图解电动汽车结构·原理·维修

定　　价：69.8 元

• 作者：曹砚奎
• 出版时间：2020/3/1
• ISBN：9787111634539
• 出 版 社：机械工业出版社

• 中图法分类：U469.72-64 
• 页码：200
• 开本：16开

内容简介

《图解电动汽车结构·原理·维修》用通俗易懂的语言对电动汽车整车控制系
统、动力源、驱动系统、充电系统、转向系统、空调系统、制动系统的原理和维修等
内容进行了模块化分解阐述，将电动汽车复杂的技术问题图形化、简单化，使读者更
容易地学习电动汽车的技术知识、轻松地扩大知识面和视野。本书适合大中专院校学
生、教师，以及广大电动汽车车主和维修人员阅读。

目 录

目 录
前言
图解电动汽车结构 . 原理 . 维修
2.1.3　整车能量管理 .............................................................. 13
2.1.4　通信网络管理 .............................................................. 13
2.1.5　制动能量回收 .............................................................. 14
2.1.6　故障诊断与处理 .......................................................... 14
2.1.7　车辆状态监测 .............................................................. 14
2.2　整车控制器与各子控制器的关系 ........................................ 15
2.2.1　整车控制器与电机控制器 .......................................... 15
2.2.2　整车控制器与档位传感器 .......................................... 15
2.2.3　整车控制器与动力蓄电池管理系统 .......................... 16
2.2.4　整车控制器与车载充电机 .......................................... 16
2.2.5　整车控制器与空调压缩机控制器 .............................. 16
2.2.6 整车控制器与 DC/DC 变换器 .................................... 16
2.2.7　整车控制器与高压控制盒 .......................................... 17
2.3　整车供断电 ............................................................................ 17
2.3.1　低压供电原理 .............................................................. 18
2.3.2　控制器的唤醒方式 ...................................................... 18
第３章  高压电系统�����������������������������������������������������������������21
3.1　高压部件及供电原理 ............................................................. 21
3.1.1　高压系统的供电原理 .................................................. 21
3.1.2　预充电电路 .................................................................. 21
3.2　整车高压供断电 .................................................................... 22
3.2.1　高压供电流程 .............................................................. 22
3.2.2　高压断（掉）电流程 .................................................. 23
3.3　高压安全防护 ........................................................................ 23
3.3.1　高压电气网络系统防护 .............................................. 23
3.3.2　高压互锁 ...................................................................... 24
第４章  高低电压变换器�������������������������������������������������������26
4.1　高低电压变换器的作用和类型............................................. 26
4.1.1　高低电压变换器的类型 .............................................. 26
4.1.2　电动汽车对高低电压变换器的技术要求 .................. 26
4.2　高低电压变换器与高压控制盒 ............................................ 26
4.3　高低电压变换器的工作原理 ................................................ 27
VI
目　　录
VII
图 1-1　最早的电动汽车
4.3.1　反激式变换器 .............................................................. 27
4.3.2　正激式变换器 .............................................................. 28
4.3.3　推挽式变换器 .............................................................. 28
4.4　高低电压变换器的功率选用与故障诊断 ............................ 28
4.4.1　整车所有电器设备负载功率的计算 .......................... 28
4.4.2　高低电压变换器的选用 .............................................. 29
4.4.3　常见故障及排除 .......................................................... 30
模块二　动力蓄电池
第 5 章  认识动力蓄电池������������������������������������������������������32
5.1　动力蓄电池系统..................................................................... 32
5.1.1　动力蓄电池箱 .............................................................. 32
5.1.2　动力蓄电池组 .............................................................. 32
5.1.3　辅助元件 ...................................................................... 33
5.2　电池管理系统 ........................................................................ 33
5.2.1　功用 .............................................................................. 33
5.2.2　组成 .............................................................................. 34
第６章  锂离子蓄电池 �����������������������������������������������������������36
6.1　结构原理................................................................................. 36
6.1.1　专业术语 ...................................................................... 36
6.1.2　结构 .............................................................................. 36
6.1.3　分类 .............................................................................. 37
6.2　充放电特性 ............................................................................ 38
6.2.1　充放电原理 .................................................................. 38
6.2.2　充放电性能曲线 .......................................................... 38
6.3　动力蓄电池成组 .................................................................... 39
6.3.1　动力蓄电池的成组方式 .............................................. 39
6.3.2　电池管理系统（BMS） .............................................. 40
6.3.3　电池组的热管理 .......................................................... 42
6.3.4　动力蓄电池的不一致性分析及改进措施 .................. 42
6.4　动力蓄电池容量衰减 ............................................................ 43
图解电动汽车结构 . 原理 . 维修
6.4.1　导致动力蓄电池容量衰减的因素 .............................. 43
6.4.2　动力蓄电池均衡控制 .................................................. 44
6.5　动力蓄电池系统的内部组件 ................................................ 46
6.5.1　主要组成部件 .............................................................. 46
