新能源汽车结构与原理

发展新能源汽车是国家战略。2012年国务院出台《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，提出了新能源汽车行业具体的产业化目标：到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。在国家及地方政府配套政策的支持下，我国新能源汽车实现了产业化和规模化的飞跃式发展。

我国已经连续三年位居全球新能源汽车产销大国。2017年，全球新能源汽车总销量超过了142万辆，累计销售突破了340万辆。截至2017年年底，我国新能源汽车累计销量达到180万辆，在全球累计销量中超过50%。无论是销量、增速还是全球市场份额，我国均为世界。

汽车产业“新四化”，即电动化、网联化、智能化、共享化，已成为汽车行业公认的未来趋势，不具备“四化”特征的车型便很有可能被淘汰。由于更适合演变为高级智能移动终端，新能源汽车将迎来高速发展。全球范围内，预计2022年新能源汽车销量将达600万辆；2030年，全球新能源汽车年销量有望达到1.03亿辆。

可以说汽车的“新能源时代”已经全面来临，不论是汽车制造产业，还是服务行业，抑或是每一个汽车消费者，都不得不面对它，迎接它的到来。如此，对于新能源汽车的构造及其原理的基本了解就成了我们必须面对的课题了。

本书结合汽车企业如宝马、奔驰、大众、奥迪及我国比亚迪、北汽新能源、上汽荣威等品牌在新能源汽车上的技术成果，以全彩图解的形式，生动形象地诠释了新能源汽车各种形式，以及运行原理，且以“电池、电动机、电控”为独立章节重点介绍了电动汽车核心技术部件的结构及原理。

本书由瑞佩尔主编，参加编写的人员还有彭启凤、黄中立、彭斌、刘振容、彭益均、胡荣添、彭启红、张鹏、张昌华、陈金美、满进波、彭达吾、刘振华、刘正宜、向旦、胡前明、胡雪飞、肖冬明、朱胜强、张建平、朱雄丰、曾永贵、刘艳、万成华、钟金秀、黄贵福、刘笃清、李丽娟、徐银泉。在编写过程中，参考了大量国内外相关文献和网络信息资料，在此，谨向这些资料信息的原创者们表示由衷的感谢！

