电动汽车设计与制造基础：如何打造你自己的电动汽车（原书第3版）

　　电动汽车快速解决了诸多问题。它们避开了高昂的能源价格，充电费用低廉，并且没有尾气污染，还促进了经济的发展。它们不仅能够从发电站充电，还能利用太阳能、风能以及其他可再生能源。而且，如果将发电站的排放与尾气排放相对比，你会发现电动汽车要清洁得多。本书通过给读者展示如何将自己的汽车改装成电动汽车，还告诉了人们为什么他们应该打造自己的电动汽车。你会看到所有汽车公司都在参与电动化的游戏，以及他们正在改装的电动汽车。此外，本书为读者提供了一份有用的指南，让你熟知电动汽车零部件的相关知识，能够经历实际建造或改装自己电动汽车的过程。本书不想下一个结论，但是希望能够挑起读者对电动汽车的兴趣，能够打造自己的电动汽车。

　　我叫赛斯·莱特曼，一直以“绿色出行”为名。我就是那个回答“人们很怕问到绿色出行问题”的家伙。我猜这就是别人叫我“绿色生活者”的原因。作者与编者我曾撰写或编辑的有关绿色生活的书籍包括：《打造属于你自己的电动汽车》（第2版）（赛斯·莱特曼，鲍勃·布兰特著）《插电式混合动力电动汽车开发基础》（赛斯·莱特曼著）《打造属于你的电动摩托车》（卡尔·福格尔著）《绿色照明》（布莱恩·克拉克·霍华德，威廉·布廉斯基，赛斯·莱特曼著）《你家的太阳能》（大卫·芬德里著）《你家的可再生能源》（罗素·戈尔克著）《家庭能源审计DIY》（大卫·芬德里著）《打造你自己的小型风电系统》（凯文·谢伊，布莱恩·克拉克·霍华德著）还有更多倡导绿色生活理念的书籍即将问世。这些绿色生活书籍聚焦改进环境友好型科技发展，并且让它们为你服务。我目前正在制作这些书籍的视频系列。我现在是生态绿化可持续咨询服务部门的管理成员，该部门是我ETS能量存储有限责任公司的一部分，旨在帮助人们、公司、政府来实现绿化建设，并提供更多的绿化机会。我也有一个公司帮助客户进行LEED认证，以及太阳能、风能、地热能、能量效率、照明、室内空气质量研究等。我们做得很不错。不管是让第三方做审计、照明转换，还是自己干工作，都要求绿化、节能、热爱绿色生活。我还在ETS能量存储有限责任公司开办了一个分公司，名为“绿色生活者产品”。其目的就是为前来咨询可持续发展的公司，提供社会媒体、读物、视频以及电影。总之，你来咨询，我就为你做推广。

译者序
前言
我是谁
致谢
第1章　今天为什么要发展电动汽车？1
1.1　打造自己的电动汽车3
1.2　什么是电动汽车？7
电动机8
电池8
控制器8
1.3　你开过电动汽车吗？8
电动汽车提供“全体验”9
电动汽车的驾驶乐趣9
电动汽车帮你省钱11
电动汽车可以定制11
电动汽车安全第一12
电动汽车保护环境14
1.4　关于电动汽车的一些传言14
传言一：电动汽车跑不快14
传言二：电动汽车续驶里程有限15
传言三：电动汽车不方便16
传言四：电动汽车很昂贵17
1.5　电动汽车的缺点已经减少或消除19
1.6　是时候打造你自己的电动汽车了19
1.7　打造属于你的电动汽车23
第2章　电动汽车既节能又环保24
2.1　为什么说电动汽车环保？24
2.2　保护环境的同时也收获经济效益25
2.3　石油不会永远存在27
2.4　清洁能源主导未来27
2.5　时间紧迫29
2.6　美国交通依赖石油29
石油涨价30
哪种选择对环境更好：增加燃油税还是提高燃油经济性？30
燃油经济性和燃油税对比（前14年）32
电动汽车如何显身手32
有毒固体废弃物33
有毒液体污染34
废热全因效率低35
电网钟爱电动汽车36
2.7　小结37
内燃机遗留的环境问题37
积极的解决方案37
减少石油在船舶运输中的使用39
不再使用石油发电39
用电替代石油给居民和商业供暖39
实现交通车队电动化39
第3章　电动汽车发展史48
3.1　回顾20世纪48
3.2　汽车发展史大事记49
3.3　电动汽车大事记49
直到1915年49
蒸汽机-电动机-内燃机-电动机的转变50
3.4　内燃机汽车的黄金时代51
3.5　第二次世界大战后的石油热51
3.6　石油霸主的曙光52
3.7　电动汽车54
忘掉石油！电动汽车需要速度！54
美国电动赛车协会55
续驶里程需求56
Casey Mynott专为速度打造电动汽车56
