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第一章 纯电动轿车简介1

1.1 纯电动轿车的基本结构1

1.2 纯电动轿车关键零部件的保修要求6

1.2.1 国家对纯电动轿车的质保规定6

1.2.2 企业对纯电动轿车的质保规定6

1.2.3 故障率和保修费用8

1.3 电动汽车标准简介9

1.3.1 我国电动车辆分技术委员会9

1.3.2 我国电动汽车的标准及体系11

1.3.3 M1和M2类传统车和电动车准入标准的比较13

第二章 充电桩和充电机23

2.1 充电的基本概念23

2.1.1 充电桩简述23

2.1.2 充电的基本原理23

2.1.3 电能的存储26

2.1.4 充电方式简介26

2.2 传导式充电桩和充电机27

2.2.1 定义和分类27

2.2.2 交流充电桩和车载充电机27

2.2.3 直流充电桩35

2.3 充电技术和电动车充电标准36

2.3.1 蓄电池常规充电制度36

2.3.2 蓄电池充电技术36

2.3.3 锂离子动力电池包充电技术39

2.3.4 电动车动力电池包充电接口标准40

第三章 动力电池组45

3.1 电池基础45

3.1.1 蓄电池和锂离子电池发展简史45

3.1.2 普通电池工作原理46

3.1.3 原电池电动势和电极电位产生机理49

3.1.4 电源和电池分类54

3.2 电池的性能参数56

3.2.1 标准电极电势和电池的电动势56

3.2.2 电池的理论比容量和理论能量密度的计算67

3.3 其他储能形式及理论能量密度72

3.3.1 核能的能量密度的计算73

3.3.2 气体燃料的理论能量密度的计算73

3.3.3 液体燃料的理论能量密度的计算75

3.3.4 燃料电池的理论能量密度的计算75

3.3.5 普通电容器的理论能量密度的计算76

3.3.6 超级电容器的理论能量密度的计算77

3.3.7 各种储能形式理论能量密度的比较90

3.4 锂离子电池结构和工作原理93

3.4.1 锂离子电池单体结构93

3.4.2 锂离子电池工作原理——摇椅式电池94

3.4.3 摇椅式电池的嵌入反应和脱嵌反应95

3.4.4 为什么是锂离子电池而不是其他金属的离子电池得到应用96

3.5 锂离子电池面临的基本挑战96

3.5.1 量子力学的基本知识96

3.5.2 锂离子电池面临的基本挑战的量子力学解释100

3.6 锂离子电池电解液的选择102

3.6.1 非水电解液选择的基本原则102

3.6.2 非水电解液类型102

3.6.3 电极和电解液的匹配性105

3.7 锂离子电池电极材料的选择106

3.7.1 决定锂离子电池电极材料电势的因素106

3.7.2 电极材料的主体结构107

3.7.3 电极材料的本征电压极限119

3.7.4 掺杂和阳离子的取代效应及对本征电压极限的影响126

3.7.5 关于负极的SEI钝化膜131

3.7.6 关于正极的SEI钝化膜134

3.7.7 关于电极容量的影响因素134

3.7.8 电极小结136

3.8 锂离子电池的实际比容量和实际能量密度138

3.8.1 电极、单体的实际比容量及其占理论比容量的百分比138

3.8.2 单体的实际能量密度及其占理论能量密度的百分比140

3.8.3 电池体系或装机状态电池的实际能量密度及其占理论能量密度的百分比144

3.8.4 石墨负极锂离子电池的容量极限和动力电池发展方向145

3.9 其他储能形式的实际能量密度147

3.9.1 传统内燃机液体燃料的实际能量密度147

3.9.2 普通电池的实际能量密度及和理论能量密度的百分比149

3.9.3 燃料电池的实际能量密度及和理论能量密度的百分比150

3.9.4 电容器的实际能量密度及和理论能量密度的百分比150

3.10 各种储能形式装机状态的实际能量密度的比较150

3.11 锂离子电池单体和动力电池组的衡量指标151

3.11.1 锂离子电池单体指标151

3.11.2 锂离子电池模块164

3.11.3 锂离子动力电池组164

3.11.4 锂离子动力电池包故障的讨论166

