商品参数
| 混合动力汽车结构、原理与维修(第三版) |
| | 定价 | 69.00 |
| 出版社 | 化学工业出版社 |
| 版次 | 3 |
| 出版时间 | 2017年03月 |
| 开本 | 32开 |
| 作者 | 张金柱 编 |
| 装帧 | 平装 |
| 页数 | 517 |
| 字数 | 4650000 |
| ISBN编码 | 9787122286796 |
内容介绍
本书主要阐述混合动力汽车的工作原理、结构特点、使用要点以及故障诊断和维修方法等,面向具有—般汽车专业知识的普通技术人员和相关人员,是—本了解混合汽车动力结构,掌握混合动力汽车故障诊断和维修技术的入门书籍。
本书主要以典型的混合动力汽车,如丰田普锐斯、宝马X6、奥迪Q5和奔驰S400等为例,用简洁的语言、丰富的图片阐述混合动力汽车的结构,原理与维修技术。
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适读人群 :本书可作为学习和掌握混合动力汽车结构、工作原理和维修的入门书。适合从事汽车维修、销售和技术管理等工作的工人和技术人员阅读。 以典型的混合动力汽车,如丰田普锐斯、宝马X6、奥迪Q5和奔驰S400等为例,用简洁的语言、丰富的图片阐述混合动力汽车的结构,原理与维修技术。
目录
第1章概述/1
1.1国内外混合动力汽车/3
1.2混合动力汽车的主要组成/7
1.3混合动力汽车的分类/7
1.4混合动力汽车的控制系统/12
第2章混合动力汽车结构与工作原理/16
2.1典型混合动力汽车结构/16
2.1.1串联式混合动力汽车/16
2.1.2并联式混合动力汽车/20
2.1.3混联式混合动力汽车/30
2.2混合动力汽车的发动机/37
2.2.1汽油发动机/37
2.2.2柴油发动机/42
2.2.3发动机的控制目标/44
2.3混合动力汽车的电动机/47
2.3.1直流电动机/50
2.3.2交流电动机/51
2.3.3永磁电动机/52
2.3.4开关磁阻电动机/61
2.3.5电动机的控制系统/66
2.4混合动力汽车的蓄电池/75
2.4.1蓄电池的性能指标/77
2.4.2铅酸蓄电池/80
2.4.3镍-镉(Ni-Cd)电池/82
2.4.4镍-氢(Ni-MH)电池/84
2.4.5锂离子电池/90
2.4.6蓄电池的管理系统/96
2.5可外接充电式混合动力汽车/101
2.5.1PHEV的优势/101
2.5.2PHEV的电池组工作模式/102
2.5.3PHEV的工作原理/103
2.5.4PHEV的应用/104
第3章普锐斯混合动力汽车结构与工作原理/109
3.1普锐斯混合动力汽车的技术特点/109
3.2丰田混合动力系统/117
3.2.1丰田混合动力系统的组成/117
3.2.2丰田混合动力系统的工作原理/128
3.2.3混合动力汽车控制系统/142
3.3普锐斯混合动力汽车的发动机/159
3.3.1发动机特点/159
3.3.2发动机控制系统/162
3.3.3发动机冷却系统/169
3.3.4发动机软油箱/172
3.4普锐斯混合动力汽车的电动机/173
3.5普锐斯混合动力汽车的蓄电池/175
3.6普锐斯混合动力汽车的底盘/181
3.6.1普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥/181
3.6.2普锐斯混合动力汽车的制动控制系统/196
3.6.3普锐斯混合动力汽车的电子动力转向系统/209
3.7普锐斯混合动力汽车的空调系统/215
第4章宝马X6混合动力汽车结构与工作原理/230
4.1宝马X6混合动力汽车简介/230
4.1.1宝马X6混合动力汽车的电动机与双模式主动变速箱/231
4.1.2宝马X6混合动力汽车的镍-氢电池/232
4.1.3宝马X6混合动力汽车工作原理/232
4.2宝马X6混合动力汽车主动变速箱/234
4.2.1主动变速箱组成/234
4.2.2主动变速箱电路/236
4.2.3主动变速箱工作原理/238
4.2.4主动变速箱挡位/244
4.2.5机油供给系统/249
4.2.6主动变速箱主要部件/251
4.2.7混合动力驻车锁/254
4.2.8直接换挡模块/255
4.3宝马X6混合动力汽车的高电压蓄电池总成/257
4.3.1高电压蓄电池总成组成/257
4.3.2高电压蓄电池管理系统/268
4.4宝马X6混合动力汽车制动系统/274
4.4.1制动系统简介/275
4.4.2制动系统主要部件/277
