●前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 電力電子技術在電動汽車中的應用 4
1.3 電動汽車電力電子技術的特點和發展趨勢 6
1.3.1 電動汽車電力電子技術的特點 6
1.3.2 電動汽車電力電子技術的發展趨勢 7
參考文獻 9
第2章 電動汽車電力電子器件 10
2.1 電動汽車電力電子器件概述 10
2.2 功率半導體材料 12
2.2.1 半導體中的電子狀態和能帶 12
2.2.2 禁帶寬度與寬禁帶半導體材料 14
2.2.3 本征半導體和雜質半導體 15
2.3 功率二極管 17
2.4 晶閘管 23
2.4.1 晶閘管的結構與觸發 23
2.4.2 晶閘管的伏安特性與開關特性 24
2.5 功率金屬-氧化物-半導體場效應晶體管 26
2.5.1 功率MOSFET的結構與原理 27
2.5.2 功率MOSFET的靜態特性與開關特性 29
2.5.3 功率MOSFET的損耗 39
2.6 絕緣柵雙極晶體管 41
2.6.1 IGBT的結構與原理 41
2.6.2 IGBT的靜態特性與開關特性 44
參考文獻 49
第3章 電動汽車驅動電機繫統與控制技術 50
3.1 電動汽車驅動電機繫統概述 50
3.1.1 驅動電機繫統的構成 50
3.1.2 驅動電機繫統的類型與特點 51
3.1.3 整車對驅動電機繫統的技術要求 54
3.2 直流電機與控制技術 56
3.2.1 直流電機的結構與工作原理 56
3.2.2 直流電機的數學模型 58
3.2.3 直流電機的控制 59
3.3 無刷直流電機與控制技術 62
3.3.1 無刷直流電機的結構與工作原理 62
3.3.2 無刷直流電機的數學模型 64
3.3.3 無刷直流電機的控制 66
3.4 永磁同步電機與控制技術 70
3.4.1 永磁同步電機的結構與工作原理 70
3.4.2 永磁同步電機的數學模型 73
3.4.3 永磁同步電機的磁場定向控制 82
3.5 交流感應電機與控制技術 90
3.5.1 交流感應電機的結構與工作原理 90
3.5.2 交流感應電機的數學模型 91
3.5.3 交流感應電機的轉子磁場定向控制 97
3.6 三相電壓型逆變電路的空間矢量脈寬調制 107
3.6.1 空間矢量脈寬調制的基本原理 107
3.6.2 空間矢量脈寬調制的實現 111
3.7 開關磁阻電機原理與控制技術 114
3.7.1 開關磁阻電機的結構與工作原理 114
3.7.2 開關磁阻電機的數學模型 116
3.7.3 開關磁阻電機的控制 118
參考文獻 121
第4章 電動汽車傳導充電繫統與控制技術 123
4.1 傳導充電繫統概述 123
4.1.1 傳導充電繫統的分類 123
4.1.2 傳導充電繫統的構成 124
4.2 充電繫統中的整流電路 125
4.2.1 充電繫統中的橋式不控整流電路 125
4.2.2 充電繫統中的同步整流技術 127
4.3 充電繫統中的功率因數校正電路 130
4.3.1 單相功率因數校正電路 130
4.3.2 三相功率因數校正電路 136
4.4 傳導充電繫統的控制 141
4.4.1 車載儲能部件的充電模式 141
4.4.2 傳導充電繫統的控制方法 144
參考文獻 145
第5章 電動汽車無線充電繫統與控制技術 147
5.1 無線充電繫統概述 147
5.1.1 無線充電繫統的分類 147
5.1.2 無線充電繫統的構成 148
5.2 耦合線圈的數學模型 149
5.2.1 雙線圈繫統的磁耦合關繫 149
5.2.2 雙線圈繫統的數學模型與等效電路 150
5.3 耦合線圈的補償與諧振電路 153
5.3.1 耦合線圈的串聯-串聯型補償 153
5.3.2 耦合線圈的串聯-並聯型補償 156
5.3.3 耦合線圈的並聯-串聯型補償 157
5.3.4 耦合線圈的並聯-並聯型補償 159
5.3.5 耦合線圈的“C-CC”型補償 161
5.3.6 耦合線圈的“LCC-CCL”型補償 162
5.4 耦合線圈的電能傳輸特性 164
5.4.1 耦合線圈繫統的輸出特性 164