3.11.5 锂离子动力电池燃烧的讨论168

3.11.6 锂离子电池单体和动力电池包的检测技术170

3.12 电池管理系统175

3.12.1 电芯均衡管理177

3.12.2 动力电池组的热管理178

3.13 纯电动汽车续驶里程和动力电池组所需能量计算182

3.13.1 纯电动车区隔类型182

3.13.2 动力电池组的设计能量和可提供能量182

3.13.3 纯电动汽车受力分析184

3.13.4 按NEDC工况测算一定续驶里程下动力电池组的设计能量189

3.13.5 （60±2） km/h等速法续驶里程模拟计算198

3.13.6 城市通勤里程以及纯电动汽车合适的续驶里程199

3.13.7 纯电动汽车续驶里程的偏差分析200

3.14 中国锂离子电池生产和使用现状200

3.14.1 2015年、2016年锂离子电池产能和新能源汽车产销量200

3.14.2 汽车厂使用的锂离子电池类型和供应商202

第四章 DC/DC变换器204

4.1 DC/DC变换器的工作原理204

4.1.1 DC/DC变换器的功能204

4.1.2 DC/DC变换器分类207

4.1.3 单向非隔离式DC/DC变换器209

4.1.4 单向隔离式DC/DC变换器214

4.1.5 双向DC/DC变换器215

4.2 纯电动车用DC/DC变换器220

4.2.1 纯电动车DC/DC变换器电路的基本要求220

4.2.2 纯电动车DC/DC变换器的匹配和参数选型221

4.2.3 车载大功率DC/DC变换器主要生产厂家223

4.2.4 日产LEAF车载DC/DC变换器224

4.2.5 三菱i-MiEV纯电动汽车的DC/DC变换器226

4.3 DC/DC变换器故障和可靠性227

4.3.1 电子电器件可靠性概述227

4.3.2 电子元器件的失效原因228

4.3.3 常用的电子线路可靠性设计方法229

4.3.4 高压电池组到低压辅助电源常用Buck DC/DC变换器可靠性设计230

第五章 逆变器231

5.1 逆变器的概念和作用231

5.2 逆变器工作原理231

5.3 日产LEAF逆变器233

5.4 丰田混动普锐斯逆变器234

第六章 电驱动系统235

6.1 驱动电机和电机控制器235

6.1.1 驱动电机概述235

6.1.2 电动汽车的驱动电机类型235

6.1.3 电机控制器241

6.1.4 我国纯电动车电机类型分析242

6.1.5 电机以及电机控制器的检测技术244

6.2 减速器248

6.3 日产LEAF和特斯拉Model s的电驱动系统249

6.3.1 日产LEAF的驱动系统249

6.3.2 特斯拉Model s的驱动系统251

6.4 纯电动车驱动电机选配计算252

6.4.1 前提条件设定254

6.4.2 电机最高转速n maxv/额定转速nb计算256

6.4.3 电机最大扭矩T max/额定扭矩Tb计算258

6.4.4 电机额定功率Pb/峰值功率P max计算260

6.4.5 电机参数最后选配和校核266

6.5 纯电动车和传统车起步加速时间的讨论266

6.5.1 纯电动车和传统车起步加速时间比较266

6.5.2 纯电动车加速动力性和锂离子电池放电倍率及功率密度的关系268

6.5.3 传统车加速动力性和发动机比功率的关系271

6.5.4 城市有轨电车起步加速和超级电容功率密度的关系272

第七章 整车控制器273

7.1 整车控制器基本概念273

7.2 整车控制器功能273

7.3 整车控制系统结构和原理273

7.4 整车控制器硬件和软件组成275

7.5 整车控制器工作模式和控制逻辑275

7.6 高压电系统预充控制276

7.7 制动能量回收277

7.7.1 制动能量回收的工作原理277

7.7.2 电动汽车制动能量回收系统的结构284

7.7.3 制动能量回收的计算286

7.8 整车控制器主要生产厂家292

7.8.1 软件技术292

7.8.2 硬件水平293

7.8.3 标准化293

7.8.4 生产企业293

7.9 我国整车控制器存在的主要问题293

参考文献294