絕密資料,新能源大透題

1、新能源汽車：是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進，具有新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)的汽車。常規(guī)的車用燃料：汽油，柴油，天然氣，液化石油氣，乙醇汽油，甲醇，二甲醚。新能源汽車的分類：純電動汽車，増程式電動汽車，插電式混合動力汽車，氫發(fā)動機汽車，其他新能源汽車。新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀：“863”計劃 三縱：混合動力汽車，純電動汽車，燃料電池汽車。 三橫：電池，電動機，電控。電池分類：化學(xué)電池，物理電池，生物電池?；瘜W(xué)電池：原電池，蓄電池，燃料電池，儲備電池。蓄電池：蓄電池又稱為第二次電池，是指電池在放電后可通過充電的方法使活性物質(zhì)復(fù)原而繼續(xù)使用的電池。 燃

2、料電池：燃料電池又稱為連續(xù)電池，是指參加反應(yīng)的活性物 質(zhì)從電池外部連續(xù)不斷地輸入電池，電池就連續(xù)不斷地工作而提供電能。電池的性能指標(biāo)：電壓，容量，內(nèi)阻，能量。（只寫老師標(biāo)記的）額定電壓：額定電壓是指電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時應(yīng)達到的電壓。充電終止電壓：蓄電池充足電時，極板上的活性物質(zhì)已達到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，電池的電壓也不會上升，此時的電壓稱為充電終止電壓。放電終止電壓：放電終止電壓是指電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時，電池的電壓將逐漸降低，當(dāng)電池再不宜繼續(xù)放電時，電池的最低工作電壓為終止電壓。荷電狀態(tài)：荷電狀態(tài)（SOC）是電池在一定放電倍率下，剩余電量與相同條件下額定容量的比值。（S

3、OC=1即表示電池充滿狀態(tài)）。比能量：比能量也稱質(zhì)量比能量，是指電池單位質(zhì)量所能輸出的電能。比功率：單位質(zhì)量電池所能輸出的功率為比功率，也稱為質(zhì)量比功率。自放電率：自放電功率是指電池在存放期間容量的下降率，即電池?zé)o負荷時自身放電使容量損失的速度。放電倍率：放電倍率等于額定容量與放電電流之比。電動汽車對動力電池的要求：比能量高，比功率大，循環(huán)壽命長，均勻一致性好，高低溫性能好，環(huán)境適應(yīng)性強，安全性好，價格低廉，綠色環(huán)保。鉛酸蓄電池的分類和結(jié)構(gòu)分類：免維護鉛酸蓄電池，閥控密封式鉛酸蓄電池。結(jié)構(gòu)：正負極板，隔板，電解液，溢氣閥，外殼等部分組成。優(yōu)點：1.除鋰離子電池外，在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電

4、壓最高。2.價格低廉。3.高倍率放電性能好。4.高低溫性能好。5.電能效率高達60%。6易于浮充使用，沒有“記憶“效應(yīng)。7.易于識別荷電狀態(tài)。缺點1. 比能量低，在電動汽車中所占的質(zhì)量和體積較大，一次充電行駛里程短。2. 使用壽命短，使用成本高。3. 充電時間長。4. 鉛是重金屬，存在污染。鉛酸蓄電的充電方法常規(guī)方法：恒流充電法，分段電流充電法，恒壓充電法，恒壓限流充電法?？焖俪潆姺ǎ好}沖式充電法，變電流間歇充電法，變電壓間歇充電法。鎳氫電池的分類與結(jié)構(gòu)分類：方形鎳氫電池，圓形鎳氫電池。結(jié)構(gòu)：正極，負極，極板，隔板，電解液等組成。特點：無污染，高比能，大功率，快速充放電，耐用性等許多優(yōu)異特性。

