电动汽车的新型驱动技术

　　序
　　前言
　　第1章 电动汽车概述1
　　1.1 电动汽车的历史与现状1
　　1.1.1 电动汽车发展历史1
　　1.1.2 国际电动汽车的现状4
　　1.1.3 国内电动汽车的现状9
　　1.2 电动汽车的特点和发展方向17
　　1.2.1 电动汽车的特点17
　　1.2.2 电动汽车的发展方向21
　　1.3 电动汽车的关键技术22
　　参考文献25
　　第2章 直流电动机及其驱动技术27
　　2.1 直流电动机驱动系统27
　　2.2 直流电动机28
　　2.2.1 他励直流电动机28
　　2.2.2 串励直流电动机29
　　2.2.3 并励直流电动机30
　　2.2.4 复励直流电动机30
　　2.3 变换器32
　　2.3.1 单象限型直流斩波器33
　　2.3.2 二象限型直流斩波器34
　　2.3.3 四象限型直流斩波器35
　　2.4 速度控制40
　　2.4.1 电压控制直流斩波器驱动系统41
　　2.4.2 带电压前馈的电压控制直流斩波器驱动系统42
　　参考文献43
　　第3章 交流感应电动机及其驱动技术45
　　3.1 交流感应电动机驱动系统45
　　3.2 交流感应电动机46
　　3.3 逆变器47
　　3.4 控制策略52
　　3.4.1 转速控制52
　　3.4.2 变压变频控制52
　　3.4.3 矢量控制54
　　3.4.4 自适应控制55
　　3.4.5 滑模控制57
　　3.4.6 效率优化控制58
　　3.4.7 变极控制60
　　参考文献61
　　第4章 开关磁阻电动机及其驱动技术63
　　4.1 开关磁阻电动机驱动系统63
　　4.2 开关磁阻电动机65
　　4.2.1 开关磁阻电动机的工作原理65
　　4.2.2 开关磁阻电动机的设计68
　　4.3 开关磁阻电动机的功率变换器71
　　4.4 开关磁阻电动机的控制73
　　参考文献77
　　第5章 永磁无刷电动机驱动技术78
　　5.1 概述78
　　5.2 永磁无刷电动机驱动系统79
　　5.3 永磁无刷电动机80
　　5.3.1 永磁材料81
　　5.3.2 转子永磁型无刷电动机82
　　5.3.3 定子永磁型无刷电动机83
　　5.3.4 永磁无刷电动机结构比较85
　　5.4 永磁无刷电动机控制技术85
　　5.4.1 无刷直流和永磁同步运行模式86
　　5.4.2 恒功率运行86
　　5.4.3 效率最优控制87
　　5.4.4 直接转矩控制88
　　5.4.5 人工智能控制88
　　5.4.6 无位置传感器控制88
　　5.4.7 控制策略比较89
　　5.5 永磁无刷电动机的发展方向91
　　参考文献92
　　第6章 新型双定子永磁无刷电动机及其驱动技术96
　　6.1 概述96
　　6.1.1 双定子及双转子电动机的发展96
　　6.1.2 混合动力电动汽车起动发电机设计100
　　6.2 双定子永磁电动机的结构与工作原理102
　　6.3 双定子永磁电动机的有限元分析107
　　6.4 电动机状态下双闭环控制策略在有限元时步法中的实现110
　　6.5 发电机状态有限元时步法的实现114
　　6.6 新型双定子永磁无刷电动机与传统永磁无刷电动机的比较117
　　参考文献120
　　第7章 新型双励磁永磁无刷电动机及其驱动技术122
　　7.1 概述122
　　7.2 双励磁永磁无刷电动机123
　　7.2.1 双定子爪极型双励磁永磁无刷电动机123
　　7.2.2 6/4极双凸极型双励磁永磁无刷电动机124
　　7.2.3 12/8极双凸极型双励磁永磁无刷电动机125
　　7.2.4 新型外转子型双励磁永磁无刷电动机126
　　7.3 双励磁永磁无刷电动机驱动系统129
　　7.4 双励磁永磁无刷电动机与双凸极永磁电动机的比较分析131
　　7.4.1 电动机结构分析和比较131
　　7.4.2 分析方法134
　　7.4.3 特性比较135
　　7.5 应用探讨：起动发电机139
　　参考文献145
　　第8章 新型记忆电动机及其驱动技术148
　　8.1 交流励磁记忆电动机148
　　8.2 新型直流励磁记忆电动机150
　　8.2.1 铝镍钴永磁体151
　　8.2.2 直流励磁记忆电动机的结构与原理154
　　8.2.3 直流励磁记忆电动机的有限元分析158
　　8.3 直流励磁记忆电动机的驱动控制164
　　8.3.1 直流励磁记忆电动机的调速控制164
　　8.3.2 直流励磁记忆电动机的磁通控制167
　　8.3.3 直流励磁记忆电动机的弱磁扩速168
　　8.4 进一步的研究170
　　参考文献170
　　第9章 新型磁性齿轮永磁无刷复合电动机及其驱动技术172
　　9.1 概述172
　　9.2 磁性齿轮173
　　9.2.1 平行轴磁性齿轮173
　　9.2.2 共轴磁性齿轮174
　　9.3 永磁无刷复合电动机183
　　9.3.1 永磁无刷复合电动机的机械结构184
　　9.3.2 永磁无刷复合电动机的有限元时步法分析185
　　9.4 永磁无刷复合电动机的控制方法188
　　9.4.1 永磁无刷复合电动机的数学模型188
　　9.4.2 永磁无刷复合电动机的动态仿真研究189
　　9.4.3 永磁无刷复合电动机的实验验证190
　　参考文献191
　　第10章 新型电子无级变速传输驱动技术194
　　10.1 概述194
　　10.2 基于行星齿轮的ECVT系统196
　　10.2.1 行星齿轮196
　　10.2.2 PG-ECVT运行模式197
　　10.3 基于双转子电动机的ECVT系统200
　　10.4 基于双定子永磁无刷层叠电动机的ECVT系统204
　　10.4.1 双定子永磁无刷层叠电动机204
　　10.4.2 基于双定子永磁无刷电动机的ECVT运行模式205
　　10.5 基于磁性齿轮的ECVT系统207
　　10.5.1 可连续调速传动的共轴磁性齿轮208
　　10.5.2 基于磁性齿轮的ECVT系统208
　　10.5.3 基于磁性齿轮的ECVT运行模式209
　　参考文献210

