汽車已經成為人們優質的現代生活中不可缺少的部分，然而，近100多年歷史的以燃油為動力的內燃機汽車正面臨著原油枯竭和人類生存環境不斷惡化的挑戰，而以電能為動力的電動汽車可能在能源和碳排放兩個限制條件下賦予汽車以新的生命力。本書以能量轉換效率和碳排放這兩個潛在的要素為指南，闡述電動汽車的基本原理和在未來發展中的優勢與挑戰。本書主要面向現代電動汽車相關專業的本科生和研究生，同時也適合作為鋰電池、動力電動機、燃料電池， 以及氫氣的儲存研究人員了解相關電動汽車知識、技術和發展方向的參考書。

叢書總序
**序一
**序二
前　　言
第1章　電動汽車概述1
　1.1　電動汽車的定義1
　1.2　電動汽車簡史2
1.2.1　史前時代2
1.2.2　黃金時代3
1.2.3　黑暗世紀3
1.2.4　文藝復興4
　1.3　鋰電產業5
　1.4　挑戰6
　1.5　氫燃料電池汽車7
　1.6　能源對汽車與環境的影響8
　1.7　能量密度與汽車的續航能力13
　1.8　電動汽車的基礎設施17
　參考文獻18
第2章　汽車充電電池概述19
　2.1　電化學原理20
　2.2　活性材料24
2.2.1　電壓曲線24
2.2.2　正負極材料26
2.2.3　電解液28
2.2.4　惰性材料29
　2.3　結構和形態30
2.3.1　電芯、模組和電池30
2.3.2　內部結構31
2.3.3　形態32
　2.4　整車驅動34
2.4.1　Ragone圖35
2.4.2　行駛裡程36
　思考題37
　參考文獻38
第3章　汽車動力驅動電機基礎39
　3.1　電磁場與磁性材料40
3.1.1　磁場的產生與電磁感應41
3.1.2　磁路43
3.1.3　電機中的磁性材料45
　3.2　電-力轉換49
　3.3　驅動電機分類53
3.3.1　感應電機54
3.3.2　永磁同步電機55
3.3.3　開關磁阻電機57
3.3.4　不同電機類型的比較58
　3.4　電機中的能量損耗60
　思考題62
　參考文獻62
第4章　動力電機建模與控制64
　4.1　電動汽車控制概述66
　4.2　電機建模原理67
4.2.1　線圈的電磁感應67
4.2.2　直流電機模型73
4.2.3　交流電機建模75
　4.3　電機控制83
4.3.1　直流電機控制83
4.3.2　交流電機控制94
　思考題102
　參考文獻102
第5章　混合動力汽車控制104
　5.1　混合動力汽車的基本原理104
5.1.1　混合動力汽車的動力繫統分類106
5.1.2　混合動力汽車的工作原理110
　5.2　車用內燃機的工作原理111
　5.3　混合動力繫統建模113
5.3.1　運動學模型113
5.3.2　準靜態模型114
5.3.3　動態模型115
　5.4　混合動力繫統控制問題分類116
5.4.1　等效油耗的能量管理問題117
5.4.2　SOC的能量管理問題118
5.4.3　排放的能量管理問題119
5.4.4　瞬態工況油耗的能量管理問題120
5.4.5　結構參數影響的能量管理問題121
　5.5　混合動力繫統控制122
5.5.1　基於規則的能量管理策略124
5.5.2　基於優化方法的能量管理策略132
　思考題138
　參考文獻138
第6章　汽車燃料電池基礎和應用140
　6.1　什麼是燃料電池140
6.1.1　燃料電池的分類141
6.1.2　燃料電池的特點143
　6.2　燃料電池的物理化學過程簡介143
　6.3　熱力學電壓Ethermo（或Erev）146
6.3.1　燃料電池的反應熱（ΔHrxn）和電功（Welec）147
6.3.2　燃料電池的熱力學可逆電壓147
6.3.3　反應物濃度的影響——Nernst方程149
6.3.4　燃料電池的效率149
　6.4　反應動力學和激活電壓損失150
6.4.1　燃料電池電流與電位的實質150
6.4.2　燃料電池電流-電位的關繫：Butler-Volmer方程151
6.4.3　燃料電池的TAFEL近似153
6.4.4　氫氧燃料電池的電極動力學概況154
6.4.5　改善陰極ORR動力學速度的方法156
　6.5　燃料電池的電荷傳輸和歐姆損失159
6.5.1　電荷的傳輸159
6.5.2　歐姆電壓損失159
6.5.3　聚合物膜的離子導電率160
　6.6　燃料電池的物質傳輸和濃度損失161
6.6.1　極限電流密度161
6.6.2　濃度影響反應速度——濃度損失162
6.6.3　雙極板中的氣體傳輸——對流164
6.6.4　氣體擴散層的氣體傳輸——擴散166
　6.7　汽車燃料電池繫統簡介168
6.7.1　燃料電池堆169
6.7.2　燃料（H2）和空氣供給繫統170
6.7.3　燃料電池水管理繫統172
6.7.4　燃料電池熱管理繫統174
　參考文獻175
第7章　燃料電池測試177
　7.1　燃料電池測試參數及平臺177
　7.2　燃料電池性能測試技術180
7.2.1　電流-電壓曲線測試180
7.2.2　電流中斷法測試182
7.2.3　電化學阻抗譜測試183
　7.3　燃料電池動態響應測試186
　7.4　燃料電池電堆的加速測試188
　7.5　質子交換膜燃料電池低溫啟動測試189
　參考文獻191
第8章　燃料電池汽車的燃料——氫氣194
　8.1　氫氣的物質特性和安全性194
8.1.1　氫氣的來源及物質特性194
8.1.2　氫氣燃料的操作安全性197
　8.2　氫氣的生產及儲存基本方法199
8.2.1　氫氣的生產199
8.2.2　氫氣的儲存方法200
8.2.3　高壓儲氫和高壓儲氫罐201
8.2.4　材料儲氫方法203
　8.3　氫氣儲存的熱力學原理207
8.3.1　壓縮氫氣儲存方法所需要的能量207
8.3.2　基於材料儲氫的熱力學211
　8.4　高壓儲氫罐的材料及結構217
　參考文獻220