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曹砚奎 编

图书标签:

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• 车辆工程
• 电气工程
• 动力系统
• 汽车电子

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122318176

版次：1

商品编码：12359781

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-06-01

用纸：胶版纸

页数：225

字数：351000

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

适读人群 ：本书可供电动汽车开发生产人员、销售人员、技术应用人员以及汽车专业大中专院校教师、学生参考使用。
——介绍了纯电动汽车的相关知识，主要包括电动汽车基础知识、电源系统、电动机及控制器、其他功能系统、充电技术、电动汽车的故障维修；
——分析了纯电动汽车的故障检修实例，结合常见的纯电动汽车车型进行讲解说明，内容实用，可操作性强；
——图片与表格相结合进行解说，方便初学者快速掌握纯电动汽车的相关知识；
——本书可作汽车维修工人的学习读物，也可作各职业鉴定培训机构和职业技术院校的培训教材。

内容简介

《电动汽车结构原理与维修》主要介绍了纯电动汽车基本工作原理、结构特点以及故障处理操作相关内容，对车载电源模块、动力电池管理系统、驱动系统、能源管理和回收系统、充电放电及机械传动装置等进行了全面的讲解，内容实用，可操作性强。
本书可作汽车维修工人的学习读物，也可作各职业鉴定培训机构和职业技术院校的培训教材。

作者简介

曹砚奎，山东禹城职业教育中心，任汽车教研室主任。在十几年的汽车维修、研发和教学工作中，发明改制专用工具11项，教具40余项并建成汽车模拟仿真系统专用教室一处。2015年新能源电动汽车空调膨胀器发明专利1项。

内页插图

目录

第1章 电动汽车基础知识1
1.1　电动汽车的历史与现状　/ 1
1.2　电动汽车的定义及种类　/ 3
1.3　电动汽车的优缺点　/ 3
1.4　电动汽车与燃油汽车的主要区别部件　/ 5
1.5　电动汽车高压电系统安全常识　/ 8

第2章 驱动电机14
2.1　电动汽车用驱动电机简介　/ 14
2.2　他励直流电机　/ 22
2.3　三相异步交流电机　/ 26
2.4　永磁同步驱动电机　/ 33
2.5　电动汽车的制动　/ 36

第3章 动力电池及动力电池管理系统44
3.1　动力电池简介　/ 44
3.2　动力电池成组、故障及安全防护　/ 46
3.3　铅酸电池　/ 52
3.4　镍氢电池　/ 56
3.5　锂离子电池　/ 58
3.6　燃料电池　/ 62
3.7　锌空气和铝空气电池　/ 65
3.8　动力电池荷电状态　/ 68
3.9　动力电池管理系统　/ 70

第4章 控制器73
4.1　控制器基础知识　/ 73
4.2　驱动电机控制器　/ 89
4.3　整车控制器　/ 98
4.4　控制器之间的通信　/ 102

第5章 充电系统108
5.1　传导式充电　/ 108
5.2　充电机对电池充电的常用控制方式　/ 110
5.3　充电机工作原理　/ 111
5.4　充电防护　/ 114
5.5　线充电新技术　/ 116
5.6　充电口国标及充电基础设施　/ 119
5.7　高低电压转换器DC/DC　/ 123

第6章 高压系统及安全防护127
6.1　电动汽车高压电气系统　/ 127
6.2　高压互锁回路　/ 132
6.3　电动汽车的用电安全　/ 138
6.4　电动汽车用高压熔断器　/ 141

第7章 空调系统146
7.1　空调系统简介　/ 146
7.2　空调系统结构原理　/ 147
7.3　空调系统开发　/ 157
7.4　电动汽车空调系统加热方式　/ 164
7.5　CAN 总线自动空调　/ 172
7.6　空调系统试验　/ 175

第8章 仪表显示及人驾驶178
8.1　仪表结构和指示符号　/ 178
8.2　仪表显示结构　/ 183
8.3　仪表CAN总线通信协议　/ 186
8.4　部分电动汽车仪表和显示　/ 188

第9章 电动汽车故障诊断维修193
9.1　充电系统故障诊断维修　/ 193
9.2　驱动系统故障诊断维修　/ 199
9.3　电动汽车绝缘报警故障诊断维修　/ 202
9.4　电动汽车空调系统故障诊断维修　/ 204
9.5　宝马I01 电动汽车高压蓄电池　/ 208
9.6　电动汽车故障维修实例　/ 215