6.5.2　辅助元件 ...................................................................... 47
6.6　开关装置 ................................................................................ 50
6.6.1　维修开关 ...................................................................... 50
6.6.2　断电系统 ...................................................................... 50
6.6.3　技术要求 ...................................................................... 51
模块三　电驱动系统
第 7 章  电机驱动系统�����������������������������������������������������������53
7.1　驱动系统的类型 ..................................................................... 53
7.1.1　集中式驱动系统 .......................................................... 53
7.1.2　分布式驱动系统 .......................................................... 54
7.1.3　常用的电机驱动系统 .................................................. 56
7.2　驱动电机传感器 .................................................................... 57
7.2.1　温度传感器 .................................................................. 57
7.2.2　转速转角传感器 .......................................................... 57
7.3　驱动电机控制器 .................................................................... 61
7.3.1　驱动电机控制器的作用 .............................................. 62
7.3.2　驱动电机控制器的工作原理 ...................................... 62
7.3.3　电动汽车对驱动电机控制系统的要求 ...................... 63
7.3.4　驱动电机控制器的类型 .............................................. 63
7.4　电控单元 ................................................................................ 67
7.4.1　输入电路 ...................................................................... 67
7.4.2　模数（A/D）转换器 ................................................... 67
7.4.3　输出电路 ...................................................................... 68
7.4.4　微处理器（MCU） ..................................................... 68
第８章  制动系统及能量回收����������������������������������������������69
8.1　制动系统 ................................................................................ 69
VIII
目　　录
8.1.1　制动系统的作用 .......................................................... 69
8.1.2　制动系统的类型及组成 .............................................. 69
8.1.3　制动助力器 .................................................................. 69
8.2　电动汽车制动系统 ................................................................ 71
8.2.1　电动真空助力系统 ...................................................... 71
8.2.2　制动能量回收 .............................................................. 71
8.3　制动压力调节器 .................................................................... 72
8.3.1　常规制动 ...................................................................... 72
8.3.2　减压过程 ...................................................................... 72
8.3.3　保压过程 ...................................................................... 73
8.3.4　增压过程 ...................................................................... 73
8.4　制动系统实例 ........................................................................ 73
8.4.1　液压制动系统 .............................................................. 73
8.4.2　制动真空助力系统 ...................................................... 75
8.4.3　主要部件 ...................................................................... 76
模块四　其他系统
图 1-1　最早的电动汽车
第 9 章  充电系统 �������������������������������������������������������������������80
9.1　交流传导式充电 ..................................................................... 80
9.1.1　慢充电原理 .................................................................. 81
9.1.2　慢充电流程 .................................................................. 81
9.1.3　充电行车模式切换 ...................................................... 82
9.2　直流传导式充电 .................................................................... 82
9.2.1　直流充电桩的用途及充电过程 .................................. 82
9.2.2 直流快速充电系统的结构组成 .................................. 83
9.2.3　直流快速充电的使用特点 .......................................... 83
9.3　充电机的工作原理 ................................................................ 83
9.3.1　整流电路 ...................................................................... 84
9.3.2　调整控制及保护电路 .................................................. 84
9.3.3　充电机控制管理单元（CPU）................................... 85
9.3.4　人机接口单元 .............................................................. 85
9.3.5　电能计量单元 .............................................................. 85
IX
图解电动汽车结构 . 原理 . 维修
9.3.6　功率因数校正网络及辅助电路 .................................. 86
9.4　感应式（无线）充电系统 .................................................... 86
9.4.1　电磁感应式无线充电 .................................................. 86
9.4.2　微波无线充电 .............................................................. 87
9.4.3　电磁共振无线充电 ...................................................... 87
9.5　无线充电技术的现状及发展趋势 ........................................ 87
9.5.1　无线充电技术的应用及前景 ...................................... 87
9.5.2　无线充电技术目前存在的问题 .................................. 88
9.6　充电接口 ................................................................................ 89
9.6.1　交流慢充电接口 .......................................................... 89
9.6.2　直流快充电接口 .......................................................... 89
9.7　充电防护 ................................................................................ 91