4.4.3制动系统功能/285
4.5宝马X6混合动力控制系统/289
4.5.1控制系统组成/289
4.5.2辅助电源模块/291
4.5.3供电电控箱/295
4.5.4供电配电盒/298
4.5.5高电压导线/299
4.6宝马X6混合动力汽车供电系统/301
4.7宝马X6混合动力汽车显示/309
4.7.1组合仪表内的显示/309
4.7.2中央信息显示屏内的显示/312
第5章奥迪Q5混合动力四驱车结构与工作原理/314
5.1奥迪Q5混合动力四驱车简介/314
5.2奥迪混合动力系统工作原理/315
5.3奥迪Q5混合动力四驱车发动机/319
5.4奥迪Q5混合动力四驱车驱动电机/323
5.5奥迪Q5混合动力四驱车混合动力蓄电池总成/326
5.6奥迪Q5混合动力四驱车12V车载供电网/341
5.6.1蓄电池安装位置及电路/341
5.6.212V辅助起动机、跨接启动螺栓/342
5.6.3电子点火开关/343
5.7奥迪Q5混合动力四驱车电驱动功率和控制电子系统/344
5.7.1电驱动功率和控制电子系统组成/344
5.7.2电驱动功率和控制电子装置安装位置、结构及原理/346
5.8奥迪Q5混合动力四驱车高压系统/347
5.8.1高压线、高压插头/347
5.8.2功率控制电子装置的连接/350
5.9奥迪Q5混合动力四驱车的底盘/351
5.10混合动力电气系统管理/352
5.10.1混合动力电气系统功能/352
5.10.2混合动力模式时的显示和操纵单元/354
第6章奔驰S400混合动力汽车结构与工作原理/360
6.1奔驰S400 HYBRID简介/360
6.1.1驱动系统组成/360
6.1.2工作模式的显示/362
6.1.3发动机/364
6.2S400 HYBRID电动机、自动变速箱和电动制冷剂压缩机/365
6.2.1电动机/365
6.2.2自动变速箱/366
6.2.3电动制冷剂压缩机/367
6.3S400 HYBRID电力电子模块、DC-DC转换器模块和高压蓄电池模块/368
6.3.1电力电子模块与DC-DC转换器模块/368
6.3.2高压蓄电池模块/370
6.4S400 HYBRID制动系统/372
6.4.1制动踏板/372
6.4.2制动助力器/373
6.4.3电动真空泵/374
6.5S400 HYBRID工作策略/375
6.5.1驱动模式/375
6.5.2转矩协调/377
6.5.3发动机自动停机与自动启动/379
6.5.4能量管理/382
6.5.5减速模式/383
6.5.6再生制动/386
6.5.7点火接通、关闭和启动/388
6.6S400 HYBRID车载电气系统/390
6.6.1控制单元的位置/390
6.6.2组成元件/391
6.6.3发动机罩接触开关/392
第7章混合动力汽车的维修/394
7.1混合动力控制系统的维修/394
7.1.1混合动力控制系统维修注意事项/394
7.1.2混合动力控制系统简介/396
7.1.3混合动力系统的检查/402
7.1.4混合动力控制系统的故障诊断/407
7.1.5混合动力控制系统故障诊断实例/413
7.1.6混合动力系统的拆装/427
7.2普锐斯混合动力发动机控制系统维修/436
7.2.1发动机维修注意事项/436
7.2.2发动机控制系统简介/436
7.2.3发动机控制系统的检查/439
7.2.4发动机控制系统故障诊断/444
7.2.5DATA LIST/ACTIVE TEST(数据表/动态测试)/451
7.2.6发动机控制系统故障诊断实例/456
7.3普锐斯混合动力电池系统维修/466
7.3.1混合动力电池系统简介/466
7.3.2混合动力电池系统检查/470
7.3.3蓄电池系统自诊断系统/474
7.3.4蓄电池系统故障诊断实例/480
7.4普锐斯混合动力汽车底盘的维修/483
7.4.1混合动力变速驱动桥维修/483
7.4.2混合动力制动控制系统维修/499
7.4.3混合动力汽车的电动转向系统维修/508
7.5宝马X6混合动力汽车高压系统的维修/510
7.5.1拆卸和安装/510
7.5.2充电和启动辅助/511
7.5.3安全进行高电压系统方面的工作/513
7.5.4绝缘故障/515
参考文献/517
