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编辑推荐
适读人群 :本书图文并茂,内容简洁易懂,既可作为高校电动汽车专业教材,也适合于电动汽车行业的相关技术人员和售后服务人员参考。 本书是关于“新技术(电动)汽车的结构、原理与维修”的,内容新而全面,市场竞争力较强。
编写上,以具体车型为例,图表丰富,具有很强的可操作性和实用性。(受资料所限,市场上现有同类书以原理为主)
涉及车型丰富,包括:比亚迪秦、唐,比亚迪E6,特斯拉MOEDLS,宝马i3,荣威E50,众泰100S,知豆,雪佛兰赛欧EV……
附录介绍了电动汽车常见英文缩写释义。
内容简介
本书以市面主流插电式混合动力车辆(比亚迪秦、唐)及纯电动车型(比亚迪E6、特斯拉MODEL S、宝马i3、荣威E50、众泰100S、知豆、雪佛兰赛欧EV)为例,依次讲述了电动汽车的定义与分类,电动汽车使用与维修规范,电动汽车电源系统、动力系统、冷却系统、高压系统、低压系统、空调系统的构造与原理、检测及故障诊断。并在本书的最后,用附录介绍了电动汽车常见英文缩写的释义。
本书图文并茂,内容简洁易懂,既可作为高校电动汽车专业教材,也适合于电动汽车行业的相关技术人员和售后服务人员参考。
内页插图
目录
第1章 电动汽车概述1
1.1 电动汽车定义与分类 1
1.1.1 纯电动汽车 1
1.1.2 混合动力电动汽车 1
1.1.3 燃料电池电动汽车 2
1.2 电动汽车基本结构 2
1.2.1 电源 2
1.2.2 驱动电动机 3
1.2.3 电动机调速控制装置 4
1.2.4 传动装置 4
1.2.5 行驶装置 4
1.2.6 转向装置 4
1.2.7 制动装置 5
1.3 电动汽车运行原理 5
第2章 电动汽车使用与维修规范8
2.1 电动汽车使用安全 8
2.1.1 高压系统作业说明 8
2.1.2 高压电池的使用 8
2.1.3 充电作业要求 9
2.1.4 车辆发生事故后安全事项 10
2.2 电动汽车维修安全事项 10
2.2.1 电动汽车维修安全守则 10
2.2.2 无压状态下切换高压系统 11
2.2.3 电动汽车维修注意事项 12
第3章 电动汽车电源系统13
3.1 动力电池 13
3.1.1 动力电池结构与特性 13
3.1.2 动力电池维护与保养 28
3.1.3 特斯拉MODELS动力电池拆装 33
3.1.4 特斯拉MODELS电气绝缘步骤 35
3.1.5 动力电池故障检测及处理 36
3.2 电池管理系统 43
3.2.1 系统功能与原理 43
3.2.2 系统端子检测 51
3.2.3 系统故障排除 57
3.3 电池充电系统 59
3.3.1 系统组成及原理 59
3.3.2 部件检修 72
3.3.3 故障诊断 86
第4章 电动汽车动力系统89
4.1 电动机与转换器 89
4.1.1 比亚迪唐驱动电动机 89
4.1.2 众泰100S直流电变换器 92
4.1.3 特斯拉MODELS直流-直流换流器拆装 92
4.1.4 宝马i3增程设备电机 94
4.2 驱动电机控制 95
4.2.1 比亚迪秦驱动电机控制 95
4.2.2 比亚迪E6先行者动力系统 100
4.2.3 比亚迪唐电动驱动系统 106
4.2.4 众泰100动力系统 123
4.2.5 荣威E50驱动电机控制 128
4.2.6 宝马i3电机电子伺控系统 130
4.2.7 驱动电机控制器故障维修 141
第5章 电动汽车冷却系统146
5.1 冷却系统结构 146
5.1.1 荣威E50高压电池与驱动电机冷却 146
5.1.2 雪佛兰赛欧EV混合动力冷却系统 150
5.2 冷却系统检修 153
5.2.1 驱动电机冷却系统冷却液的排空与加注 153
5.2.2 动力电池冷却系统冷却液的排空与加注 153
5.3 冷却系统故障诊断 154
5.3.1 赛欧EV电子装置冷却系统诊断 154
5.3.2 赛欧EV冷却系统泄漏测试 155
5.3.3 赛欧EV蓄电池组冷却液加热器故障 156
5.3.4 赛欧EV蓄电池组冷却液泵故障 156
5.3.5 赛欧EV电子装置冷却液泵故障 159
第6章 电动汽车高压系统162
6.1 系统结构与原理 162
6.1.1 荣威E50高压配电单元 162
6.1.2 宝马i3高压系统 163
6.1.3 比亚迪秦高压配电箱 167
6.1.4 比亚迪唐高压配电箱 168
6.2 高压系统维修 171
6.2.1 比亚迪唐高压配电系统维修 171
6.2.2 雪佛兰VOLT高压解除 173
6.2.3 雪佛兰VOLT高压启用 183