参考文献225

前言/序言

被誉为“亚洲电动汽车之父” 的陈清泉院士在上海“2016 第四届汽车与环境创新论坛”发表演讲指出，中国有望用10 年左右的时间成为电动汽车强国。汽车发展已经100 多年，而今后30 年汽车将会发生巨大变化， 变化的特点是汽车能源的革命， 汽车动力总成的革命。我国对新能源汽车的需求比任何国家都迫切，因为面临着能源安全、空气污染的挑战，我们要以此为契机让我国由汽车大国转变为汽车强国。我国的交通与外国不一样，由于自身的特点，需要开发各种各样的电动的、燃料的汽车，以满足大多数人出行的需求。
电动汽车不是简单的交通工具，它是电动产业，是能源信息的载体。汽车的发展方向是电动化、轻量化、智能化、共享化。未来的发展我们要四网——交通网、能源网、信息网、人文网互相融合， 将电动汽车、智能汽车、智能交通、智慧城市建设结合起来。
本书针对电动汽车的基础知识、驱动电机、动力电池及动力电池管理系统、控制器、充电系统、高压系统及安全防护、空调系统、仪表显示及无人驾驶、故障诊断维修九个方面进行分析阐述，全面介绍了电动汽车技术的特点，并与传统燃油汽车的主要零部件做了对比，是了解学习电动汽车的一本实用工具书。
本书献给有志于献身中国电动汽车建设事业的同仁们，参加本书编写的还有许峰、王超、张琳梓、王玉芳、郝静、李伟、蒋丽双、牛桂秋、崔秀杰、孙义敏、李姿怡、王潇涵、栾庆宇、王连明、刘学敏、陈欢欢。由于笔者能力所限，不足之处在所难免，希望广大读者不吝赐教。
编者

