汽車對人類社會的進步做出了巨大貢獻。在汽車發展歷史中，傳統內燃機車輛首先獲得技術支持并得到廣泛應用，但環境污染和能源危機限制了傳統內燃機車輛進一步發展，相反，新能源汽車因低污染和能源優勢獲得巨大的發展良機。

黨的二十大報告指出，推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。與國際新能源汽車技術相比，我國技術研發雖然起步不晚，但基礎較弱，與國際領先水平仍有一定差距。目前，新能源技術正處于高速發展階段，新能源汽車的廣泛推廣和應用可有效解決能源和大氣污染問題，雖然面臨電池、安全等問題，但隨著石化資源的減少和空氣污染的加劇，以及國家對新能源汽車（海南已提出2030年全域禁售燃油車）的支持，我國新能源汽車經過近十年的開發和示范運行，已基本具備了產業化發展基礎。電池、電機、電子控制和系統集成等關鍵技術也取得了重大進步，新能源汽車在我國汽車市場中的占有率越來越高。

汽車各專業中，如交通運輸、車輛工程、汽車服務工程和能源與動力工程專業，大多設有新能源汽車雙語課程，但是目前國內沒有專門的新能源汽車雙語教材；教師在授課過程中，一般參考國內的漢語版新能源汽車教材，使用漢語和英語授課，其中英語授課內容的準備和講授很困難，如參考英語版新能源汽車教材講授，就變成專業英語的授課模式，不符合雙語教學要求。鑒于此，各位教師對多年授課過程中使用的新能源汽車教學材料加以整理和補充，完成本教材編寫。

本書共7章，每章節中文內容后有對應的英文內容。第1章主要介紹新能源汽車應用的背景以及傳統內燃機汽車和新能源汽車的優缺點，闡述純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的發展歷程；第2章介紹電動汽車的特點和結構；第3章對混合動力電動汽車驅動的形式、分類以及運行原理進行了概述；第4章以混合動力汽車的運行策略與工作點優化為主要內容，介紹混合動力汽車運行控制級策略；第5章介紹再生制動系統，闡述制動能量回收的工作要求、再生制動策略與制動力分配以及協同控制原理；第6章介紹汽車混合能量存儲系統，電池/超級電容器系統、飛輪/超級電容器系統混合儲能的優勢，提出了傳動電機和飛輪混合作為能量存儲裝置的巨大發展潛力；第7章介紹燃料電池汽車和燃料電池，重點說明燃料電池汽車的驅動原理，燃料電池的工作特點和原理，制氫儲氫的技術現狀。

本書漢語和英語內容一致，但又各自獨立，重點內容是純電動汽車如特斯拉和混合動力汽車如普銳斯的結構、工作原理和運行控制等。雙語授課時多媒體投放漢語材料，主要用英語表達。這對教師準備授課材料和完成授課任務及學生學習該課程有很大幫助。

本書由齊魯理工學院邱滿、王倩老師擔任主編，山東交通學院趙培全、李清民、沈寶和、任金輝擔任副主編。本書在編寫過程中，參考并引用了國內外很多著作成果，在此，謹向有關學者和作者表示真誠的感謝。