9.7.1　漏电保护器（RCD）的工作原理 .............................. 91
9.7.2　地线正常连接下的漏电保护 ...................................... 92
9.7.3　地线故障下的漏电情形 .............................................. 92
第 10 章  制冷系统�����������������������������������������������������������������93
10.1　制冷系统简介 ....................................................................... 93
10.1.1　制冷系统的作用 ........................................................ 93
10.1.2　制冷系统的类型 ........................................................ 93
10.1.3　制冷的原理 ................................................................ 94
10.2　电动汽车空调系统 .............................................................. 94
10.2.1　变频器 ........................................................................ 95
10.2.2　压缩机 ........................................................................ 96
10.2.3　膨胀阀与膨胀管（节流管） .................................... 97
10.2.4　蒸发器 ........................................................................ 99
10.2.5　冷凝器 ...................................................................... 100
10.2.6　储液干燥器 .............................................................. 101
10.2.7　空调高低压管路 ...................................................... 101
10.3　空调制冷系统控制电路 .................................................... 103
10.3.1　电动空调系统控制的优点 ...................................... 103
10.3.2　空调控制电路 .......................................................... 103
10.4　基于 CAN 总线的自动空调 ............................................ 104
10.4.1　总体布局 .................................................................. 105
X
目　　录
XI
图 1-1　最早的电动汽车
10.4.2　软件程序 .................................................................. 105
10.4.3　硬件电路 .................................................................. 107
10.5　制冷系统的故障与维修 .................................................... 107
10.5.1　控制原理 .................................................................. 107
10.5.2　常见故障及排除 ...................................................... 109
10.6　制冷系统试验 .....................................................................110
第 11 章  制暖系统���������������������������������������������������������������� 112
11.1　制暖系统简介 ......................................................................112
11.1.1　热源式制暖 ...............................................................112
11.1.2　热泵式制暖 ...............................................................114
11.1.3　远红外式制暖 ...........................................................115
11.2 　PTC 加热器故障诊断与维修 ..........................................116
11.2.1　熔断器 .......................................................................116
11.2.2　常见故障分析及故障诊断流程 ...............................116
11.3　制暖系统试验 ......................................................................117
第 12 章  助力转向系统������������������������������������������������������ 118
12.1　汽车转向系统概述 ..............................................................118
12.1.1 　转向系统的作用 ......................................................118
12.1.2　转向系统的组成 .......................................................118
12.1.3　转向系统相关参数 ...................................................118
12.1.4　助力转向系统的工作原理 .......................................118
12.1.5　对转向系统的要求 ...................................................119
12.2　电动助力转向（EPS）系统 ............................................119
12.2.1　系统特点 ...................................................................119
12.2.2　系统组成 ...................................................................119
12.2.3　工作原理 .................................................................. 121
12.2.4　控制原理 .................................................................. 121
12.3　电动助力转向系统常见故障及排除 ................................ 122
第 13 章  仪表系统���������������������������������������������������������������123
13.1　仪表的结构和指示符号 ..................................................... 123
13.1.1　仪表的结构 .............................................................. 123
图解电动汽车结构 . 原理 . 维修
13.1.2　仪表指示灯 .............................................................. 123
13.1.3　车内功能按键 .......................................................... 126
13.2　仪表显示原理及结构 ........................................................ 127
13.2.1　数字仪表总体结构 .................................................. 127
13.2.2　仪表线路 .................................................................. 128
13.2.3　仪表系统软件 .......................................................... 128
13.3　仪表和显示实例 ................................................................ 129
13.3.1　几种典型的仪表和显示 .......................................... 129
13.3.2　故障警告灯符号 ...................................................... 132
模块五　故障检测与维修
第 14 章  维修安全与方法������������������������������������������������� 134
14.1　高压安全 ............................................................................. 134
14.1.1　高压电气的危害 ...................................................... 134
14.1.2　人体的触电方式 ...................................................... 134
14.1.3　维修作业时的电击预防技术 .................................. 135
14.1.4　触电事故急救 .......................................................... 136
14.2　电动汽车电气系统的特点 ................................................ 136
