于观测器的方法188

6.4.7开关磁阻电动机驱动的自校正技术188

6.4.7.1应用算术方法的自校正188

6.4.7.1.1具有平衡电感模式的最优化189

6.4.7.1.2参数变化下的最优化189

6.4.7.2应用人工神经网络的自校正190

6.4.8开关磁阻电动机的振动与噪声192

6.4.9开关磁阻电动机设计193

6.4.9.1定、转子极数193

6.4.9.2定子外径194

6.4.9.3转子外径194

6.4.9.4气隙195

6.4.9.5定子极弧195

6.4.9.6定子铁心底座195

6.4.9.7性能预测195

参考文献196

第7章 串联式混合动力电驱动系的设计202

7.1运行模式203

7.2控制策略204

7.2.1峰值电源最大荷电状态的控制策略204

7.2.2恒温控制策略（发动机开／关控制）206

7.3主要部件的分类定位207

7.3.1牵引电动机额定功率值的设计207

7.3.2发动机／发电机组额定功率值的设计209

7.3.3峰值电源设计211

7.3.3.1峰值电源的功率容量211

7.3.3.2峰值电源的能量容量211

7.4设计实例212

7.4.1牵引电动机量值的设计212

7.4.2齿轮传动比的设计213

7.4.3加速性能的检验213

7.4.4爬坡能力的检验213

7.4.5发动机／发电机组量值的设计214

7.4.6峰值电源功率容量的设计215

7.4.7峰值电源能量容量的设计216

7.4.8耗油量216

参考文献218

第8章 并联式混合动力电驱动系的设计219

8.1并联式混合动力电驱动系的控制策略220

8.1.1峰值电源最大荷电状态的控制策略221

8.1.2发动机开／关的控制策略223

8.2电驱动系参数的设计224

8.2.1发动机功率容量设计225

8.2.2电动机功率容量设计227

8.2.3传动装置设计230

8.2.4能量存储设计231

8.3仿真233

参考文献234

第9章 轻度混合动力电驱动系的设计235

9.1制动和传动装置中消耗的能量235

9.2并联式轻度混合动力电驱动系237

9.2.1结构237

9.2.2运行模式和控制策略237

9.2.3驱动系设计239

9.2.4性能243

9.3串、并联式轻度混合动力电驱动系246

9.3.1含行星齿轮构件的驱动系结构246

9.3.2运行模式和控制248

9.3.2.1转速耦合的运行模式248

9.3.2.2转矩耦合的运行模式249

9.3.2.3单发动机牵引模式250

9.3.2.4再生制动模式250

9.3.2.5发动机起动251

9.3.3控制策略251

9.3.4配置浮动定子电动机的驱动系252

参考文献253

第10章 能量存储255

10.1电化学蓄电池组255

10.1.1电化学反应257

10.1.2热力学电压258

10.1.3比能量259

10.1.4比功率261

10.1.5能量效率263

10.1.6蓄电池技术263

10.1.6.1铅酸蓄电池263

10.1.6.2镍基蓄电池264

10.1.6.2.1镍／铁系统264

10.1.6.2.2镍／镉系统265

10.1.6.2.3镍／金属氢化物（Ni-MH）蓄电池265

10.1.6.3锂基蓄电池266

10.1.6.3.1锂聚合物（Li-P）蓄电池266

10.1.6.3.2锂离子（Li-Ion）蓄电池267

10.2超级电容器267

10.2.1超级电容器特性268

10.2.2超级电容器的基本原理268

10.2.3超级电容器性能269

10.2.4超级电容器的应用技术273

10.3超高速飞轮274

10.3.1飞轮的工作原理274

10.3.2飞轮系统的功率容量276

10.3.3飞轮的应用技术278

10.4混合的能量存储装置280

参考文献283

第11章 再生制动的基本原理284

11.1制动中的能量损耗284

11.2前后轮上的制动功率和能量286

11.3电动汽车和混合动力电动汽车的制动系统288

11.3.1串联制动一最佳感觉288

11.3.2串联制动一最佳的能量回收289

11.3.3并联制动291

11.4防抱死制动系统（ABS）292

参考文献294

第12章 燃料电池车295

12.1燃料电池的工作原理295

12.2电极电位、电流-电压曲线298

12.3燃料和氧化剂的消耗301

12.4燃料电池系统特性302

12.5燃料电池技术303

12.5.1质子交换膜燃料电池304

12.5.2碱性燃料电池305

12.5.3磷酸燃料电池306

12.5.4熔融碳酸盐燃料电池308

12.5.5固态氧化物燃料电池308

12.5.6直接甲醇燃料电池309

12.6燃料供应310

12.6.1储氢310

12.6.1.1压缩氢310

12.6.1.2低温液氢312

12.6.1.3金属氢化物312

12.6.2制氢314

12.6.2.1水蒸汽重整314

12.6.2.2部分氧化重整315

12.6.2.3自动供热重整315

12.6.3氢的载体一氨316

12.7无氢燃料电池316

参考文献317

第13章 燃料电池混合动力电驱动系设计319

13.1结构319

13.2控制策略320

13.3参数设计322