《车轮上的未来：新能源汽车深度解析》 在这场席卷全球的绿色能源革命浪潮中，汽车产业正经历着前所未有的转型。传统的燃油动力正逐步被更清洁、更高效的新能源技术所取代，而新能源汽车，特别是电动汽车，无疑是这场变革中最耀眼的明星。本书将带领读者深入探索新能源汽车的奥秘，从其核心技术到未来发展趋势，全面展现这场波澜壮阔的产业革新。 第一章：新能源汽车的时代浪潮 我们将首先回顾汽车动力发展的漫长历程，从蒸汽时代到内燃机时代，再到如今的新能源时代。深入分析促使新能源汽车兴起的宏观背景，包括全球气候变化、能源安全挑战以及各国政府的政策导向。我们将探讨不同类型的新能源汽车，如纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等，并重点阐述电动汽车为何能成为当前发展的主流。通过数据和案例分析，展现新能源汽车在全球汽车市场的快速渗透率和巨大的发展潜力。 第二章：电动汽车核心技术剖析 本章将是本书的技术核心。我们将详细解析电动汽车的关键组成部分，并对其工作原理进行深入浅出的讲解。 电池系统：电动汽车的“心脏” 锂离子电池技术： 深入介绍当前主流的锂离子电池技术，包括其化学组成（如三元锂、磷酸铁锂等）、能量密度、功率密度、循环寿命、安全性能等关键参数。我们将探讨不同电池材料的优缺点，以及它们在续航里程、充电速度和成本方面的权衡。 电池管理系统（BMS）： 详细讲解BMS在电池组中的作用，包括电池均衡、温度控制、过充过放保护、故障诊断等。理解BMS的精妙设计，是保障电池安全和延长电池寿命的关键。 充电技术： 介绍直流快充、交流慢充等不同充电方式的原理和优劣。分析车载充电机（OBC）和外部充电桩的结构与功能，以及无线充电技术的最新进展。 电驱动系统：驱动未来的“引擎” 电机技术： 重点介绍永磁同步电机（PMSM）和交流异步电机（IM）等主流电机类型，分析它们的效率、功率输出特性、可靠性等。讲解电机控制器的核心功能，包括频率控制、转矩控制和能量再生。 功率电子器件： 探讨IGBT、MOSFET等功率半导体器件在电机控制器中的关键作用，以及它们如何实现对电能的高效转换和精确控制。 传动系统： 分析电动汽车的传动系统与传统燃油车传动系统的区别，如单速变速器、多速变速器等，以及它们对车辆性能和能耗的影响。 整车控制器（VCU）：电动汽车的“大脑” VCU的功能： 详细阐述VCU如何协调和控制整车各个子系统的运行，包括动力电池、电驱动系统、制动系统、转向系统、热管理系统等。 通信协议： 介绍CAN、LIN等车载通信协议在电动汽车中的应用，以及它们如何实现各ECU之间的高效信息交换。 第三章：新能源汽车的驾乘体验与智能化 除了核心技术，新能源汽车在驾乘体验和智能化方面也带来了革命性的变化。 操控与性能： 分析电动汽车独特的动力输出特性，如瞬时扭矩、线性加速等，以及它们如何影响车辆的操控感受。讲解动能回收系统如何实现能量的再利用，并提升续航里程。 智能化功能： 深入探讨自动驾驶技术、智能网联功能、语音交互系统、OTA（空中下载）升级等在新能源汽车中的应用。分析这些智能化技术如何提升驾驶的安全性和便捷性，以及它们将如何重塑未来的出行方式。 用户体验： 讨论新能源汽车在静谧性、舒适性、人机交互界面设计等方面的优势，以及它们如何为用户带来全新的驾乘感受。 第四章：新能源汽车的挑战与未来展望 虽然新能源汽车发展势头迅猛，但依然面临一些挑战。 基础设施建设： 分析充电桩的普及率、充电效率、充电站的选址等问题，以及它们对用户出行便利性的影响。 电池回收与处理： 探讨废旧动力电池的回收、梯次利用和无害化处理的重要性，以及相关的环保政策和技术发展。 成本与普及： 分析新能源汽车的制造成本、售价以及政府补贴政策对市场推广的作用。 技术创新与发展趋势： 展望下一代电池技术（如固态电池）、更高效的电驱动系统、更高级别的自动驾驶技术以及 V2X（车联网）技术的发展。 第五章：新能源汽车的未来图景 本书最后将描绘新能源汽车的未来图景。我们将探讨它将如何与智慧城市、共享出行、能源互联网等概念深度融合，构建一个更清洁、更智能、更可持续的未来交通生态系统。从个人出行到城市交通，从物流运输到公共服务，新能源汽车正在以前所未有的速度改变着我们的生活，并引领我们走向一个更加绿色的未来。 本书旨在为有志于了解新能源汽车发展现状和未来趋势的读者提供一个全面、深入的视角。无论您是汽车爱好者、行业从业者，还是对绿色科技充满好奇的普通读者，都将从中获得丰富的知识和深刻的启发。让我们一同驶入这充满希望的“车轮上的未来”！

