电动汽车原理与构造（第2版）/普通高等教育“十三五”汽车类规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何洪文，熊瑞 等 著

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• 电子工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111591665

版次：2

商品编码：12342594

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”汽车类规划教材

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

页数：301

字数：432000

正文语种：中文

内容简介

　　《电动汽车原理与构造（第2版）/普通高等教育“十三五”汽车类规划教材》侧重于电动汽车原理的系统分析和构造的举例说明，内容涵盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车等整车，电机驱动系统、动力电池组系统、电动化辅助系统等部件以及电动汽车的基础设施和应用等各个方面。每个独立章节从功能定义、原理分析和典型构造举例三方面进行展开说明，内容新颖、图文并茂。《电动汽车原理与构造（第2版）/普通高等教育“十三五”汽车类规划教材》可作为高等院校车辆工程专业新能源汽车研究方向的专业基础课教材，也可作为车辆工程专业的专业选修课教材、研究生的参考教材以及从事新能源汽车技术研究、生产管理、技术服务等方面的工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

前言
第一章 绪论
第一节 电动汽车发展的技术背景
第二节 电动汽车的概念和种类
第三节 电动汽车的技术现状
第四节 电动汽车的发展趋势和特点

第二章 纯电动汽车
第一节 纯电动汽车的系统组成
第二节 纯电动汽车的工作原理
一、电气控制系统的工作原理
二、传动系统的结构及工作原理
三、电源系统的结构及工作原理
第三节 典型的纯电动汽车结构
一、改装式的纯电动汽车（福特公司纯电动汽车福克斯）
二、完全开发的纯电动汽车
三、未来的纯电动汽车技术

第三章 混合动力电动汽车
第一节 混合动力电动汽车的概念和类别
一、串联混合动力汽车的概念
二、并联混合动力汽车的概念
三、混联式混合动力汽车的概念
第二节 串联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
第三节 并联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
第四节 混联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
第五节 插电式混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
第六节 增程式电动汽车的系统组成和工作原理
第七节 混合动力电动汽车的关键部件
一、发动机
二、动力耦合装置
三、辅助功率单元
四、整车综合控制器
第八节 典型的混合动力汽车结构
一、串联混合动力电动汽车的结构
二、并联混合动力电动汽车的结构
三、混联混合动力电动汽车的结构
四、插电式混合动力电动汽车的结构

第四章 燃料电池电动汽车
第一节 燃料电池系统的组成和工作原理
一、燃料电池的定义和工作原理
二、燃料电池发电系统的组成和工作原理
三、汽车用燃料电池发电系统的结构和工作原理
第二节 燃料电池电动汽车的系统组成和工作原理
一、燃料电池单独驱动汽车动力系统
二、燃料电池混合动力汽车动力系统
第三节 典型的燃料电池汽车结构

第五章 电动汽车的电机驱动系统
第一节 电动汽车电机驱动系统综述
第二节 直流电机驱动系统的组成和工作原理
一、直流电机的结构
二、直流电机的工作原理
三、直流电机的四象限工作调控
第三节 交流感应电机驱动系统的组成和工作原理
一、交流感应电机的结构
二、交流感应电机的工作原理
三、交流电机的调速控制
四、逆变器
五、交流感应电机的控制系统
第四节 永磁电机驱动系统的组成和工作原理
一、永磁同步电机的结构
二、永磁同步电机的工作原理
三、永磁同步电机的数学模型及控制系统
第五节 开关磁阻电机传动系统的组成和工作原理
一、开关磁阻电机的结构
二、开关磁阻电机的工作原理
三、开关磁阻电机的数学模型及工作特性
第六节 电动汽车的再生制动
第七节 电动汽车电驱动系统关键部件介绍
一、功率器件
二、转速测量元件
第八节 电机的冷却形式
第九节 典型的电动汽车电驱动系统结构

第六章 电动汽车的车载能量源系统
第一节 电动汽车动力电池的种类及原理
一、电动汽车用动力电池分类
二、常用二次电池比较
三、铅酸电池和镍氢电池
四、锂离子电池
第二节 电动汽车动力电池的性能
一、动力电池的性能参数
二、铅酸电池的特性
三、镍氢电池的特性
四、锂离子电池的特性
第三节 电动汽车的动力电池系统
一、动力电池成组技术
二、动力电池组系统技术
三、动力电池的不一致性及改进措施
四、动力电池管理系统
五、电池管理系统的关键技术
六、电动汽车电池管理系统举例
第四节 典型的动力电池系统结构
一、丰田普锐斯电动汽车电池组系统
二、A123电池组系统
三、北京奥运用BK-EV型电动客车电池组系统
第五节 电动汽车的其他能量源
一、锌空气电池
二、太阳能电池
三、飞轮储能装置
四、超级电容器