第7章 电动汽车低压系统184
7.1 系统结构与原理 184
7.1.1 荣威E50低电压系统 184
7.1.2 雪佛兰VOLT电源模式 186
7.1.3 雪佛兰VOLT保持型附件电源 188
7.1.4 雪佛兰VOLT附件直流电源控制模块 189
7.2 低压系统电池 190
7.2.1 比亚迪秦铁电池 190
7.2.2 比亚迪唐低压铁电池 190
7.2.3 赛欧EV12V蓄电池的放电与充电 194
7.3 低压电器系统检修 195
7.3.1 比亚迪唐自动大灯高度传感器初始化 195
7.3.2 雪佛兰VOLT车窗电机编程 196
7.3.3 比亚迪E6先行者CAN-BUS故障检修 197
第8章 电动汽车空调系统199
8.1 空调系统构造 199
8.1.1 荣威E50暖风与空调系统 199
8.1.2 宝马冷暖空调系统 203
8.1.3 赛欧EV暖风与空调系统 208
8.2 空调控制原理 209
8.2.1 温度和分配控制 209
8.2.2 制冷系统原理 209
8.2.3 空调运行控制 211
8.2.4 冷热空调电路原理 212
8.3 系统功能检测 213
8.3.1 赛欧EV空调(A/C) 系统性能测试 213
8.3.2 比亚迪唐汽车空调控制系统部件检测 213
8.4 系统故障诊断 216
8.4.1 空调维修基本方法 216
8.4.2 赛欧EV暖风与空调诊断 217
8.4.3 空调系统故障分析与排除 220
附录 电动汽车常用英文缩写释义224
前言/序言
广义的电动汽车包括纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(PHEV)、燃料电池汽车(FCEV)。狭义的电动汽车是指以车载电源为动力,用电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相比传统汽车较小,其前景被广泛看好。它靠存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12 或24 块电池,有时则需要更多。
电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)是新型的混合动力电动汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力,插电式混合动力汽车的驱动原理、驱动单元与电动车相同,唯一不同的是车上装备有一台发动机。
插电式混合动力汽车与普通混合动力汽车的区别是,普通混合动力汽车的电池容量很小,仅在启/停、加/减速的时候供应/回收能量,不能外部充电,不能用纯电模式较长距离行驶;插电式混合动力汽车的电池相对比较大,可以外部充电,可以用纯电模式行驶,电池电量耗尽后再以混合动力模式(以内燃机为主)行驶,并适时向电池充电。
据相关数据统计,我国2015 年累计生产新能源汽车37.89万辆,同比增长4 倍。其中,纯电动乘用车生产14.28万辆,同比增长3倍;插电式混合动力乘用车生产6.36万辆,同比增长3倍;纯电动商用车生产14.79万辆,同比增长8倍;插电式混合动力商用车生产2.46万辆,同比增长79%。2009~2015年我国累计生产新能源汽车49.7万辆, 在全球新能源汽车销量中占比超过30%。
在全球销量前20名中,除比亚迪外,还有8个我国车企上榜,分别为北汽、江淮、上汽荣威、众泰、康迪、江铃、奇瑞和吉利。
由此看来,我国电动汽车的春天已经来了!介于目前介绍电动汽车构造、原理与维修的书籍很少,为了更好地迎合市场的需求与时代的需要,我们编写了这本《图解新型电动汽车结构·原理与维修》。该书既可供高等院校电动汽车专业作为教材使用,也可供电动汽车从业技术人员及售后服务人员作为自学读本参考学习。
本书以市面主流插电式混合动力车辆(比亚迪秦、唐)及纯电动车辆(比亚迪E6、特斯拉MODEL S、宝马i3、荣威E50、众泰100S、知豆、雪佛兰赛欧EV)为例,依次讲述了电动汽车的定义与分类,电动汽车使用与维修规范,电动汽车电源系统、动力系统、冷却系统、高压系统、低压系统、空调系统的构造与原理、检测及故障诊断,并在本书的最后,用附录介绍了电动汽车常见英文缩写的释义。
本书由瑞佩尔主编,朱其谦、杨刚伟、吴龙、张祖良、汤耀宗、赵炎、陈金国、刘艳春、徐红玮、张志华、冯宇、赵太贵、宋兆杰、陈学清、邱晓龙、朱如盛、周金洪、刘滨、陈棋、孙丽佳、周方、彭斌、王坤、章军旗、满亚林、彭启凤、李丽娟、徐银泉参与编写。在编写过程中,参考了国内外相关文献资料,在此,一并表示由衷的感谢!