评分☆☆☆☆☆

我是一名普通的汽车消费者，虽然对汽车不是专家，但对于我日常使用的交通工具，我还是希望能够有基本的了解。《电动汽车结构原理与维修》这本书，给我的感觉是，它好像知道我这个普通消费者会好奇什么。它没有用晦涩难懂的专业术语，而是用一种比较平实的语言，为我解答了许多关于电动汽车的疑问。比如，我一直很好奇为什么电动汽车开起来那么安静，书里就解释了电机与发动机在噪音产生机制上的根本区别。我还想知道电动汽车的电池到底能用多久，书里就详细分析了影响电池寿命的各种因素，以及一些日常使用中可以注意的地方。而且，这本书在介绍维修保养时，也强调了安全的重要性，特别是关于高压电的防护措施，让我这个普通人也能意识到其中的风险，知道在什么情况下应该寻求专业人士的帮助。《电动汽车结构原理与维修》这本书，让我感觉不再是被动地使用汽车，而是能够对它有一个更主动的认识，让我觉得更安心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对汽车设计和工程美学有研究的读者，总觉得电动汽车的设计，是工程学与艺术学的完美结合。《电动汽车结构原理与维修》这本书，虽然侧重于结构原理和维修，但在一些细节的描述中，也让我感受到了设计的智慧。例如，在讲解电池包的结构时，书中提到的热管理系统，以及如何通过巧妙的结构设计来实现高效散热，这背后蕴含的不仅是工程技术，更是一种对产品性能和寿命的极致追求。书中的插图，虽然以技术分解图为主，但线条的流畅和比例的精准，也本身就具有一种工程美感。我喜欢它在介绍不同部件时，能够清晰地展示出各个零件的功能和相互关系，这让我能够从一个更宏观的角度去理解一辆车的整体设计理念。《电动汽车结构原理与维修》这本书，让我觉得，即使是冰冷的机械结构，背后也蕴含着设计的温度和创新的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计，真的让人眼前一亮。每一页的留白都恰到好处，图片和文字的比例也很舒服，不会让人觉得拥挤或者单调。我特别欣赏它在色彩运用上的克制，主要以黑白为主，但关键部位的图示会用醒目的颜色标记出来，比如高压电缆的标识，这种细微之处的处理，既保证了视觉的清晰度，又避免了花哨。在章节的组织上，逻辑性也非常强，从基础概念到核心部件，再到系统集成，最后是故障诊断和维修，层层递进，循序渐进，让人很容易跟上作者的思路。我经常会一边读，一边在脑海里构筑一幅完整的电动汽车模型，书中的文字就像蓝图，而那些精美的插图则像是零件的分解视图，将整个复杂的机械结构呈现在我的眼前。《电动汽车结构原理与维修》这本书，给我最直观的感受就是“专业”。它不是那种随便搜集一些网络资料拼凑出来的书，而是经过了严谨的构思和创作，每一个字、每一幅图都充满了匠心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，一开始就吸引了我。那种冷峻的金属质感，配合着流线型的电动汽车剪影，传递出一种科技感和未来感。拿到手里，分量十足，纸张的质感也很不错，摸起来有一种厚实、温润的感觉，不像有些书那样轻飘飘的。翻开扉页，排版清晰，字体大小适中，阅读起来不会感到疲劳。我特别喜欢它在插图上的处理，那些分解图，细致入微，仿佛真的能看到每一个零部件是如何组合在一起的。我尝试着对照着书里的图示，在脑海里勾勒出一辆电动汽车的整体轮廓，从车身结构到动力总成，再到电池组的布置，整个画面感非常强。尤其是在讲解一些复杂的连接件和传动机构时，那些三维的剖视图，简直是点睛之笔，让我这个对机械结构不是非常精通的人，也能大致理解其工作原理。我曾经尝试过一些介绍汽车的书籍，但很多都过于笼统，或者过于理论化，看得人云里雾里。《电动汽车结构原理与维修》在这方面做得非常出色，它在理论性和实践性之间找到了一个很好的平衡点，既有深入的原理阐述，又有贴近实际的解析，让人觉得这本书是为真正想了解电动汽车的人准备的，而不是一本泛泛而谈的科普读物。即使是对电动汽车有一定了解的读者，也能从中获得不少新的启发。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程学有着浓厚兴趣的普通读者，对各种机械装置都充满了好奇。一直以来，电动汽车给我的感觉都比较神秘，尤其是其动力系统。《电动汽车结构原理与维修》这本书，为我揭开了这层神秘的面纱。它从最基础的电池原理开始，解释了电能是如何储存和释放的，然后过渡到电机的驱动原理，再到整个动力总成的集成。我喜欢它在讲解过程中，经常会用到类比，比如将电池比作能量的水库，将电机比作动力输出的引擎，这种通俗易懂的比喻，让我这个非专业人士也能轻松理解复杂的概念。书中的图片也非常吸引人，那些不同角度的剖视图，让我仿佛置身于一个汽车工厂，能够近距离观察到每一个部件的精细结构。《电动汽车结构原理与维修》这本书，让我觉得学习工程学知识并不一定需要枯燥的公式和理论，也可以通过生动有趣的方式来完成。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对科技产品有着浓厚兴趣的爱好者，我一直密切关注着电动汽车的发展。我喜欢了解一件产品的内在构造，尤其是像汽车这样复杂而精密的机器。《电动汽车结构原理与维修》这本书，满足了我对电动汽车“解剖”的渴望。它从最基础的车型分类开始，区分了纯电动、混合动力、插电式混合动力等不同类型，并且详细介绍了它们各自的动力架构。我特别喜欢它对动力电池组的讲解，包括不同化学体系的电芯、模组、电池包的设计，以及这些设计对续航里程、充电速度和安全性的影响。书中的插图非常精美，许多都是三维的分解图，让我能够清楚地看到电池组是如何封装、冷却和连接的。另外，关于电机的部分，也讲解得非常透彻，从直流电机到交流电机，再到永磁同步电机，每种电机的结构、工作原理和优缺点都阐述得非常清晰。这本书给我最深的感受是，它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够激发读者探索欲望的书籍。读完它，我对电动汽车的认知不再停留在“代步工具”的层面，而是上升到了“智能科技结晶”的高度。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学机械工程专业的学生，在学习过程中，我对新能源汽车，特别是电动汽车的结构产生了浓厚的兴趣。在老师的推荐下，我接触到了《电动汽车结构原理与维修》。这本书，可以说是我的“入门圣经”。它并没有因为是面向维修人员而忽略理论深度，反而将深奥的机械原理和电子电气知识，以一种非常易于理解的方式呈现出来。例如，在讲解电驱动系统的能量转换时，它不仅给出了公式，还配有详细的流程图和类比说明，让我能够直观地理解电能是如何转化为机械能的。在电池管理系统（BMS）的部分，它深入浅出地解释了SOC（荷电状态）、SOH（健康状态）的计算方法，以及如何通过各种传感器来监测电池的状态。这些内容，对于我们这些理论学习者来说，是非常宝贵的补充。我经常会把书中的理论知识，与课堂上学到的概念联系起来，发现这本书中的实例和讲解，能够极大地加深我对抽象理论的理解。同时，书中的维修部分，也为我将来进入这个行业，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我从事的是汽车电子相关行业，对电动汽车的电子控制系统非常感兴趣。《电动汽车结构原理与维修》这本书，在电子电气部分的讲解，对我来说是极大的帮助。它不仅详细介绍了各个电子控制单元（ECU）的功能，还对它们之间的通信协议，比如CAN总线，进行了深入的剖析。我尤其关注书中关于电池管理系统（BMS）、电机控制器（MCU）和车辆控制单元（VCU）的章节，它们之间的相互作用和数据交换，是整个电动汽车运行的核心。书中的电路图，清晰明了，配合文字讲解，能够帮助我理解各个传感器和执行器的工作原理，以及它们在整个系统中的位置。《电动汽车结构原理与维修》这本书，为我提供了一个非常好的视角，让我能够从整体上理解电动汽车的电子架构，并且能够与我自身的专业领域相结合，找到新的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在学习汽车维修技艺的学生，即将毕业，我希望能掌握最前沿的技术。《电动汽车结构原理与维修》这本书，可以说是为我量身定做的。它不仅涵盖了电动汽车的动力系统、电池系统、充电系统等核心部件的原理，还对常见的故障排除和维修方法进行了详细的介绍。我特别欣赏书中在讲解维修步骤时，强调的“安全第一”原则，以及对高压电操作的规范要求，这让我意识到电动汽车维修的特殊性，并为我将来能够安全、高效地进行维修工作打下了坚实的基础。书中的图文并茂，案例分析也很有针对性，能够帮助我更好地理解理论知识在实际维修中的应用。这本书，让我对电动汽车的维修充满了信心，也让我对自己的未来职业发展有了更清晰的规划。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着多年经验的汽修师傅，接触过各种车型，但随着新能源汽车的兴起，电动汽车的结构和维修方式与传统燃油车有着本质的区别。一开始，我对电动汽车的维护保养确实有些犯怵，毕竟涉及到高压电系统，风险和专业性都大大提升。在朋友的推荐下，我翻开了《电动汽车结构原理与维修》。这本书的内容，远超我最初的预期。它没有直接跳到维修步骤，而是从最基础的原理讲起，比如电池组的化学原理、不同类型电机的工作方式、能量回收系统是如何实现的。这些基础知识的讲解，非常到位，一点也不枯燥，很多我之前模糊的概念，通过书中的图示和文字，都变得清晰起来。尤其是关于电池管理系统（BMS）的章节，讲解得尤为细致，包括电池的均衡、热管理、安全保护等，这些都是电动汽车的核心技术，也是维修中最关键的部分。《电动汽车结构原理与维修》这本书，让我对电动汽车的整体架构有了更系统、更深入的认识。它不仅仅是教我怎么修，更是让我明白“为什么这么修”。这种从根源理解的方式，对于提升我的维修技术和信心，起到了至关重要的作用。我甚至可以根据书中的原理，推断出一些潜在的故障点，并提前做好预防措施。