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编辑推荐

适读人群 ：电动汽车相关领域工程技术人员、高等院校相关专业师生

　　《电动汽车的新型驱动技术（第2版）》是作者所在课题组对电动汽车，特别是电动汽车驱动技术方面20多年来的研究成果总结，其中既有应用于电动汽车的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介绍，又有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）系统的讨论和分析，内容丰富，创新性强。

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内容简介

　　《电动汽车的新型驱动技术（第2版）》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20多年的研究成果，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，本书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。本书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全新研究成果。
　　本书可作为电动汽车相关领域工程技术人员、高等院校相关专业师生的参考书，也可供对电动汽车技术感兴趣的人士阅读。

作者简介

　　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，东南大学客座教授和教育部“长江学者奖励计划”讲座教授。主要研究领域：电动车、电机及驱动、无线充电技术等，发表了约200篇国际学术期刊文章和约300篇国际学术会议文章，著有《Modern Electric Vehicle Technology》（牛津大学出版社，2001）、《Chaos in Electric Drive Systems》（Wiley-IEEE出版社，2011）等著作，是美国电气电子工程师学会资深会员（IEEE Fellow）、英国工程技术学会资深会员（IET Fellow）、中国香港工程师学会资深会员（HKIE Fellow）、《亚洲电动车学报》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“卓越创新教学科研奖”；2007年获美国国际汽车工程师学会 “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；2013年获教育部自然科学一等奖。

　　程明，男，分别于1982年和1987年在南京工学院获学士和硕士学位，2001年在香港大学获博士学位。现任东南大学电气工程学院特聘教授、博士生导师，东南大学风力发电研究中心主任，东南大学盐城新能源汽车研究院常务副院长，江苏省新能源汽车电机及驱动系统工程实验室主任，是美国电气电子工程师学会资深会员(IEEE Fellow)和英国工程技术学会资深会员（IET Fellow），《Energy Conversion and Management》、《中国电机工程学报》、《电工技术学报》等期刊编委，国家自然科学基金委员会第12、13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，发表论文400余篇（SCI收录120余篇），获授权发明专利60余项，著有《微特电机及系统》、《可再生能源发电技术》、《混沌电机驱动及其应用》等教材和专著，参编《Encyclopedia of Automotive Engineering》（John Wiley & Sons）并应邀担任副编辑；曾获教育部自然科学一等奖、江苏省科技进步二等奖、国际汽车工程师学会（SAE）卓越环保运输奖、通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖、英国工程技术学会（IET）电力应用奖等学术奖励，以及江苏省优秀科技工作者、江苏省“333高层次人才工程”中青年科技领军人才、江苏省优秀专利发明人、“中达学者”等荣誉。