现代汽车维修的基石:掌握动力总成精髓,迎接绿色出行时代 本书系统性地阐述了现代汽车动力总成,特别是混合动力汽车和电动汽车的核心技术、结构原理以及维修实践。旨在为汽车维修从业人员、技术爱好者、以及相关专业的学生提供一套全面、深入的学习资料,帮助他们理解并掌握这一快速发展领域的关键知识。 第一章:汽车动力总成概览与发展趋势 本章首先回顾了汽车动力总成的演进历程,从传统的燃油发动机到当前日益普及的混合动力和纯电动技术。我们将详细探讨内燃机、电动机、电池组、能量管理系统等关键组件在不同动力形式中的作用与协同。重点分析当前汽车产业向低碳化、电动化、智能化发展的宏观趋势,以及混合动力和电动汽车在节能减排、性能提升方面所扮演的重要角色。通过对政策法规、市场需求、技术瓶颈的梳理,为读者勾勒出未来汽车维修技术的发展方向。 第二章:混合动力汽车结构原理深度解析 本章是本书的核心内容之一,将对混合动力汽车的各种技术路线进行深入剖析。 混合动力系统分类与特点: 串联式混合动力(Series Hybrid): 详细解释发动机仅作为发电机,驱动电动机提供动力。分析其优点(如发动机工况优化)和缺点(如能量损耗)。 并联式混合动力(Parallel Hybrid): 深入阐述发动机和电动机可独立或共同驱动车辆。分析其工作模式,如纯电驱动、发动机驱动、混合驱动、能量回收等,以及不同模式下的能量流向。 混联式混合动力(Series-Parallel Hybrid/Power-Split Hybrid): 重点介绍行星齿轮组等关键部件在实现动力分配和能量流转换中的作用。解析其如何兼顾串联和并联的优势,实现更精细的能量管理。 轻度混合动力(Mild Hybrid): 介绍48V系统等轻度混合动力技术,分析其在启动、加速、能量回收等方面的辅助作用,以及相较于全混合动力和插电式混合动力的定位。 关键组件结构与原理: 内燃机(ICE)在混合动力中的特殊设计: 探讨为适应混合动力需求而进行的发动机优化,如 Atkinson 循环、Miller 循环,以及对排气、冷却系统的改进。 电动机(Electric Motor)类型与应用: 详细介绍永磁同步电机(PMSM)、交流异步电机(ACIM)等在混合动力汽车中的应用,分析其特性、效率、功率密度以及与整车的匹配。 动力电池组(Battery Pack): 深入讲解锂离子电池(Li-ion)作为主流车载储能技术,包括其电化学原理、能量密度、功率密度、循环寿命、BMS(电池管理系统)的核心功能(如充放电控制、均衡管理、热管理、安全保护)。 高压电力电子器件: 讲解变流器(Converter)、逆变器(Inverter)、DC/DC 转换器等在高压回路中的作用,以及其功率开关器件(如 IGBT、MOSFET)的工作原理与失效模式。 能量管理系统(EMS/Vehicle Control Unit, VCU): 强调 EMS 的核心地位,解析其如何根据驾驶工况、电池状态、导航信息等,对发动机、电动机、电池等进行最优化的能量分配和控制,实现节能与性能的平衡。 制动能量回收系统(Brake Energy Regeneration): 详述再生制动的工作原理,即在减速和制动时将动能转化为电能储存回电池,以及其在提升燃油经济性方面的贡献。 第三章:电动汽车结构原理详解 本章将聚焦纯电动汽车(BEV)的独特技术架构,为读者提供全面而深入的理解。 电动汽车基本构成: 驱动电机: 详细分析不同类型驱动电机(如永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机)的结构、工作原理、性能特点,以及其在电动汽车中的应用选择。 动力电池组: 深入探讨电动汽车动力电池组的组成、材料(如三元锂、磷酸铁锂)、能量密度、功率密度、热管理技术(风冷、液冷)、BMS 的高级功能,以及电池衰减的机理。 车载充电机(On-Board Charger, OBC): 解释 OBC 的工作原理,将交流电转换为直流电为电池充电,分析其功率等级、效率、充电协议。 电驱动桥/集成电驱动单元: 介绍电驱动桥的构成,如何将电机、减速器、差速器集成,以及其对车辆空间利用和性能的影响。 高压系统与低压系统: 区分和阐述电动汽车高压和低压系统的组成、隔离措施、安全防护,以及高压互锁(HVIL)等安全机制。 热管理系统(Thermal Management System): 强调电动汽车热管理的重要性,包括电池、电机、电控系统的温度控制,讲解液冷、风冷、 PTC 加热等技术。 车辆控制单元(VCU): 阐述 VCU 在电动汽车中的决策与控制作用,包括驱动模式控制、能量回收控制、充电管理、故障诊断等。 第四章:混合动力汽车常见故障诊断与维修 本章将理论与实践相结合,系统介绍混合动力汽车的典型故障现象、诊断方法和维修步骤。 