由于編者水平和條件有限，不當之處在所難免，懇請讀者批評指正。

如有意見和建議請發送電子郵件至793053123@qq.com。

編 者

2022年8月

第1章 新能源汽車發展概論
Introduction to the development of new energy vehicles 1
1.1 內燃機汽車與新能源汽車優缺點對比 Comparison of advantages and disadvantages of internal
combustion (IC) engine vehicles and new energy vehicles 1
1.1.1 內燃機汽車的優缺點 Advantages and disadvantages of internal combustion (IC) engine vehicles 2
1.1.2 新能源汽車的優缺點 Advantages and disadvantages of new energy vehicles 3
1.2 應對未來資源短缺的汽車發展策略 Transportation development strategies of future oil
supply shortage 4
1.3 新能源汽車的發展史 History of new energy vehicles 6
1.3.1 純電動汽車的發展史 History of pure electric vehicles 6
1.3.2 混合動力汽車的發展史 History of HEVs 9
1.3.3 燃料電池汽車的發展史 History of fuel cell vehicles 14
習題 16
第2章 電動汽車
Electric vehicles(EVs) 19
2.1 電動汽車的特點 Characteristics of EVs 19
2.2 電動汽車的結構 Construction of EVs 19
2.3 電動汽車電驅動系統 Electric propulsion systems for EVs 23
2.3.1 電驅動系統的功能及汽車對電驅動系統的要求 The function and the requirement of electric propulsion systems 23
2.3.2 電動驅動系統的結構演變 The structure evolution of electric propulsion systems 25
2.3.3 直流電動機驅動 DC motor drives 28
2.3.4 異步電動機驅動 Induction motor drives 28
2.3.5 永磁無刷直流電動機驅動 Permanent magnetic brushless DC motor drives 29
2.3.6 永磁無刷直流電動機的結構和分類 BLDC machine construction and classification 32
習題 34
第3章 混合動力電動汽車
Hybrid electric vehicles 37
3.1 混合動力電驅動系統的概念 Concept of hybrid electric drive trains 37
3.2 混合動力電驅動系統的構造 Architecture of hybrid electric drive trains 41
3.2.1 串聯混合動力電驅動系統 Series hybrid electric drive trains 42
3.2.2 并聯混合動力電驅動系統 Parallel hybrid electric drive trains 45
3.3 混合動力汽車的驅動配置 Configuration of hybrid drives 45
3.3.1 原理 Principle 46
3.3.2 轉矩曲線 Torque curve 47
3.3.3 運行模式 Operating modes 48
3.3.4 混合驅動模式 Hybrid driving modes 48
習題 65
第4章 混合動力汽車運行控制
Operation of hybrid vehicles 67
4.1 混合動力控制 Hybrid control 67
4.2 混合動力運行策略 Operating strategies for hybrid vehicles 68
4.3 工作點優化 Operating-point optimization 72
4.3.1 驅動轉矩分配 Distribution of drive torque 72
4.3.2 狀態機決策 Determination in the automatic state machine 72
4.3.3 運行策略分布 Distribution by operating strategy 73
4.4 電能產生策略 Strategy of electrical energy generation 75
4.5 內燃機的設計 Design of the internal combustion engine 76
習題 77
第5章 再生制動系統
Regenerative braking system 79
5.1 引言 Introduction 79
5.2 再生制動策略 Strategies of regenerative braking 80
5.2.1 原則 Principle 80
5.2.2 協同再生制動系統 Cooperatively regenerative braking system 80
5.2.3 要求 Requirements 81
5.2.4 協同制動操作 Cooperative braking maneuvers 81
5.3 制動力分配 Braking-force distribution 83
習題 85
第6章 汽車混合能量存儲系統
Hybrid energy storage systems for vehicles 87
6.1 電負載特性 Electric load characteristics 87
6.2 車載儲能裝置選擇 Selection of vehicle energy storage 89
6.2.1 化學電池 Chemical batteries 89
6.2.2 飛輪儲能裝置 Flywheel 92
6.2.3 超級電容器 Ultracapacitors 96
6.3 混合儲能系統 Hybrid energy storage system 97
6.3.1 電池/超級電容器系統 Battery/Ultracapacitor system 97
6.3.2 飛輪/超級電容器系統 Flywheel/Ultracapacitor system 100
6.3.3 飛輪緩沖器 Flywheel buffer 101
6.4 傳動電機基本原理 Basic operation of transmotor 101
6.4.1 引言 Introduction 101
6.4.2 傳動電機的數學模型 Mathematical model of transmotor 102
6.4.3 傳動電機-飛輪系統運行模式 Transmotor-Flywheel system modes of operation 103
6.4.4 傳動電機-飛輪和機械電池動力總成的比較 Comparison of transmotor-flywheel and
mechanical-battery powertrain 104
6.5 汽車能量存儲系統未來發展趨勢 Future directions for vehicle energy storage 105
習題 107
第7章 燃料電池汽車和燃料電池
Fuel cell vehicles and fuel cells 109
7.1 燃料電池汽車 Fuel cell vehicles 109
7.2 燃料電池驅動的混合動力汽車 Fuel cell-powered hybrid vehicles 110
7.3 燃料電池工作原理 Operating principles of fuel cells 113
7.4 燃料電池系統特性 Fuel cell system characteristics 114
7.5 燃料電池技術 Fuel cell technologies 115
7.5.1 質子交換膜燃料電池 Proton exchange membrane fuel cells 116
7.5.2 堿性燃料電池 Alkaline fuel cells 118
7.5.3 磷酸燃料電池 Phosphoric acid fuel cells 120
7.5.4 熔融碳酸鹽燃料電池 Molten carbonate fuel cells 120
7.5.5 固態氧化物燃料電池 Solid oxide fuel cells 122
7.5.6 直接甲醇燃料電池 Direct methanol fuel cells 123
7.6 燃料供應 Fuel supply 124
7.6.1 儲氫 Hydrogen storage 124
7.6.2 制氫 Hydrogen production 127
7.6.3 氫的載體—氨 Ammonia as hydrogen carrier 129
7.7 無氫燃料電池 Non-Hydrogen fuel cells 129
習題 130
附錄 生詞和短語
New words and expressions 132
參考文獻
Reference 145

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]