目录

序
第2版前言
第1版前言
第1章电动汽车概述
1.1电动汽车的历史与现状
1.1.1电动汽车发展历史
1.1.2国际电动汽车的现状
1.1.3国内电动汽车的现状
1.2电动汽车的特点和发展方向
1.2.1电动汽车的特点
1.2.2电动汽车的发展方向
1.3电动汽车的关键技术
1.4电动汽车电动机系统的基本特点与驱动方式
1.4.1电动汽车对驱动电动机的特性要求
1.4.2电动汽车驱动电动机的主要类型
1.4.3电动汽车的主要驱动方式
参考文献
第2章直流电动机及其驱动技术
2.1直流电动机驱动系统
2.2直流电动机
2.2.1他励直流电动机
2.2.2串励直流电动机
2.2.3并励直流电动机
2.2.4复励直流电动机
2.3变换器
2.3.1单象限型直流斩波器
2.3.2二象限型直流斩波器
2.3.3四象限型直流斩波器
2.4速度控制
2.4.1电压控制直流斩波器驱动系统
2.4.2带电压前馈的电压控制直流斩波器驱动系统
参考文献
第3章交流感应电动机及其驱动技术
3.1概述
3.2交流感应电动机
3.2.1笼型感应电动机的基本结构与工作原理
3.2.2电动汽车用感应电动机的设计特点
3.3逆变器
3.4控制策略
3.4.1转速控制
3.4.2变压变频控制
3.4.3矢量控制
3.4.4自适应控制
3.4.5滑模控制
3.4.6效率优化控制
3.4.7变极控制
参考文献
第4章开关磁阻电动机及其驱动技术
4.1开关磁阻电动机驱动系统
4.2开关磁阻电动机
4.2.1开关磁阻电动机的工作原理
4.2.2开关磁阻电动机的设计
4.3开关磁阻电动机的功率变换器
4.4开关磁阻电动机的控制
参考文献
第5章永磁无刷电动机驱动技术
5.1概述
5.2永磁无刷电动机驱动系统
5.3永磁无刷电动机
5.3.1永磁材料
5.3.2转子永磁型无刷电动机
5.3.3定子永磁型无刷电动机
5.3.4永磁无刷电动机比较
5.4永磁无刷电动机控制技术
5.4.1无刷直流和永磁同步运行模式
5.4.2恒功率运行
5.4.3效率最优控制
5.4.4直接转矩控制
5.4.5人工智能控制
5.4.6无位置传感器控制
5.4.7控制策略比较
5.5永磁无刷电动机的发展方向
参考文献
第6章新型双定子永磁无刷电动机及其驱动技术
6.1概述
6.1.1双定子及双转子电动机的发展
6.1.2混合动力电动汽车集成起动发电机设计
6.2双定子永磁电动机的结构与工作原理
6.3双定子永磁电动机的有限元分析
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
6.5双定子永磁电动机绕组连接方式
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
参考文献
第7章新型双励磁永磁无刷电动机及其驱动技术
7.1概述
7.2双励磁永磁无刷电动机
7.2.1双定子爪极型双励磁永磁无刷电动机
7.2.2 6/4极双凸极型双励磁永磁无刷电动机
7.2.3 12/8极双凸极型双励磁永磁无刷电动机
7.2.4新型外转子型双励磁永磁无刷电动机
7.3双励磁永磁无刷电动机驱动系统
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
7.4.1电动机结构分析和比较
7.4.2分析方法
7.4.3特性比较
7.5应用探讨：起动发电机
参考文献
第8章新型记忆电动机及其驱动技术
8.1交流励磁记忆电动机
8.2新型直流励磁记忆电动机
8.2.1铝镍钴永磁体
8.2.2直流励磁记忆电动机的结构与原理
8.2.3直流励磁记忆电动机的有限元分析
8.3直流励磁记忆电动机的驱动控制
8.3.1直流励磁记忆电动机的调速控制
8.3.2直流励磁记忆电动机的磁通控制
8.3.3直流励磁记忆电动机的弱磁扩速
8.4进一步的研究
参考文献
第9章新型磁性齿轮永磁无刷复合电动机及其驱动技术
9.1概述
9.2磁性齿轮
9.2.1平行轴磁性齿轮
9.2.2共轴磁性齿轮
9.3永磁无刷复合电动机
9.3.1永磁无刷复合电动机的机械结构
9.3.2永磁无刷复合电动机的有限元时步法分析
9.4永磁无刷复合电动机的控制方法
9.4.1永磁无刷复合电动机的数学模型
9.4.2永磁无刷复合电动机的动态仿真研究
9.4.3永磁无刷复合电动机的实验验证
参考文献
第10章新型电子无级变速传输驱动技术
10.1概述
10.2基于行星齿轮的ECVT系统
10.2.1行星齿轮
10.2.2 PG-ECVT运行模式
10.3基于双转子电动机的ECVT系统
10.4基于双定子永磁无刷电动机的ECVT系统
10.4.1双定子永磁无刷电动机
10.4.2基于双定子永磁无刷电动机的ECVT运行模式
10.5基于磁性齿轮的ECVT系统
10.5.1可连续调速传动的共轴磁性齿轮
10.5.2基于磁性齿轮的ECVT系统
10.5.3基于磁性齿轮的ECVT运行模式
参考文献