14.3　诊断思路、方法与工具 .................................................... 136
14.3.1　常见的电气系统故障与诊断思路 .......................... 136
14.3.2　故障诊断的基本方法 .............................................. 137
14.3.3　电气系统的基本检测工具 ...................................... 138
第 15 章  动力蓄电池维修������������������������������������������������� 140
15.1　动力蓄电池的安全检测 ..................................................... 140
15.1.1 13kN 挤压试验 ........................................................ 140
15.1.2　持续低速率充电试验 .............................................. 141
15.1.3　充电安全 .................................................................. 141
15.2　单体蓄电池故障 ................................................................ 141
15.2.1　故障原因 .................................................................. 141
15.2.2　锂离子动力蓄电池的安全防护 .............................. 144
15.3　动力蓄电池的工作过程 .................................................... 145
XII
目　　录
XIII
图 1-1　最早的电动汽车
15.3.1　充电过程 .................................................................. 145
15.3.2　放电过程 .................................................................. 146
15.3.3　绝缘监测 .................................................................. 147
15.4　动力蓄电池系统的故障 .................................................... 147
15.4.1　工作条件 .................................................................. 147
15.4.2　常见故障 .................................................................. 148
15.5　动力蓄电池系统的拆装 .................................................... 149
15.5.1　拆卸步骤及注意事项 .............................................. 149
15.5.2　安装步骤 .................................................................. 150
15.5.3　更换步骤 .................................................................. 150
15.5.4　动力蓄电池模块入箱及线束连接 .......................... 152
15.6　更换 BMS 的操作步骤 .................................................... 152
15.6.1　拆卸故障 BMS 的连接线束 .................................... 152
15.6.2　更换 BMS ................................................................. 152
15.6.3　连接 BMS 线束 ........................................................ 153
15.6.4　更换各继电器和电阻 .............................................. 153
15.7　宝马 i3 电动汽车动力蓄电池及维修 .............................. 154
15.7.1　动力蓄电池系统的安装位置及接口 ...................... 154
15.7.2　加热装置和制冷系统 .............................................. 155
15.7.3　动力蓄电池控制单元 .............................................. 157
15.7.4　动力蓄电池的充电 .................................................. 159
15.7.5　动力蓄电池的维修 .................................................. 159
第 16 章  充电系统故障诊断维修������������������������������������ 161
16.1　慢充电系统 ......................................................................... 161
16.1.1　慢充电原理 .............................................................. 161
16.1.2　慢充电工作程序 ...................................................... 162
16.1.3　慢充电信号确认 ...................................................... 163
16.1.4　慢充电流程及条件 .................................................. 163
16.2　慢充电常见故障及排除 .................................................... 164
16.2.1　车载慢充电常见故障及排除 .................................. 164
16.2.2　检查并更换充电机 .................................................. 165
16.2.3　车载充电机不充电故障实例 .................................. 165
16.3　快充电系统 ........................................................................ 166
图解电动汽车结构 . 原理 . 维修
16.3.1　快充电原理 .............................................................. 166
16.3.2　快充电系统故障及原因 .......................................... 167
16.3.3　快充电系统故障实例 .............................................. 168
16.4　动力蓄电池组均衡充电管理 ............................................ 168
16.4.1　均衡充电控制管理的原因 ...................................... 168
16.4.2　均衡充电管理的方法 .............................................. 169
16.5　充电故障两例 .................................................................... 169
16.5.1　低压蓄电池亏电引起的车辆无法充电故障 .......... 170
16.5.2　紧急维修开关引起的车辆无法充电故障 .............. 170
第 17 章  驱动系统故障诊断维修 ������������������������������������172
17.1　不能行驶故障 ..................................................................... 172
17.1.1　无电不能行驶故障 .................................................. 172
17.1.2　有电不能行驶故障 .................................................. 172
17.2　电机驱动系统故障 ............................................................ 173
17.2.1　常见故障及排除 ...................................................... 173
17.2.2　驱动电机的更换拆装步骤 ...................................... 173
17.3　无法驱动行驶故障 ............................................................ 175
17.3.1　东风微客电动客车运行中“熄火”故障 .............. 175
17.3.2　江淮同悦电动汽车无法行驶故障 .......................... 176
17.3.3　江淮同悦 IEV2 无倒档故障 .................................... 177
17.3.4　档位错乱故障 .......................................................... 178
第 18 章  绝缘故障诊断维修���������������������������������������������182
18.1　绝缘故障检查方法 ............................................................. 182
18.1.1　绝缘报警初步检查 .................................................. 182
18.1.2　高压系统绝缘故障排查方法 .................................. 183
18.2　漏电故障两例 .................................................................... 184
参考文献.................................................................................... 186