3.8　协会成立的必要性57
全世界范围57
北美地区58
欧洲地区58
3.9　锂离子电池启动电动汽车市场58
3.10　活动、汽车、书籍和电影的需要58
从20世纪90年代至今58
加利福尼亚州法规59
9·11事件之后63
通用汽车公司的觉醒63
21世纪的电动汽车65
3.11　交通电动化仍然是一项学术和国际化行动75
TurnE75
意大利EVE76
特斯拉Model X76
3.12　小结77
第4章　给你最好的电动汽车79
4.1　电动汽车购买决策79
改装车能节省金钱和时间79
购买或租赁电动汽车能节省很多时间80
电动汽车的知名品牌86
其他电动汽车86
荷兰正在制造自己的电动汽车89
三菱i-MiEV90
英国和印度消费者钟爱的REVA91
4.2　电动汽车改装商店91
从独立制造商购买现成的电动汽车91
美国电动汽车有限公司（EVA）与Flux Power公司签约91
4.3　改装电动汽车92
改装现成汽车92
电动汽车改装决定99
4.4　改装步骤104
4.5　电动汽车电动机：关于交流电动机与直流电动机的讨论104
交流电动机不适用的地方106
费用问题106
分析107
4.6　小结108
第5章　底盘与设计111
5.1　正在和即将开展的综合试验112
5.2　为你的电动汽车挑选最佳底盘112
知道自己的选择114
5.3　优化你的电动汽车115
5.4　我的电动汽车不太重117
去掉所有不必要的重量117
买车之前117
改装过程中117
改装后118
重量和加速性118
重量与爬坡119
重量影响速度120
重量影响续驶里程120
减轻重量的同时要保持平衡121
记住30%法则122
5.5　电动汽车流线型思考122
空气阻力的定义123
选择最低空气阻力系数123
相对风速对空气阻力的影响126
你可以利用的空气阻力数据126
改善尾部气流127
改善轮罩和车身底部气流127
阻止和/或改善前部气流128
5.6　开始上路128
滚动阻力定义128
注意你的轮胎128
使用子午线轮胎129
使用高轮胎压力129
制动阻力与转向磨损造成的滚动阻力130
你可以用到的滚动阻力数据130
5.7　对传动系统来说，少即多131
传动系统131
5.8　电动机与内燃机技术参数的不同132
5.9　齿轮比136
自动档与手动档137
使用二手传动系统137
轻重传动系统对比和润滑液137
5.10　设计你的电动汽车138
功率、转矩与电流139
计算概述139
所需转矩表格140
可用转矩表格141
所需转矩和可用转矩表142
5.11　购买电动汽车底盘145
电动汽车改装145
改装的另一面146
怎样达成最佳交易146
5.12　空气动力美学150
第6章　电动机152
6.1　为什么使用电动机？153
6.2　功率153
6.3　直流电动机154
磁与电155
导体和磁场155
安培定则或电动机法则156
6.4　电磁铁和电动机156
6.5　直流电动机的基本构造157
现实生活中的电动机157
电枢157
换向器158
磁极158
串励电动机158
电刷158
电动机壳体、支架或磁轭159
6.6　直流电动机的类型160
串励直流电动机160
并励电动机162
复励直流电动机164
永磁直流电动机165
无刷电动机166
通用直流电动机166
6.7　交流电动机167
变压器168
交流感应电动机169
单相交流感应电动机169
多相或分相交流感应电动机169
绕线式感应电动机173
6.8　未来最好的电动汽车电动机解决方案174
交流电动机：ElectroAutomotive公司的HiPer Drive175
电动机的额定值176
6.9　小结177
第7章　控制器182
7.1　控制器概述182
固态控制器184
电子控制器184
交流控制器185
7.2　控制器的选择185
现货供应的柯蒂斯PWM直流电动机控制器186
交流控制器187
7.3　当今最佳的控制器解决方案188
Zilla控制器（适用于改装的最佳直流控制器之一）189
Zilla型号189
WarP-Drive控制器191
7.4　电动汽车控制器使电动汽车不再是神话193
