燃料电池电动汽车原理与技术

1.本书系普通高等教育汽车类专业系列教材，全彩印刷，主要介绍了燃料电池及系统的基本原理、组成和主要辅件，燃料电池电动汽车的动力系统组成、主要部件及辅助系统，以及制氢、储氢、运输等基础设施方面的知识。2. 本书编写团队来自学校、企业相关研究人员，既有理论支持，也有实践应用。3. 本书可作为普通高等院校车辆工程及相近专业的教材或参考书，也可作为从事燃料电池电动汽车技术研究、生产管理、技术服务等相关工作的工程技术人员的参考书。

本书介绍了燃料电池电动汽车的发展历程、分类与特点以及未来的发展趋势；叙述了燃料电池的原理、特点、工作特性及主要辅件的原理；分析了燃料电池电动汽车动力系统构型与整车控制；阐释了燃料电池电动汽车动力系统建模方法；阐述了燃料电池电动汽车可能使用的电机和电池的类型、性能和应用现状；从整车角度全面剖析了燃料电池电动汽车所涉及的主要部件的热管理系统组成及性能测试评价方法；系统介绍了燃料电池电动汽车的电气系统、辅助系统、充电系统及总线系统。此外，本书对燃料电池电动汽车基础设施方面的制氢、储氢、运输以及加氢等也做了介绍。本书可作为普通高等院校车辆工程及相近专业的教材或参考书，也可作为从事燃料电池电动汽车技术研究、生产管理、技术服务等相关工作的工程技术人员的参考书。