5.4.2 耦合線圈繫統的效率特性 165
5.5 無線充電繫統的電磁安全性 167
5.6 無線充電繫統的控制 169
參考文獻 171
第6章 燃料電池汽車直流-直流變換器與控制技術 173
6.1 燃料電池汽車直流-直流變換器概述 173
6.1.1 燃料電池動力繫統構型 173
6.1.2 燃料電池汽車直流-直流變換器的作用 174
6.1.3 燃料電池汽車直流-直流變換器的類型 175
6.2 單向直流-直流變換器主電路結構與控制 176
6.2.1 Buck變換器主電路結構與基本關繫式 176
6.2.2 Boost變換器主電路結構與基本關繫式 179
6.2.3 升降壓型變換器主電路結構與基本關繫式 181
6.2.4 高電壓增益變換器主電路拓撲結構與基本關繫式 183
6.2.5 功率分配與變換器被控量的選擇 186
6.2.6 單向直流-直流變換器的建模與控制 188
6.3 雙向非隔離型直流-直流變換器主電路拓撲結構與控制 196
6.3.1 雙向非隔離型直流-直流變換器主電路的拓撲結構 196
6.3.2 雙向直流-直流變換器的控制 197
6.4 直流-直流變換器的交錯式主電路拓撲結構與控制 199
6.4.1 直流-直流變換器的交錯式主電路拓撲結構 199
6.4.2 交錯式電路拓撲結構直流-直流變換器的控制 203
6.5 寄生參數對變換器性能的影響 204
6.5.1 寄生參數對Buck變換器性能的影響 204
6.5.2 寄生參數對Boost變換器性能的影響 206
參考文獻 208
第7章 電動汽車低壓直流-直流變換器與控制技術 209
7.1 低壓直流-直流變換器概述 209
7.2 全橋式低壓直流-直流變換器 210
7.3 半橋式低壓直流-直流變換器 212
7.4 低壓直流-直流變換器的軟開關技術 214
7.4.1 半橋式LLC諧振直流-直流變換器 214
7.4.2 有源鉗位正反激直流-直流變換器 220
參考文獻 223
第8章 電動汽車電力電子技術應用中的共性問題 224
8.1 電動汽車電力電子器件的驅動 224
8.1.1 驅動電路的作用與基本要求 224
8.1.2 驅動電壓與柵極電阻的選擇 228
8.2 電動汽車電力電子器件的保護 231
8.2.1 電動汽車電力電子器件的失效分析 231
8.2.2 電動汽車電力電子器件的保護方法 234
8.3 電動汽車電力電子器件的熱管理 239
8.3.1 電動汽車電力電子器件熱管理的作用 239
8.3.2 電動汽車電力電子器件的封裝與影響 240
8.3.3 電動汽車電力電子器件基本傳熱方式 244
8.4 電動汽車電力電子部件的數字化控制 247
8.4.1 數字化控制繫統的技術特征與研發流程 247
8.4.2 數字化控制繫統的硬件電路 251
8.4.3 數字化控制繫統的軟件開發 261
8.5 電動汽車電力電子部件的電磁兼容問題 263
8.5.1 電動汽車電力電子部件的電磁噪聲 263
8.5.2 靜電放電對電力電子部件的影響 267
8.5.3 電動汽車電磁噪聲的耦合途徑 268
8.5.4 電動汽車電力電子部件電磁干擾的抑制 270
8.6 電動汽車多電力電子部件的集成 276
8.6.1 電動汽車多電力電子部件集成可行性分析 276
8.6.2 電動汽車多電力電子部件集成實例 278
8.7 電動汽車電力電子部件的測試與評價 282
8.7.1 電動汽車電力電子部件測試與評價內容 282
8.7.2 電動汽車電力電子部件測試與評價方法 284
參考文獻 286

本書基於作者多年從事電動汽車電力電子技術教學和科研工作積累的經驗，面向電動汽車整車、關鍵部件的實際工程問題，繫統闡述電力電子技術在電動汽車領域應用的理論基礎、研究方法和共性問題。本書主要內容包括電力電子技術在電動汽車中的應用現狀、特點和發展趨勢，電動汽車電力電子器件的結構、原理與特性，電動汽車驅動電機繫統與控制技術，電動汽車充電繫統的組成、原理與控制技術，燃料電池汽車直流-直流變換器與控制技術，電動汽車低壓直流-直流變換器與控制技術，電力電子技術在電動汽車中應用的共性問題。