第七章 电动汽车的电动化辅助系统
第一节 电动汽车的辅助系统概述
第二节 电动转向系统
一、电动助力转向系统的结构和原理
二、电动线控转向系统的结构和工作原理
三、电动液压助力转向系统（EHPS）的组成和工作原理
第三节 电控制动系统
一、电控制动系统的结构
二、电控制动系统的工作原理
三、典型的电控制动系统
四、电控真空助力制动系统
第四节 电动空调系统
一、热泵式空调系统结构和工作原理
二、电装电动客车一体式电动空调
第五节 电动冷却系统
一、电动冷却系统的结构
二、典型车辆的冷却系统
三、电动冷却系统中的特殊问题
第六节 辅助DC／DC变换器
一、降压变换器
二、升压变换器
三、升降压变换器
四、带隔离变压器的直流变换器

第八章 电动汽车的基础设施
第一节 电动汽车的充电站
一、电动汽车充电站建设的现状
二、电动汽车充电站的功能
三、电动汽车充电站的运行模式
四、电动汽车充电机

前言/序言

　　能源短缺、环境污染使汽车工业的可持续发展面临困境，节能减排、动力升级推动汽车技术不断创新，以电动汽车为特色的新能源汽车成为主要选择。纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车等多种形式的电动汽车技术取得明显进步，电动汽车的市场占有率正逐步提升。
　　世界各国政府制定积极的战略发展规划推动电动汽车的技术研发和规模化应用。新能源汽车被确定为我国七大战略性新兴产业之一和、“中国制造2025”确定的重点领域。
　　围绕电动汽车的技术研发、生产管理和运营服务，我国配套的技术开发人员、产业服务人员需求出现短缺，亟须培养一批掌握电动汽车原理与构造技术的人才队伍。本教材立足从电动汽车原理与结构层面的系统分析出发，配以实际的案例，满足本科生、研究生以及想从事电动汽车行业技术研发的技术人员的阅读需求。在章节体系的安排上涵盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种整车，电机驱动系统、动力电池组和电动化辅助系统三类部件，以及电动汽车基础设施和应用技术，同时补充了近几年出现的新技术，如插电式混合动力电动汽车、增程式电动汽车等。每个独立章节立足从功能定义、原理分析、典型构造举例三方面进行展开说明。同时，这样的章节安排也满足国家对电动汽车技术攻关的关键点布局规划（整车集成及电机、电控、电池三大部件）。
　　本书由北京理工大学电动车辆国家工程实验室何洪文教授、熊瑞副教授等编著，其他编写人员还有北京理工大学电动车辆国家工程实验室的施国标副教授、彭剑坤博士以及北京信息科技大学的霍为炜讲师，研究生章政、闫梅、周娜娜等在资料收集整理过程中做了大量的工作，北京理工大学车辆工程系的孙逢春教授、张承宁教授、林程教授在全书的成稿过程中给予了建设性建议和修改意见。
　　在本书完稿之际，对书中所引参考文献的作者致以衷心的感谢！