囿于我们水平，及成书之匆促，书中疏漏之处在所难免，还请广大读者朋友及业内专家多多指正。

编　者

模块1新能源汽车概论

项目1　新能源汽车发展史　/ 001

1.1.1　新能源汽车的演变　/ 001

1.1.2　新能源汽车的兴起　/ 006

1.1.3　新能源汽车的优势　/ 006

项目2　新能源汽车的类别　/ 007

1.2.1　新能源与电动汽车的定义　/ 007

1.2.2　纯电动汽车（BEV）　/ 008

1.2.3　混合动力汽车（HEV）　/ 009

1.2.4　燃料电池汽车（FCV）　/ 010

模块2混合动力汽车初探

项目1　混合动力汽车的分类　/ 012

2.1.1　混合动力技术定义　/ 012

2.1.2　根据混动程度分类　/ 013

2.1.3　根据混动模式分类　/ 015

项目2　油电混动车型运行原理　/ 017

2.2.1　串联式混合动力系统结构原理　/ 017

2.2.2　并联式混合动力系统结构原理　/ 022

2.2.3　混联式混合动力系统结构原理　/ 031

2.2.4　车桥独立式混合动力系统　/ 040

项目3　油气混合车型原理　/ 043

2.3.1　CNG双燃料车型定义　/ 043

2.3.2　CNG车型系统结构　/ 044

2.3.3　CNG车型工作原理　/ 044

模块3纯电动汽车结构原理

项目1　纯电动汽车基本结构　/ 046

3.1.1　通用型纯电动汽车基本结构　/ 046

3.1.2　常见电动汽车高压部件　/ 047

项目2　纯电动汽车基本原理　/ 051

3.2.1　纯电动汽车系统组成　/ 051

3.2.2　纯电动汽车运行原理　/ 052

模块4电池与电源管理系统

项目1　电池构造与原理　/ 055

4.1.1　电池的特性与分类　/ 055

4.1.2　锂离子电池　/ 058

4.1.3　镍氢电池　/ 075

4.1.4　燃料电池　/ 080

项目2　电池冷却系统　/ 082

4.2.1　宝马i3电池冷却　/ 082

4.2.2　奥迪A3 e-tron电池冷却　/ 086

4.2.3　奔驰S500 PHEV电池冷却　/ 089

4.2.4　丰田-雷克萨斯HEV电池冷却　/ 090

项目3　电池充电系统　/ 092

4.3.1　众泰E30EV充电系统　/ 092

4.3.2　江淮IEV6/7充电系统　/ 094

项目4　电池管理系统　/ 097

4.4.1　比亚迪E6电池管理系统　/ 097

4.4.2　众泰E30EV电池管理系统　/ 101

项目5　电源转换系统　/ 103

4.5.1　宝马电源转换器　/ 104

4.5.2　众泰电源转换器　/ 107

项目6　高压分配系统　/ 109

4.6.1　宝马i3高压分配系统　/ 109

4.6.2　比亚迪唐高压配电箱　/ 111

4.6.3　奥迪Q5高压分配系统　/ 113

项目7　能量回收系统　/ 114

4.7.1　宝马X1混动制动能量回收　/ 114

4.7.2　本田雅阁-锐混动能量再生　/ 118

项目8　高压安全　/ 124

4.8.1　比亚迪高压安全防护　/ 124

4.8.2　奔驰C300 PHEV高压防护　/ 125

模块5电动机与动力控制系统

项目1　电动机构造分解　/ 127

5.1.1　电动机基本构造与原理　/ 127

5.1.2　比亚迪秦/唐电动机　/ 128

5.1.3　宝马i3/i8电动机　/ 131

5.1.4　宝马F49电动机　/ 137

5.1.5　宝马F18电动机　/ 140

5.1.6　奥迪e-tron车系电动机　/ 146

5.1.7　奥迪Q5混合动力电动机　/ 149

5.1.8　大众途锐HEV电动机　/ 150

5.1.9　奔驰S500 PHEV电动机　/ 151

5.1.10　路虎揽胜HEV电动机　/ 152

项目2　电动机控制系统　/ 155

5.2.1　众泰云100S动力系统　/ 155

5.2.2　宝马i3电动机控制系统　/ 157

5.2.3　宝马F49电动机控制器　/ 160

5.2.4　宝马F18电动机控制系统　/ 164

5.2.5　奔驰S500 PHEV功率电子装置　/ 171

5.2.6　传祺GA3S电动机控制　/ 171

模块6整车与混动控制系统

项目1　整车控制系统　/ 174

6.1.1　传祺GA3S PHEV　/ 174

6.1.2　荣威ERX5 EV　/ 175

6.1.3　北汽新能源EV200　/ 177

项目2　混合动力控制系统　/ 181

6.2.1　丰田THS混合动力控制系统　/ 181

6.2.2　本田IMA混合动力控制系统　/ 183

6.2.3　本田i-MMD混合动力系统　/ 185

模块7其他高压与电动化部件

项目1　电动空调压缩机　/ 187

7.1.1　宝马i3电动空调压缩机　/ 187

7.1.2　奔驰S500 PHEV电动压缩机　/ 190

项目2　电辅助加热器　/ 190

7.2.1　宝马i3电控辅助加热器　/ 190

7.2.2　宝马X1电气加热系统　/ 196

7.2.3　传祺GA3S PHEV电辅加热系统　/ 201

项目3　高压启动电动机　/ 203

7.3.1　宝马X1/i8车型　/ 203

7.3.2　别克君越混动　/ 205

项目4　电动化部件　/ 206

7.4.1　转向系统电动助力转向器　/ 206

7.4.2　自动变速器电动冷却泵　/ 207

7.4.3　制动系统电动真空泵　/ 211

模块8变速器与减速器

项目1　带电动机的自动变速器　/ 214

8.1.1　宝马F18八挡自动变速器　/ 214

8.1.2　奔驰S500 PHEV七挡自动变速器　/ 218

项目2　减速器功能型变速器　/ 219

8.2.1　宝马i3用变速器　/ 219

8.2.2　特斯拉变速器　/ 221

8.2.3　传祺机电耦合系统　/ 221

项目3　行星齿轮组变速器　/ 225

8.3.1　丰田P410混合传动桥　/ 225

8.3.2　通用4EL70混动变速器　/ 227

模块9CAN通信数据总线

项目1　混动车型网络总线　/ 229

9.1.1　大众途锐HEV总线网络　/ 229

9.1.2　丰田MPX多路通信系统　/ 231

项目2　纯电动车型网络总线　/ 235

9.2.1　宝马i3网络总线　/ 235

9.2.2　知豆电动汽车网络总线　/ 239

模块10氢燃料汽车

项目1　氢燃料汽车技术进程　/ 240

项目2　氢燃料汽车构造　/ 242

项目3　氢燃料汽车原理　/ 246