故障诊断流程与工具: 诊断仪的使用: 讲解如何利用车载诊断系统(OBD-II)和专用诊断工具读取故障码(DTC),解析故障码的含义和定位。 数据流分析: 强调通过实时数据流监测关键传感器(如电池电压、电流、温度、电机转速、发动机工况)来判断系统运行状态。 目视检查与基本检查: 讲解如何通过外观检查、听诊、触诊等传统手段发现问题。 动力电池组常见故障与维修: 电池容量衰减与性能下降: 分析原因(如循环老化、过充过放、高温)及诊断方法,讲解电池组的均衡管理和必要时的单体更换。 BMS 故障: 讲解 BMS 传感器故障、通信故障、逻辑故障的诊断与处理。 高压连接器与线束问题: 强调绝缘失效、接触不良等带来的安全隐患及维修。 混合动力系统控制单元(VCU/EMS)故障: 软件故障与硬件故障: 诊断方法和维修思路。 传感器故障: 如霍尔传感器、温度传感器、压力传感器等,讲解如何检测和更换。 发动机与电机协同故障: 发动机工作异常: 结合混合动力工况分析,排除与电机、电池相关的潜在原因。 电机驱动异常: 如电机不工作、功率不足、异响等,重点检查电控单元、电机本身、以及高压回路。 能量回收系统故障: 制动能量回收效率下降: 检查制动踏板传感器、ABS 模块、VCU 设置。 再生制动失效: 诊断原因包括电池状态、电机功率限制、系统保护。 高压系统安全操作规程: 强调在进行高压系统维修前,必须严格遵守断电、绝缘、接地等安全措施,防止触电事故。 第五章:电动汽车常见故障诊断与维修 本章将针对电动汽车的独特性,深入讲解其故障诊断与维修要点。 电动汽车故障诊断的特殊性: 高压系统的风险: 再次强调高压安全的重要性,严格遵守断电流程,使用绝缘工具。 软件集成度高: 故障判断需要结合车辆控制逻辑进行分析。 动力电池组故障诊断与维修: 续航里程显著缩短: 分析原因(如电池老化、BMS 异常、电耗过高)并给出排查方法。 充电故障: 充电电流不足、充电中断、无法充电等,检查充电桩、 OBC、电池接口、BMS。 电池包内部异常: 如过热、异响,需进行专业检测和维修。 高压电池连接器与线束检查: 确保连接可靠,无腐蚀、短路。 驱动电机与电控系统故障: 电机异响、抖动、功率下降: 检查电机绕组、轴承、电控单元。 电控单元(Inverter/Controller)故障: 讲解其内部功率模块、驱动电路、通信模块的诊断方法。 驱动电机与变速器(减速器)集成故障: 检查润滑、密封、轴承。 充电系统故障: OBC 故障: 充电指示灯异常、充电功率不稳定等,检查 OBC 内部元器件。 充电接口损坏或接触不良: 影响充电安全和效率。 热管理系统故障: 电池过热或过冷: 影响电池寿命和性能,检查冷却液、风扇、水泵、PTC 加热器。 电机过热: 检查电机冷却系统。 制动系统与再生制动故障: 刹车踏板感觉异常: 检查真空助力、刹车总泵、以及与电子助力刹车的配合。 再生制动失效或力度不均: 检查 ABS 传感器、VCU 策略、电池状态。 辅助系统故障: DC/DC 转换器故障: 无法给低压系统供电,导致仪表、灯光、音响等失效。 电动助力转向(EPS)故障: 影响转向安全。 空调系统(电动压缩机)故障: 影响驾乘舒适性。 第六章:新能源汽车维修安全与规范 本章将重点强调新能源汽车维修中的安全操作规程,这是从业人员必须掌握的核心技能。 高压系统安全: 高压标识与隔离: 讲解不同颜色的高压线缆标识,以及强制断电流程。 个人防护装备(PPE): 绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等的使用。 故障排除与救援: 在高压系统发生故障时的安全处理步骤。 电池组安全: 电池组拆卸与安装: 强调正确的工具、步骤和固定方式。 电池组存储与运输: 安全存放的环境要求和运输规定。 电池热失控防护: 了解其发生机制,以及应急处理方法。 充电安全: 充电过程中的安全注意事项: 避免在恶劣天气充电,确保充电设备完好。 充电桩的维护与检查: 维修场地与设备要求: 通风系统: 保证维修区域空气流通。 防火防爆措施: 专用维修工具: 如绝缘工具、高压检测仪等。 国家与行业标准: 介绍相关法律法规和技术标准,确保维修作业的合规性。 职业健康与环保: 强调维修过程中的职业健康防护,以及废旧电池、电子元件的环保处理。 结论: 本书力求全面、深入、实用,通过对混合动力汽车和电动汽车结构原理的细致解析,以及对常见故障诊断与维修实践的详细阐述,希望能为汽车维修领域的专业人士提供宝贵的知识财富,帮助他们应对新能源汽车技术带来的挑战与机遇,成为绿色出行时代的可靠技术保障。