13.3.1电动机功率设计322

13.3.2燃料电池系统的功率设计323

13.3.3峰值电源的功率和能量容量设计324

13.3.3.1峰值电源的功率容量324

13.3.3.2峰值电源的能量容量324

13.4设计实例325

参考文献327

索引（中英文对照）328

汉语拼音音节索引328

英语缩写字索引348

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摘要：本文深入探讨了现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车的基本原理、理论和设计，通过详细分析相关电子书《现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车基本原理、理论和设计.pdf》的内容，为读者提供了全面的技术解读和发展趋势预测。

1、电动汽车原理

电动汽车（EV）是利用电池作为能量储存装置，通过电动机驱动车轮行驶的汽车。其基本原理包括电池技术、电机驱动、能量管理和控制系统。电池技术是电动汽车的核心，决定了其续航里程和充电时间。电机驱动系统负责将电能转换为机械能，驱动车轮转动。能量管理系统负责监控电池状态，优化能量使用，延长电池寿命。控制系统则负责协调各个系统的工作，确保电动汽车的安全、稳定运行。

电动汽车的电池技术主要包括锂离子电池、镍氢电池等。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和良好的环境适应性，是目前电动汽车的主流电池。镍氢电池则具有较好的安全性和成本优势，适用于一些特定场景的电动汽车。

电机驱动系统是电动汽车的关键部件，其性能直接影响车辆的加速性能和最高车速。目前，电动汽车常用的电机驱动系统有交流异步电机、永磁同步电机和感应电机等。其中，永磁同步电机具有高效、高功率密度和良好的动态响应特性，是电动汽车电机驱动系统的首选。

2、混合动力电动汽车原理

混合动力电动汽车（HEV）结合了内燃机和电动机两种驱动方式，具有更高的燃油效率和更低的排放。其基本原理包括内燃机、电动机、电池和能量管理系统。内燃机负责在高速行驶时提供动力，电动机则在低速行驶时提供辅助动力，电池则储存能量，为电动机提供电能。

混合动力电动汽车的电池技术主要包括镍氢电池和锂离子电池。镍氢电池具有较好的安全性和成本优势，但能量密度较低。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和良好的环境适应性，是混合动力电动汽车的主流电池。

混合动力电动汽车的能量管理系统负责协调内燃机和电动机的工作，优化能量使用，提高燃油效率和降低排放。目前，混合动力电动汽车的能量管理系统主要有两种类型：串联式和并联式。串联式混合动力电动汽车的内燃机和电动机分别驱动车轮，电池则连接在内燃机和电动机之间。并联式混合动力电动汽车的内燃机和电动机共同驱动车轮，电池则连接在内燃机和电动机之间。

3、燃料电池车原理

燃料电池车（FCEV）利用氢气和氧气在燃料电池中发生化学反应产生电能，驱动电动机驱动车轮行驶。其基本原理包括氢燃料电池、储氢系统、电动机和控制系统。氢燃料电池是将氢气和氧气在催化剂的作用下发生化学反应，产生电能和水的装置。储氢系统负责储存氢气，为燃料电池提供氢源。电动机和控制系统负责将电能转换为机械能，驱动车轮行驶。

燃料电池车的主要优点是零排放、高能量密度和长续航里程。然而，燃料电池车的成本较高，氢气加注设施不足，限制了其推广应用。

氢燃料电池技术主要包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。PEMFC具有高效、轻便和快速启动等优点，是目前燃料电池车的主流技术。SOFC具有高效率和长寿命等优点，但成本较高，目前主要用于大型燃料电池系统。

4、电子书内容概述

《现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车基本原理、理论和设计.pdf》电子书详细介绍了电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车的基本原理、理论和设计。书中首先介绍了电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车的发展背景、技术特点和市场需求，然后分别从电池技术、电机驱动、能量管理和控制系统等方面对这三种车型进行了深入剖析。

书中还介绍了电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车的关键技术和应用案例，为读者提供了丰富的技术参考。此外，书中还探讨了这三种车型的未来发展趋势，为读者提供了有益的启示。

总结：

本文对现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车的基本原理、理论和设计进行了详细阐述，通过分析相关电子书《现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车基本原理、理论和设计.pdf》的内容，为读者提供了全面的技术解读和发展趋势预测。这三种车型在未来的汽车市场中具有广阔的应用前景，有望推动汽车产业的绿色、可持续发展。

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