7.5　AC Propulsion公司施以援手194
AC-150 Gen 2系统：满足现有轿车需求194
AC-150 Gen3系统：用于下一代电动汽车195
电池管理系统199
需要多少均衡电流？201
7.6　特斯拉控制器使用了AC Propulsion公司的技术204
7.7　小结205
第8章　电池207
8.1　金属、盐以及离子：大自然的悲伤恋歌209
8.2　制作电池210
8.3　电路211
安培和伏特212
8.4　电池结构212
8.5　锂离子电池的外形及尺寸213
8.6　安时和电压215
8.7　串联或并联216
8.8　充电率216
8.9　平缓放电曲线217
8.10　废物堆中的钻石：LiFePO4217
LiFePO4阴极的优点217
LiFePO4分子218
8.11　改变LiFePO4配方219
8.12　好东西的偶然发现219
8.13　沿纹理移动220
8.14　阻抗和快速充电221
8.15　能量密度和功率密度221
8.16　“大自然母亲”（Mother Nature’s）的电池管理系统222
8.17　热失控的解释224
8.18　LiFePO4电动汽车电池的最佳实践225
均衡225
电池管理226
冷却226
足够温暖227
充电227
电池箱安装228
电池接线228
第一次启动的安全提示229
8.19　小结229
第9章　充电机和电气系统231
9.1　充电机概述231
9.2　电池的放电和充电循环232
从电池循环寿命测试中你可以了解到什么232
电池的放电循环233
电池的充电循环233
9.3　理想的电池充电机234
0→20%的充电236
9.4　实际应用的充电机236
美国充电点（Charge Point America）计划237
Manzita Micro PFC-20 238
Zivan NG3239
9.5　其他电池充电方案240
ECOtality与Regency Centers在美国19个地区开展合作241
电动汽车项目（EV Project）244
9.6　快速充电245
9.7　感应充电246
日产和Nichicon在日本联合发布了“Leaf到家”电力供应系统246
电动汽车电站（EV Power Station）：技术参数247
9.8　电池组更换248
9.9　超越明天250
9.10　混合动力和纯电动汽车产品251
9.11　电动汽车电气系统256
高压、大电流动力系统256
DC/DC变换器264
9.12　连接到一起265
电线和插接器265
连接265
布线265
接地266
检查266
9.13　配件总结266
第10章　电动汽车的制造和改装270
10.1　改装概述270
10.2　制造或者改装之前273
找好帮助你的人273
准备好地方273
准备好工具274
准备好购买和交付275
10.3　制造或者改装275
底盘278
准备底盘280
机械部分282
安装电动机282
电动机后部支撑287
飞轮与电动机轴连接287
安装和测试你的电动机287
制造电池底座290
其他的机械零件291
清理完成后从机械进入电气阶段292
10.4　电气部分292
大电流系统293
低压系统296
分线盒300
充电系统302
10.5　电池308
电池安装308
电池接线310
12伏辅助电池316
10.6　改装之后316
系统检查316
进一步改善冷却系统318
同样改善加热系统318
在社区内试车319
喷漆、抛光和标记320
10.7　不断改进320
10.8　和你的车合影322
10.9　小结326
第11章　获得最完美的电动汽车体验328
11.1　牌照和保险概述328
车辆注册329
购买保险329
安全补充说明329
11.2　驾驶和维修概述330
驾驶电动汽车330
电池用尽332
定期开车332
11.3　保养电动汽车332
电池保养332
轮胎保养334
润滑油335
检查连接335
11.4　安全信息337
在维护电动汽车之前337
电动机337
应急工具338
11.5　关于电动汽车推广普及的建议339
11.6　电动汽车最新进展341
11.7　小结344
附录　本书常用计量单位换算表350