电动汽车原理与构造（第2版）/普通高等教育“十三五”汽车类规划教材 简介 引言 在新能源汽车浪潮席卷全球的今天，电动汽车以其环保、高效、智能化等诸多优势，正深刻地改变着交通出行方式，并成为未来汽车工业发展的必然趋势。作为汽车工程领域面向新时代的重要规划教材，《电动汽车原理与构造（第2版）》紧随行业发展脉搏，在深入剖析电动汽车核心技术的基础上，系统阐述了其工作原理、关键构造与最新发展动态。本书不仅是高等院校汽车类专业的权威教材，更是广大汽车工程技术人员、研发人员以及对电动汽车技术充满好奇的读者的必备参考。 第一部分：电动汽车概述与发展历程 本书的开篇，将带领读者穿越历史的河流，回溯电动汽车从蹒跚学步到如今蓬勃发展的完整轨迹。我们将探讨早期电动汽车的萌芽与兴衰，分析其技术瓶颈与市场局限。随后，我们将聚焦于近几十年来，特别是“十三五”期间，电动汽车技术实现的突破性进展。这部分内容将涵盖： 电动汽车的定义与分类： 清晰界定不同类型的电动汽车，如纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）等，并深入分析它们的结构差异、工作模式及各自的优缺点。 电动汽车的发展驱动力： 从能源安全、环境保护、技术进步、政策法规等多个维度，全面解析推动电动汽车产业快速发展的关键因素。 全球与中国电动汽车市场现状与趋势： 通过详实的数据和深入的分析，呈现全球主要汽车市场的电动汽车发展格局，以及中国在电动汽车领域的领先地位和未来发展蓝图。 电动汽车的社会经济效益： 探讨电动汽车普及对能源结构、城市交通、空气质量、就业等方面产生的深远影响。 第二部分：电动汽车核心驱动系统 作为电动汽车的心脏，驱动系统是本书重点阐述的核心内容。我们将深入剖析构成电动汽车驱动系统的各个关键部件，并详细讲解其工作原理、性能特点及技术演进。 电动机（Electric Motor）： 类型与原理： 详细介绍主流的电动机类型，包括直流电机（DC Motor）、交流异步电动机（AC Induction Motor）、永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）等，深入解析它们的电磁原理、工作过程以及各自的优劣势。 性能参数与选择： 讲解额定功率、峰值功率、转矩、效率、功率密度等关键性能指标，以及如何根据车型需求选择合适的电动机。 冷却方式与可靠性： 探讨不同冷却方式（风冷、液冷）的优缺点，以及影响电动机可靠性的关键因素。 电力电子控制器（Power Electronics Controller）： 功能与作用： 阐述电力电子控制器在电动汽车中的核心作用，包括对电机转速、转矩的精确控制，能量的合理分配，以及与其他子系统的协同工作。 主流技术： 重点介绍IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等功率器件在控制器中的应用，以及PWM（脉冲宽度调制）等控制策略。 保护与诊断： 分析控制器需要具备的过压、过流、过温等保护功能，以及故障诊断与自我修复能力。 变速器（Transmission）： 单速变速器： 讲解纯电动汽车常用的单速变速器的结构和原理，以及其在宽泛转速范围内的优势。 多速变速器： 探讨在某些特定车型上应用的多速变速器，分析其在提升效率和动力性能方面的作用。 差速器与驱动桥： 介绍差速器的工作原理，以及与驱动桥在传递动力中的配合。 第三部分：电动汽车动力电池系统 动力电池系统是电动汽车的能量来源，其性能直接决定了电动汽车的续航里程、充电速度、安全性和使用寿命。本书将对动力电池系统进行系统而深入的讲解。 锂离子电池技术： 基本原理： 详细讲解锂离子电池的电化学原理，包括正负极材料、电解液、隔膜等关键组成部分的作用。 主流正负极材料： 深入剖析目前广泛应用的锂离子电池正负极材料，如钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、三元材料（NCM/NCA）等，以及它们在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性等方面的差异。 电池单体与模组： 讲解电池单体（Cell）的结构形式（圆柱形、方形、软包），以及多个单体如何组合成电池模组（Module），再由模组构成电池包（Pack）。 电池性能指标： 阐述能量密度（Wh/kg, Wh/L）、功率密度（W/kg, W/L）、循环寿命、倍率性能、内阻等关键性能参数。 电池管理系统（Battery Management System, BMS）： 核心功能： 详细介绍BMS在电动汽车中的关键作用，包括电池状态监测（SOC、SOH）、单体电池一致性管理、温度控制、充电管理、放电管理、故障诊断与保护等。 硬件与软件架构： 讲解BMS的硬件构成（主控芯片、采样电路、通信接口等）和软件算法（SOC估算、SOH估算、均衡算法等）。 安全性的重要性： 强调BMS在保障电池安全方面不可替代的作用，防止过充、过放、短路、过温等危险情况发生。 