由于水平所限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
编者
《驾驭未来:新能源汽车技术精要与实践指南》 本书旨在为广大汽车爱好者、技术从业者以及对新能源汽车产业充满好奇的读者提供一份全面而深入的知识宝典。本书不涉及具体的车型结构图解、原理分析以及维修方法,而是将视角聚焦于新能源汽车发展的宏观脉络、核心技术趋势以及产业生态的演变。我们将一同探索这场席卷全球的交通革命,理解其驱动力,掌握其关键技术,并展望其未来发展。 第一章:新能源汽车的时代呼唤与发展浪潮 本章将深入剖析推动新能源汽车产业蓬勃发展的深层原因。我们将从全球气候变化、能源结构转型、空气质量改善以及国家战略导向等多个维度,解读为何新能源汽车已成为不可逆转的时代潮流。通过梳理不同国家和地区在发展新能源汽车方面的政策支持、市场培育以及技术路线选择,读者将能清晰地认识到这场技术变革的全球性以及其背后复杂的利益博弈与合作。我们将探讨传统燃油车向新能源汽车转型的必然性,以及这一转型对整个汽车产业链、能源供应体系乃至社会生活方式可能带来的深远影响。 第二章:驱动核心:电动化技术的深度解析 本章将聚焦于新能源汽车最核心的驱动技术——电动化。我们将从电能储存、能量转换和电机驱动三个层面,对电动汽车的关键技术进行高屋建瓴式的阐述,而非局限于具体车型的组件分解。 电能储存的演进与展望: 读者将了解不同类型电池技术的原理、发展历程以及各自的优缺点,例如锂离子电池的各类化学体系(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂等)在能量密度、安全性、成本、寿命等方面的差异与权衡。我们将深入探讨下一代电池技术,如固态电池、锂硫电池、钠离子电池等的前沿研究进展,以及它们可能为电动汽车带来的革命性突破。此外,本书还将触及电池管理系统(BMS)的重要性,虽然不涉及具体电路图,但会强调其在保障电池安全、提升性能和延长寿命方面的关键作用。 能量转换的智慧: 本章将重点介绍电动汽车的核心能量转换部件——电驱动系统。我们将解析电力电子器件(如IGBT、MOSFET)在电力转换中的作用,以及其在控制电机运行、实现能量回收(制动能量回收)等方面的重要性。读者将理解功率变换器、DC/DC转换器等在整个电驱动系统中的功能定位,以及它们如何协同工作,将电池的直流电转换为电机所需的交流电,并优化能量的传输效率。 电机驱动的未来: 我们将探讨不同类型电机(如永磁同步电机、异步电机)的原理差异、性能特点以及在电动汽车中的应用考量。本书将侧重于电机控制策略的先进性,例如矢量控制、直接转矩控制等,它们如何实现对电机转速、扭矩的精准控制,从而赋予电动汽车平顺、高效的驾驶体验。同时,我们将展望电机技术的未来发展方向,如集成化、高效化、新型材料的应用等。 第三章:智能互联:新能源汽车的“大脑”与“神经系统” 本章将深入探讨新能源汽车在智能化和网联化方面的发展。我们将重点关注那些赋予汽车“生命”和“智慧”的关键技术,而非车辆的内部线路图或传感器安装位置。 车载计算平台与算力升级: 读者将了解现代新能源汽车如何成为一个移动的智能终端,其背后强大的车载计算平台是实现各项智能功能的基石。我们将探讨不同计算芯片(CPU、GPU、FPGA、ASIC)在车载系统中的应用,以及它们如何处理海量数据、运行复杂的算法。本书将着重于算力在自动驾驶、智能座舱、车联网等场景中的核心地位,以及未来算力需求将如何持续增长。 感知融合与决策判断: 本章将阐述新能源汽车如何通过各种传感器(如摄像头、雷达、激光雷达、超声波传感器)来感知外部环境,以及这些传感器数据的融合技术如何帮助车辆建立起对周围世界的全面认知。