前言/序言

　　第2版前言
　　本书自2010年5月出版以来，电动汽车技术发展日新月异，国内外各大汽车厂商都推出了自己的电动汽车新产品，同时，许多非传统汽车企业也纷纷进入电动汽车领域，推出了各具特色的电动汽车产品。电动汽车技术的发展对电机驱动技术提出了新的挑战。为了更好地适应技术发展，满足广大读者的需求，故对本书进行修订。
　　本次修订，在保持全书体系结构和基本内容不变的前提下，吸收了电动汽车电机驱动技术的最新技术成果，特别是作者课题组近5年来所取得的研究成果。例如，第1章更新了电动汽车发展现状和发展方向等内容；第4章新增了全齿绕、半齿绕开关磁阻电动机绕组结构等；第5章新增了磁通切换永磁电动机与丰田Prius永磁无刷电动机对比分析等；第9章增加了两层气隙和一层气隙磁性齿轮永磁无刷复合电动机等；第10章新增了永磁同心双转子电动机的实物图，并更新了基于磁性齿轮的ECVT系统的相关内容等。其次，从全书的系统性和可读性考虑，对部分内容进行了增、删或调整，例如，第1章新增了电动汽车电机驱动系统的基本特点与驱动方式等；第3章新增了交流感应电动机的基本结构和工作原理等。再则，更新或新增了部分参考文献，有兴趣的读者可据此查阅到更翔实的研究成果。最后，对原书中的错误和不妥之处进行了修改，对文字进行了润色。总之，经过此次修订，本书内容更充实，技术更先进，体系更合理，文字更通顺，可读性更强。
　　本书所涉及的研究工作，得到了20多个科研基金和项目的支持，除第1版前言已鸣谢的项目外，还有：国家重大基础研究计划（973计划）课题“高可靠性电机系统设计与容错控制(2013CB035603)”、“电机系统性能综合协调与智能控制（2013CB035605）”，国家自然科学基金项目“电动车新型自减速永磁复合轮毂电机及其控制系统研究（51177012）”，江苏省产学研联合创新基金项目“电动车用高效永磁电机系统的关键技术研究（BY2011150）”等，在此表示衷心感谢！
　　近5年来，作者所在课题组在电动汽车技术方面发表了约100篇论文，为电动汽车技术的发展和进步做出了实质而有意义的贡献，其成果已被广泛地吸收在本书中。特别是於锋先生（东南大学电气工程学院博士生）为本书的修订审阅，做出了重要的贡献。借此机会向课题组各位成员表示由衷的感谢！
　　我们还要感谢本书第1版的使用者。读者的反馈以及许多大学使用本书作为教科书，给我们提供了动力来修改和完善本书。
　　由于电动汽车驱动技术仍处于快速发展阶段，加上作者水平和精力所限，书中难免有不完善和错误之处，敬请各位专家和读者批评指正。
　　程明
　　2015年9月于南京四牌楼
　　第1版前言
　　汽车的出现改变了世界，有力促进了世界经济的发展，方便和改善了人们的生活。但是，汽车发展到今天，也带来了不可忽视的能源、环保和安全等问题，引起了世界各国的广泛关注。电动汽车，这个与燃油汽车历史几乎一样长的交通工具，其发展却几经沉浮，并随着科技和社会的进步跨越了不同的时代，同时也对高科技的发展、工业的兴起以及经济的发展起着推波助澜的促进作用。电动汽车，作为电力驱动的交通工具，其概念广泛，包括纯电池电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车等。由于电动汽车在减少尾气排放，能源的多元化利用以及高效、节能等方面具有明显优势，成为未来汽车技术发展的方向之一。现代电动汽车的核心是如何高效、清洁和智能化的利用电能来驱动车辆，涉及许多技术领域，其关键技术包括电机驱动技术、能源技术、能量管理技术、自动控制技术、材料技术、化学工艺技术及汽车制造技术等多个方面的融合。为此，许多国家纷纷投入大量物力、财力进行电动汽车方面的研究。目前，国内外汽车生产厂商已纷纷推出各种类型的电动汽车，电动汽车呈现出加速发展的趋势。