电池热管理系统（Battery Thermal Management System, BTMS）： 必要性分析： 解释为什么电池需要有效的热管理，以及温度对电池性能、寿命和安全的影响。 冷却方式： 详细介绍不同类型的电池冷却方式，如空气冷却、液体冷却（直冷、间冷）、相变材料冷却等，并分析其优缺点。 加热方式： 介绍在寒冷环境下，电池需要加热以保证性能和充电效率的必要性，以及相应的加热技术。 集成化与智能化： 探讨BTMS的集成化设计趋势，以及与BMS的协同工作。 第四部分：电动汽车充电系统 充电是电动汽车用户日常使用中最频繁的环节，本书将全面介绍电动汽车的充电技术与系统。 充电接口与通信协议： 国际标准： 介绍不同国家和地区的主流充电接口标准，如CCS、CHAdeMO、GB/T等，以及充电接口的功能定义。 通信协议： 讲解充电过程中车辆与充电桩之间的通信协议，如CAN、PLC等，以及信息交互的重要性。 充电方式与设备： 交流慢充（AC Charging）： 介绍交流充电桩的工作原理、功率等级，以及其在家用和公共场所的应用。 直流快充（DC Charging）： 详细阐述直流充电桩的工作原理，高功率直流充电技术，以及其在提升充电速度方面的优势。 无线充电技术： 展望无线充电技术的未来发展，介绍其工作原理、效率和应用前景。 充电安全性与管理： 充电安全规范： 强调充电过程中的电气安全、通信安全，以及相关国家和行业安全标准。 智能充电与V2G： 探讨智能充电技术如何优化充电策略，以及V2G（Vehicle-to-Grid）技术在电网互动中的潜力。 第五部分：电动汽车整车控制与电子电气架构 整车控制系统是电动汽车的“大脑”，它协调驱动、制动、转向、空调等各个子系统，实现整车的平稳、高效、安全运行。 整车控制策略： 驱动与能量管理： 讲解整车控制器如何根据驾驶需求，合理分配驱动电机和电池的能量，优化续航里程。 再生制动（Regenerative Braking）： 深入分析再生制动的工作原理，以及其在回收能量、提高效率方面的作用。 滑行能量回收： 介绍滑行能量回收机制，进一步提升续航能力。 多种驾驶模式： 探讨经济模式、运动模式、舒适模式等不同驾驶模式下的控制策略。 电子电气架构： 域控制器与集中式架构： 分析现代电动汽车日益复杂的电子电气架构，以及域控制器（Domain Controller）和集中式架构的特点。 通信网络： 讲解CAN（Controller Area Network）、LIN（Local Interconnect Network）、以太网等在车载通信中的应用，以及其在高带宽、低延迟需求下的演进。 车联网与OTA： 介绍车联网技术如何实现车辆的远程诊断、信息服务，以及OTA（Over-The-Air）技术在软件升级中的重要性。 第六部分：电动汽车底盘与车身结构 虽然电动汽车的核心在于驱动系统，但其底盘和车身结构也发生了显著变化，以适应新的动力总成和安全需求。 底盘结构优化： 电池包集成： 讲解电池包如何集成到底盘中，形成“地板式”电池布局，以及其对车辆重心、空间利用率和结构强度的影响。 轻量化材料： 介绍铝合金、碳纤维复合材料等在底盘中的应用，以降低车身重量，提升续航里程。 悬架与转向系统： 分析电动汽车特有的悬架调校需求，以及电子助力转向（EPS）等系统的应用。 车身结构设计： 碰撞安全性： 探讨为保护电池包和乘员安全而进行的碰撞结构优化，如高强度笼式车身、溃缩吸能区设计。 隔音与隔热： 分析电动汽车特有的噪音来源（电机噪音、风噪等），以及车身结构在隔音降噪方面的改进。 空气动力学： 介绍电动汽车在空气动力学设计上的创新，以降低风阻，提升续航。 第七部分：电动汽车的智能化与未来发展 进入新世纪，电动汽车的发展早已超越了单一的动力形式，智能化已经成为其核心竞争力。 自动驾驶技术： 传感器技术： 详细介绍激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达（Radar）、摄像头（Camera）、超声波传感器等在自动驾驶中的作用。 决策与规划： 阐述自动驾驶中的感知、决策、规划、控制等关键技术环节。 ADAS（高级驾驶辅助系统）： 介绍ACC（自适应巡航控制）、AEB（自动紧急制动）、LKA（车道保持辅助）等主流ADAS功能。 车内人机交互（HMI）： 智能座舱： 探讨大尺寸触控屏、语音助手、手势控制等在提升用户体验方面的应用。 个性化设置： 分析车辆如何根据用户习惯进行个性化设置，提供更加智能化的服务。 可持续性与循环经济： 电池回收与梯次利用： 关注动力电池的回收、再利用和梯次利用技术，实现资源的可持续循环。 绿色制造： 探讨电动汽车在生产制造过程中，如何减少环境影响，实现绿色生产。 未来展望： 展望电动汽车在固态电池、氢燃料电池、新型充电技术、AI融合等方面的未来发展趋势，以及对交通出行方式的革命性影响。 结论 《电动汽车原理与构造（第2版）》作为一本集理论深度、技术广度与前沿性于一体的教材，旨在为读者构建一个全面、系统、深入的电动汽车知识体系。本书不仅梳理了电动汽车发展的脉络，更深入剖析了其核心技术，并展望了未来的发展方向。