　　邹国棠，男，分别于1988年、1991年和1993年在香港大学获一级荣誉学士学位、硕士学位和博士学位，现为香港大学电机电子工程学系教授及国际电动车研究中心主任、博士生导师。主要研究领域：电动车、电机及驱动、清洁能源和电力电子，发表了约150篇国际学术期刊文章和约200篇国际学术会议文章，著有《Modern Electric Vehicle Technology》（牛津大学出版社，2001）、《混沌电机驱动及其应用》（科学出版社，2009）等著作。是国际工程技术学会资深会员（IET Fellow），国际电气电子工程师学会（IEEE）高级会员，《亚洲电动车学报》联合主编，《国际电能系统学报》副主编等。2003年获香港大学“杰出青年研究学者奖”；2004年获香港大学“教学院士奖”；2005年在美国举行的国际大学教学会议上获颁“卓越创新教学科研奖”；2007年在美国获国际汽车工程师学会颁授“2006年卓越环保运输奖”，以表扬其团队在环保电动车的教育、培训和环保意识等方面的卓越贡献；2008年获教育部颁授“长江学者奖励计划”讲座教授，在东南大学电机与电器学科从事相关研究。
　　程明，男，分别于1982年和1987年在南京工学院获学士学位和硕士学位，2001年于香港大学获博士学位。现任东南大学电气工程学院教授、博士生导师、院长，东南大学风力发电研究中心主任，是国际工程技术学会资深会员（IET Fellow）和国际电气电子工程师学会（IEEE）高级会员，兼任IEEE南京分部执委及IAS-PES联合分会主席，《电工技术学报》、《微电机》、《电力科学与技术学报》编委，是国家自然科学基金委员会第十二届专家评审组成员。主要研究领域：微特电机及测控系统、电动车驱动控制、风力发电技术等，主持或为主完成国家自然科学基金6项、国家863项目1项等研究课题数十项，发表论文200余篇，获授权专利16项，著有《微特电机及系统》、《混沌电机驱动及其应用》等教材和专著4部，获国家教委科技进步二等奖、江苏省科技进步二等奖、国际汽车工程师学会（SAE）2006年卓越环保运输奖、2007年度通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖、2009年国际工程技术学会电力应用奖（IET Premium Award in Electrical Power Applications）等学术奖励。

　　《电动汽车的新型驱动技术》总结了作者所在课题组在电动汽车技术中电机驱动系统方面近20年的研究成果，内容涉及多种电机驱动系统的结构、分析及控制。在深化传统电机驱动系统如直流电动机、交流感应电动机、开关磁阻电动机、永磁无刷电动机以及永磁同步电动机的基础上，《电动汽车的新型驱动技术》对当今前沿电机驱动系统如双定子永磁无刷电动机、双励磁永磁无刷电动机、记忆电动机、磁性齿轮永磁无刷复合电动机以及电子无级变速传输（ECVT）系统进行了讨论。《电动汽车的新型驱动技术》不仅利用数学模型和仿真对多种电机驱动系统进行了详细分析，同时还提供了大量的实验数据进行验证，供读者了解在电动汽车技术中电机驱动系统方面的最新研究成果。
　　《电动汽车的新型驱动技术》可作为电动汽车相关领域工程技术人员、大专院校师生的参考书，也可供对电动汽车感兴趣的人士阅读。