前言
第1章 概述 001
1.1 燃料电池电动汽车发展历程 001
1.2 燃料电池电动汽车的分类及特点 007
1.2.1 纯燃料电池电动汽车 007
1.2.2 混合动力式燃料电池电动汽车 008
1.2.3 增程式燃料电池电动汽车 008
1.3 燃料电池电动汽车的发展趋势 009
1.3.1 国外燃料电池电动汽车的发展趋势 010
1.3.2 国内燃料电池电动汽车的发展趋势 010
思考题 012
参考文献 012
第2章 燃料电池及其系统组成 014
2.1 燃料电池的发展历程 014
2.2 燃料电池的原理与分类 015
2.2.1 燃料电池的工作原理 015
2.2.2 燃料电池的分类 016
2.3 质子交换膜燃料电池 017
2.3.1 质子交换膜燃料电池的原理与特点 017
2.3.2 质子交换膜燃料电池的主要部件 018
2.3.3 质子交换膜燃料电池的工作特性 020
2.3.4 质子交换膜燃料电池的性能 021
2.4 燃料电池系统辅件 022
2.4.1 空气压缩机 022
2.4.2 增湿器 025
2.4.3 氢气循环装置 026
2.4.4 散热器及水泵 027
2.5 其他辅件选型 027
2.5.1 储氢瓶 027
2.5.2 储氢瓶瓶口阀和PRD 阀等 029
2.6 燃料电池堆控制单元 029
思考题 030
参考文献 030
第3章 燃料电池电动汽车动力系统及整车控制 032
3.1 燃料电池电动汽车动力系统 032
3.1.1 燃料电池电动汽车动力系统概述 032
3.1.2 燃料电池电动汽车动力系统常见构型 034
3.1.3 燃料电池电动汽车动力系统部件选型 036
3.1.4 燃料电池混合动力汽车动力系统构型分析 038
3.2 动力系统能量分配 039
3.2.1 能量分配策略模式 039
3.2.2 动力系统能量分配控制架构及模式 041
3.2.3 典型动力系统能量管理分析 043
3.3 能量管理建模分析与控制 043
3.3.1 燃料电池电动汽车动力系统建模 044
3.3.2 模糊控制策略 047
3.3.3 非线性控制策略 047
3.3.4 燃料电池电动汽车仿真分析 052
3.4 整车控制单元 054
3.4.1 整车控制器概述 054
3.4.2 燃料电池电动汽车整车控制单元 055
3.4.3 整车控制单元硬件 055
3.4.4 整车控制单元软件 058
思考题 065
参考文献 066
第4章 电机驱动系统 070
4.1 电机驱动系统概述 071
4.2 直流电机驱动系统 071
4.2.1 直流电机的结构及特点 071
4.2.2 直流电机的工作原理 072
4.2.3 直流电机控制系统 072
4.2.4 实例应用 073
4.3 永磁同步电机驱动系统 074
4.3.1 永磁同步电机的结构及特点 075
4.3.2 永磁同步电机的工作原理 077
4.3.3 永磁同步电机控制系统 078
4.3.4 实例应用 079
4.4 异步电机驱动系统 081
4.4.1 交流感应电机的结构及特点 081
4.4.2 异步电机的工作原理 082
4.4.3 异步电机模型及控制 083
4.4.4 实例应用 085
4.5 开关磁阻电机驱动系统 085
4.5.1 开关磁阻电机的结构及特点 085
4.5.2 开关磁阻电机的工作原理 086
4.5.3 开关磁阻电机模型及控制 087
思考题 089
参考文献 089
第5章 辅助动力电池系统 092
5.1 动力电池的种类及结构 092
5.1.1 镍氢电池 092
5.1.2 锂离子电池 094
5.1.3 锌空气电池 096
5.1.4 锂硫电池 098
5.2 电池性能指标 100
5.2.1 荷电状态（SOC） 100
5.2.2 健康状态（SOH） 102
5.2.3 峰值功率能力（SOP） 104
5.2.4 内部温度状态（SOT） 104
5.2.5 安全状态（SOS） 105
思考题 106
参考文献 106
第6章 燃料电池电动汽车热管理系统 108
6.1 燃料电池发动机热管理 108
6.1.1 燃料电池的热特性分析及散热需求 109
6.1.2 空气压缩机和压缩空气热特性分析 109
6.1.3 燃料电池热管理系统的结构 110
6.1.4 燃料电池热管理系统的控制策略 111
6.2 电驱动系统热管理 111
6.3 动力电池热管理系统 112
6.4 整车热管理系统性能测试评价 114
6.4.1 整车热管理系统目标 114
6.4.2 整车热管理系统的性能 114
6.4.3 整车热管理性能测试方法 114
6.4.4 前机舱热管理分析 118
6.4.5 乘员舱热管理分析 119
6.5 燃料电池电动汽车整车交互热管理系统 121
思考题 122
参考文献 122
第7章 燃料电池电动汽车电气及总线系统 125
7.1 电动汽车电气系统 125
7.1.1 低压电气系统 125
7.1.2 高压电气系统 126
7.2 电动化辅助系统 128
7.2.1 电动转向系统 128
7.2.2 电控制动系统 129
7.2.3 电动空调系统 135
7.3 充电系统 138
7.3.1 充电系统的组成 138
7.3.2 充电系统的工作原理 141
7.4 车载总线系统 144
7.4.1 CAN总线系统的主要特点 145
7.4.2 车载总线系统的主要技术指标 146
7.4.3 车载总线的分类 147
7.4.4 其他车载总线 147
思考题 149
参考文献 150
第8章 燃料电池电动汽车的基础设施 151
8.1 制氢 151
8.1.1 化石燃料制氢 151
8.1.2 焦炉煤气副产氢 152
8.1.3 电解水制氢 152
8.2 氢气储存和运输 153
8.2.1 氢气储存 153
8.2.2 氢气运输 154
8.3 加氢站 155
8.3.1 加氢站建设要求 155
8.3.2 加氢站组成 156
8.3.3 加氢站平面布置 157
8.3.4 站控系统 159
8.4 加氢设备 160
8.4.1 加氢机 160
8.4.2 加氢口接口形式及要求 162
8.4.3 35MPa及70MPa加氢通信要求 163
8.4.4 加氢枪的相关要求 165
思考题 166
参考文献 166