通过学习本书，读者将能够深刻理解电动汽车的“是什么”、“为什么”以及“怎么做”，为投身于电动汽车的研发、生产、应用和推广打下坚实的基础，共同迎接更加清洁、智能、高效的未来交通时代。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对汽车动力学有一定了解的读者，我发现这本书在底盘、悬架和制动系统与电动动力总成的集成方面，提供了非常详尽且具有洞察力的分析。它没有孤立地看待这些部件，而是深入探讨了电动汽车特有的重量分布、重心变化以及扭矩输出特性如何影响车辆的动态性能。我特别欣赏书中关于再生制动与传统制动系统如何协调工作，以实现平顺且高效的制动体验的讨论。书中还详细阐述了电动汽车轻量化设计的重要性，以及不同材料和结构设计如何影响车身强度和能量效率。例如，它分析了如何通过优化电池包的结构来提升整体的刚性和碰撞安全性，同时又不至于过度增加车身重量。这些对于我理解电动汽车的操控感和安全性有着非常重要的意义。虽然我之前对底盘技术有所涉猎，但这本书提供了一个全新的视角，让我能够从电动汽车的独特角度去审视这些传统汽车工程中的关键要素。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的理论深度与实践应用的结合做得相当到位，尤其是在故障诊断与维修策略的探讨上。书中列举了大量电动汽车在实际运行中可能出现的各种典型故障，并详细分析了其产生的原因，从电气故障到机械故障，再到软件层面的问题，都涵盖得相当全面。更重要的是，它并没有止步于故障的描述，而是提供了系统性的诊断思路和方法，以及相应的维修建议。这一点对于我这种未来可能从事汽车维修行业的人来说，简直是如获至宝。书中对于诊断仪器的使用、数据流的解读，以及各种传感器信号的分析，都有非常清晰的指导。它还强调了在进行高压部件维修时的安全注意事项，这一点是电动汽车维修中至关重要的一环。我感觉通过学习这些内容，不仅能够掌握理论知识，还能培养实际操作的能力，为将来的工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从工程设计与法规标准的角度来看，这本书提供了非常有价值的视角。它不仅关注电动汽车的内部构造和技术原理，更将这些技术置于整个产业发展的宏观背景下进行审视。书中对不同国家和地区关于电动汽车的安全法规、排放标准以及电池回收政策的介绍，让我对电动汽车产业的生态系统有了更全面的认识。它清晰地阐述了这些法规如何驱动技术创新，以及企业在满足这些标准时所面临的挑战和机遇。例如，书中关于电池管理系统（BMS）在确保电池安全性和延长电池寿命方面的作用，就与相关的安全标准紧密相连。此外，它还探讨了充电基础设施的建设、智能网联技术与电动汽车的融合，以及 V2G（Vehicle-to-Grid）等新兴应用模式的潜力。这些内容让我认识到，电动汽车的发展不仅仅是技术层面的革新，更是一个涉及社会、经济和环境的复杂系统工程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度确实超出了我的预期，尤其是在对电动汽车的系统集成和整体性能分析方面。我原本以为它会侧重于单个零部件的讲解，但实际上，它花了相当大的篇幅来探讨不同子系统之间的协同工作，以及如何通过优化设计来提升整车的效率和续航里程。书中关于能量管理策略的论述，详细分析了能量回收、电池管理系统（BMS）以及热管理系统如何在不同驾驶场景下协同工作，以达到最佳的能量利用效率。这一点对于我理解电动汽车的“智能”之处非常有帮助。此外，作者还涉及了一些前沿的技术趋势，例如固态电池的研发进展，以及对未来高压快充技术的前景展望。这些内容让我感觉这本书不仅仅是一本教材，更像是一扇展望电动汽车未来发展的窗口。虽然其中一些高级概念需要反复研读，但不得不说，作者在将复杂的技术问题分解并以逻辑清晰的方式呈现出来方面做得非常出色。这种深入的探讨，让我对电动汽车的未来发展有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《电动汽车原理与构造（第2版）》真的是意外之喜，虽然我之前对汽车技术了解不多，但这套教材的编写风格真是太友好了。一开始我还担心会充斥着晦涩难懂的专业术语，结果翻开之后，发现作者们真是太用心了。他们用一种非常清晰、循序渐进的方式讲解电动汽车的核心部件，比如电池组的化学原理、电机的工作方式，还有功率电子器件的作用等等。即便是像我这样的新手，也能通过书中的插图和模型图，大致理解这些复杂的概念。最让我印象深刻的是，书中不仅仅是理论的堆砌，还结合了大量的实际应用案例，比如不同类型电动汽车的动力系统设计，以及它们在不同工况下的表现。这让我感觉学习到的知识不是纸上谈兵，而是能够真正应用到现实生活中的。而且，书中的排版也很舒服，字体大小适中，段落划分清晰，阅读起来一点都不费劲，长时间看也不会感到疲劳。总的来说，这本书就像一个循循善诱的老师，把我带入了电动汽车的奇妙世界，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣。