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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 新能源汽车分类与特点2

1.2.1 纯电动汽车2

1.2.2 混合动力汽车3

1.2.3 燃料电池汽车5

1.3 国内外新能源汽车发展6

1.3.1 国外新能源汽车的发展6

1.3.2 我国新能源汽车的发展9

1.4 新能源汽车对电机及其控制系统的要求12

1.4.1 典型的新能源汽车用牵引电机驱动系统性能比较12

1.4.2 新能源汽车用电机及其控制系统的约束15

1.5 车用电机及其控制系统的发展现状与趋势16

1.5.1 国外车用电机及其控制系统发展历程及现状16

1.5.2 我国车用电机及其控制系统发展历程及现状18

1.5.3 车用电机及其控制系统技术发展趋势19

参考文献21

第2章 新能源汽车用电动机的结构、原理与基本特性22

2.1 概述22

2.2 直流电动机的结构、原理与基本特性22

2.2.1 直流电动机的结构22

2.2.2 直流电动机的工作原理23

2.2.3 直流电动机的基本特性24

2.2.4 直流电动机的机械特性28

2.3 交流异步电动机的结构、原理与基本特性31

2.3.1 交流异步电动机的结构31

2.3.2 交流异步电动机的工作原理32

2.3.3 交流异步电动机的基本特性33

2.4 交流永磁电动机的结构、原理与基本特性39

2.4.1 交流永磁电动机的分类与基本结构39

2.4.2 无刷直流电动机的结构、原理与基本特性41

2.4.3 永磁同步电动机的结构、原理与基本特性44

2.5 开关磁阻电动机的工作原理与基本特性52

2.5.1 开关磁阻电动机的结构52

2.5.2 开关磁阻电动机的工作原理54

2.5.3 开关磁阻电动机的运行特性55

参考文献57

第3章 新型电机工作原理与基本特性58

3.1 概述58

3.2 双机械端口能量变换器59

3.2.1 双机械端口能量变换器的结构59

3.2.2 双机械端口能量变换器的工作原理60

3.2.3 双机械端口能量变换器的工作特性61

3.3 混合励磁电机63

3.3.1 混合励磁电机的结构63

3.3.2 混合励磁电机的工作原理65

3.3.3 混合励磁电机的调速特性66

3.4 多相电机69

3.4.1 多相电机的电路结构69

3.4.2 多相电机谐波磁场分析71

3.4.3 多相电机变频调速系统的特点73

3.5 轮毂／轮边电机73

3.5.1 轮毂／轮边电机的驱动方式73

3.5.2 轮毂／轮边电机的工作原理74

3.5.3 轮毂／轮边电机驱动系统的转矩分配76

3.6 新型磁性材料在电机中的应用78

3.6.1 新型磁性材料研究的意义78

3.6.2 非晶合金材料在电机中的应用79

3.6.3 软磁复合材料在电机中的应用80

参考文献83

第4章新 能源汽车电机产品化设计方法85

4.1 概述85

4.2 新能源汽车电机产品化设计理念及设计准则86

4.3 多领域协同仿真、多层面集成优化的新能源汽车电机产品化设计验证技术87

4.3.1 车用电机产品化设计的主要步骤87

4.3.2 车用电机的概念设计与结构仿真87

4.3.3 车用电机多物理场分析计算与设计方案验证92

4.3.4 车用电机系统多层面协同仿真测试验证96

4.4 车用牵引电机的设计验证实例100

4.4.1 车用牵引电机的概念设计100

4.4.2 车用牵引电机的仿真分析与验证102

4.4.3 车用牵引电机的性能测试验证104

参考文献106

第5章 电力电子技术与变流器原理108

5.1 概述108

5.2 电力电子器件109

5.2.1 功率二极管110

5.2.2 功率场效应晶体管（MOSFET）112

5.2.3 绝缘栅双极晶体管（IGBT）115

5.2.4 MOS门极关断晶闸管（MCT）120

5.3 变流器技术122

5.3.1 整流电路122

5.3.2 直流斩波器129

5.3.3 逆变电路142

参考文献163

第6章 车用变流器应用技术164

6.1 概述164

6.2 功率电路164

6.2.1 功率模块应用技术164

6.2.2 电容器应用技术167

6.2.3 功率母排技术173

6.2.4 冷却技术175

6.2.5 电力电子模块集成技术183

6.3 IGBT驱动与保护电路186

6.3.1 IGBT的损坏机理及保护方式186

6.3.2 IGBT驱动与保护电路的基本要求189

6.3.3 典型IGBT驱动与保护电路190

6.4 控制器芯片（MCU）200

6.4.1 德州仪器控制器芯片TMS320F28335200

6.4.2 英飞凌控制器芯片TC 1797202

6.4.3 飞思卡尔控制器芯片MPC5675K207

6.5 变流器在新能源汽车上的应用举例213

6.5.1 太阳能新能源汽车功率变换器213

6.5.2 普锐斯混合动力车辆变换器214

6.5.3 燃料电池汽车变换器216

参考文献220

第7章 车用电机控制技术221

7.1 概述221

7.2 直流电动机控制技术222

7.2.1 典型直流电动机调速系统223

7.2.2 应用举例224

7.3 交流异步电动机控制技术225

7.3.1 基于转子磁链定向的异步电动机矢量控制技术226

7.3.2 基于定子磁链定向的异步电动机直接转矩控制技术239

7.3.3 异步电动机无速度传感器控制技术248

7.3.4 应用举例251

7.4 交流永磁电动机控制技术251

7.4.1 无刷直流电动机控制技术252

7.4.2 永磁同步电动机控制技术259

7.4.3 应用举例278

7.5 开关磁阻电动机控制技术279

7.5.1 开关磁阻电动机控制原理279

7.5.2 典型开关磁阻电动机调速系统281

7.5.3 应用举例283

参考文献283

第8章 车用电机智能控制技术285

8.1 概述285

8.2 模糊控制技术及其应用286

8.3 神经网络控制技术及其应用289

8.4 专家系统控制技术及其应用293

参考文献295

第9章新 能源汽车电机及其控制系统参数设计296

9.1 概述296

9.2 车用电机及其驱动系统性能匹配296

9.2.1 电动汽车典型运行工况296

9.2.2 车用电机及其控制系统性能匹配计算298

9.3 纯电驱动电动汽车用电机及传动系统典型方案301

9.3.1 牵引电机与减速器集成方案301

9.3.2 牵引电机与变速器集成方案302

9.3.3 牵引电机与电力电子集成方案304

9.3.4 三种动力总成系统对比305

参考文献306

第10章 新能源汽车电机及其控制系统应用307

10.1 概述307

10.2 混合动力轿车用电机及其驱动系统应用308

10.2.1 微混／弱混合动力轿车308

10.2.2 中度混合动力轿车311

10.2.3 深度混合动力轿车314

10.3 混合动力客车用电机及其驱动系统应用317

10.3.1 中度混合动力客车317

10.3.2 深度混合动力客车321

10.4 纯电驱动电动轿车用电机及其驱动系统应用323

10.4.1 微型纯电动轿车323

10.4.2 纯电动轿车324

10.4.3 燃料电池轿车326