　　在1987年，陈清泉院士已在香港大学成立了国际电动汽车研究中心，是学术界的前沿。自2005年以来，我担任国际电动汽车研究中心主任，继往开来，持续发展电动汽车技术，在新型电机驱动技术上，取得了一系列研究成果。2007年以来，又与东南大学的程明教授等合作开展电动汽车驱动控制技术研究，进一步丰富了研究成果。本书主要介绍了作者在电动汽车驱动技术方面的研究成果。书中首先介绍了电动汽车的发展历史和各国电动汽车研究水平以及现状，便于读者全面了解电动汽车的发展和研究概况；其次分章节介绍了直流电动机、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等传统电动机的结构特点及其在电动汽车驱动领域中的应用；然后，介绍了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）系统等新型电机驱动系统。
　　本书是作者所在课题组近20年来研究成果的总结。在这20年里，我们的课题组在电动汽车技术方面共发表了约150篇国际期刊文章及约200篇国际会议文章。在此，我们借着这次机会衷心感谢课题组各成员，他们在电动汽车技术方面的研究做出了实质而有意义的贡献，其研究成果被广泛地纳入本书中。特别是刘春华博士（香港大学电机电子工程学系博士）、牛双霞博士（香港大学电机电子工程学系博士）、余创先生（香港大学电机电子工程学系博士生）、蹇林旎先生（香港大学电机电子工程学系博士生）、张晓东先生（香港大学电机电子工程学系博士生）、龚宇先生（上海大学自动化学院博士生）、李文龙先生（香港大学电机电子工程学系博士生）、李建贵女士（香港大学电机电子工程学系博士生），他们积极参与到本书的资料搜集、选材和编写过程中，承担了大量的工作，在此表示衷心的感谢。再者，朱孝勇博士（江苏大学副教授、东南大学电气工程学院博士）为本书的最后统稿，做出了重要的贡献，在此表示衷心的感谢。本书承蒙尊敬的陈清泉院士拨冗审阅，提出了许多宝贵意见，并作序，在此表示万分感谢！最后，特别感谢上海大学的电机专家江建中教授长期以来对课题组研究的大力支持和无私帮助！
　　本书所涉及的研究工作，得到了十余个科研基金和项目的支持，它们包括香港研究资助局项目“电动车用新型定子双馈电双凸极电机研制”、“基于超级电容的新型汽车启动发电机系统”、“基于磁齿轮的电子无级调速系统”、“开关磁阻电机速度控制的混沌现象及其应用研究”；香港大学研究及会议资助委员会项目“电力驱动用新型谐振式直流变换器研究”、“电动车电力驱动用功率变换器研究”、“混合电动车计算机仿真研究”；国家自然科学基金海外与港澳青年学者合作研究基金项目“新型电机与特种电机（50729702）”；国家自然科学基金项目“双凸极变速永磁电机及其控制系统之理论研究（59507001）”、“应用混沌理论控制开关磁阻电机驱动系统的研究（50177015）”、“电动车用新型双凸极电机驱动系统及其智能控制（50377004）”、“混合磁路发电机及电动机驱动控制技术研究（50337030）”；江苏省科技支撑计划项目“新型混合动力汽车用电子无级调速系统研发（BE2008130）”、“车用新型定子永磁电机系统产业化集成技术研究（BE2009085）”；教育部长江学者奖励计划东南大学长江学者讲座教授项目“电动汽车研究”等。在此，对香港研究资助局、国家自然科学基金委员会、教育部长江学者奖励计划、江苏省科技厅、香港大学以及东南大学等表示衷心的感谢！
　　由于电动汽车驱动系统目前处于快速发展的阶段，书中难免有不完善和错误之处，敬请各位专家和读者予以批评指正。
　　邹国棠
　　2009年12月于香港大学

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国际电气工程先进技术译丛：纯电动及混合动力汽车设计基础（原书第2版）

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