我们将讨论基于机器学习和人工智能的感知算法,它们如何识别行人、车辆、交通标志等,从而为车辆的决策提供依据。 网联技术与生态构建: 我们将深入分析V2X(Vehicle-to-Everything)通信技术的重要性,包括V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与基础设施)、V2P(车辆与行人)等。本书将着重于这些通信技术如何提升道路安全、优化交通效率,并为车辆提供实时信息服务。此外,我们还将探讨新能源汽车如何融入更广阔的智能互联生态系统,例如与智能家居、城市交通管理系统等的联动,从而构建一个更加智慧、便捷的出行未来。 第四章:充电与能源:构建高效的补能网络 本章将聚焦于新能源汽车赖以生存的能源补给系统,重点探讨充电技术、标准以及未来能源供应的模式,而非具体的充电桩型号或接口类型。 充电技术的多元化: 读者将了解不同充电方式的原理和特点,包括交流慢充、直流快充以及无线充电等。本书将侧重于快充技术的发展趋势,如大功率充电、高电压平台等,以及它们如何大幅缩短充电时间,缓解用户的“里程焦虑”。 充电标准与互操作性: 我们将探讨全球范围内充电标准的演变与差异,以及统一标准对于充电设施互联互通、用户体验提升的重要性。本书将分析不同国家和地区在充电接口、通信协议等方面的标准制定情况,以及未来标准融合的可能路径。 能源互联网与分布式能源: 本章将展望新能源汽车与未来能源互联网的深度融合。我们将探讨V2G(Vehicle-to-Grid)技术,即电动汽车作为移动的储能单元,能够向电网输送电力的可能性,以及这对稳定电网、消纳可再生能源的意义。同时,我们将分析分布式能源(如太阳能、风能)如何与电动汽车充电相结合,构建更加绿色、智能的能源补给体系。 第五章:产业前瞻:新能源汽车的未来之路 本章将超越技术细节,从产业发展的角度,对新能源汽车的未来进行前瞻性探讨。 商业模式的创新与演进: 我们将分析新能源汽车销售、服务、充电、运营等环节涌现出的新型商业模式,例如共享出行、订阅服务、能源服务等,以及它们如何重塑传统的汽车消费体验。 可持续发展与循环经济: 本书将关注新能源汽车全生命周期的可持续性,包括电池回收与梯次利用、材料的绿色制造以及报废车辆的处理等。我们将探讨如何构建一个真正意义上的循环经济,最大限度地降低新能源汽车对环境的影响。 技术融合与跨界合作: 读者将了解到,新能源汽车的发展并非孤立的产业,而是与人工智能、大数据、5G通信、新材料等前沿技术深度融合的产物。我们将探讨未来汽车产业与其他产业之间的跨界合作,以及这种合作将如何催生颠覆性的产品和解决方案。 用户体验的重塑: 本章将聚焦于新能源汽车如何通过技术创新,全面提升用户的驾乘体验。从更智能的交互方式、更个性化的服务,到更安全可靠的出行保障,我们将展望未来新能源汽车将如何成为集出行、娱乐、社交于一体的移动空间。 结语 《驾驭未来:新能源汽车技术精要与实践指南》旨在为您打开一扇认识新能源汽车产业的智慧之门,帮助您理解这场深刻的变革,把握核心技术脉搏,并以更广阔的视野去迎接未来出行方式的无限可能。本书不提供具体的操作手册,但它提供的是一种思维方式、一种认知框架,一种对未来趋势的敏锐洞察。
总的来说,这本《图解新型电动汽车结构·原理与维修》给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一种信心的提升。我不再是那个对电动汽车一无所知的门外汉,而是对它有了更清晰、更深入的了解。这本书就像一位耐心而博学的老师,用最直观的方式,引领我走进电动汽车的世界。我非常庆幸自己做出了这个选择,它不仅解答了我心中的许多疑问,更激发了我对这个领域进一步探索的兴趣。我强烈推荐给所有对新型电动汽车感兴趣,或者有需要了解相关知识的朋友们。相信我,这本书不会让你失望。