5、鋰離子電池的分類和結(jié)構(gòu)分類形狀：方形鋰離子電池，圓柱形鋰離子電池。正極材料：錳酸鋰離子電池，磷酸鐵鋰離子電池，鎳鈷鋰離子電池或鎳鈷錳酸鋰離子電池。結(jié)構(gòu)：正極，負極，隔板，電解液，安全閥。特點：工作電壓高，比能量高，循環(huán)壽命長，自放電率低，無記憶性無污染，能制造成各種模樣。缺點：成本高，必須有特殊的保護電路。燃料電池分類：酸性燃料電池，堿性燃料電池。燃料電池系統(tǒng)：燃料供應(yīng)系統(tǒng)，氧化劑系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)，水管理系統(tǒng)，熱管理系統(tǒng)，電力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，安全系統(tǒng)。質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理：P63太陽能電池的發(fā)電原理 p73太陽能電池的發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能。電動機種

6、類介紹p89：直流電動機，無刷直流電動機，異步電動機，永磁同步電動機，開關(guān)磁阻電動機。電動機的額定指標(biāo)額定功率：額定運行情況下軸端輸出的機械功率。額定電壓：外加于線端的電源線電壓。額定電流：電動機額定運行情況下電驅(qū)繞組的線電流。額定頻率：電動機額定運行情況下電樞的頻率。額定轉(zhuǎn)速：電動機額定運行的情況下，電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。電動汽車對電動機的要求：1. 在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度。2. 具有瞬時功率大，帶負載啟動性能好，過載能力強，加速性能好，使用壽命長。3. 在整個運行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高一次充電的續(xù)駛里程。4. 在汽車減速時實現(xiàn)再生制動

7、，將能量回收并反饋給蓄電池，使得電動汽車具有最佳能量的利用率。5. 可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。6. 體積小，質(zhì)量輕。7. 結(jié)構(gòu)要簡單堅固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和維護。8. 價格便宜，從而能夠減少整體電動汽車的價格，提高性價比。9. 運行時噪聲低，減少污染。繞組勵磁式直流電動機根據(jù)勵磁方式的不同分為： 他勵式，并勵式，串勵式，復(fù)勵式。各種勵磁式的電路圖p92直流電動機的結(jié)構(gòu)和特點結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。定子：主磁極，機座，換向極。電刷裝置。轉(zhuǎn)子：電樞鐵心，電樞繞組，換向器。特點：1. 調(diào)速性能好。2. 起動力矩大3. 控制比較簡單。4. 有易損件直流工作的工作原理p93直流電

8、動機的運行特性p96:直流電動機的工作特性：轉(zhuǎn)速特性，轉(zhuǎn)矩特性，效率特性。直流電動機的機械特性：電源電壓恒定，勵磁調(diào)節(jié)電阻和電樞回路電阻不變的情況下，其轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系又稱為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性。硬機械特性：逐漸減小電源電壓時，理想空載轉(zhuǎn)速逐漸下降，但從空載到滿載轉(zhuǎn)速變化很小的特性。直流電動機的轉(zhuǎn)速控制方法：電樞調(diào)節(jié)控制，磁場控制，電樞回路串電阻。電樞調(diào)壓控制優(yōu)點：直流電動機采用電樞調(diào)壓控制可實現(xiàn)在寬廣范圍內(nèi)的連續(xù)平滑的速度控制，調(diào)速比一般可達1:10，如果與磁場控制配合使用，調(diào)速比可達1:30. 缺點：1.只適合電動機基速以下的轉(zhuǎn)速控制。 2.需要專用的可控直流電源。調(diào)速過程：當(dāng)磁通量保持不

9、變時，減小電壓，由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，反電動勢也暫時不變化，同時由于電樞電流減小了，轉(zhuǎn)矩也減小了。如果阻轉(zhuǎn)矩未變，則轉(zhuǎn)速下降。隨著轉(zhuǎn)速的降低，反電動勢減小，電樞電流和轉(zhuǎn)矩就隨著增大，直到轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩再次平衡為止，但這時轉(zhuǎn)速已經(jīng)較原來降低了。磁場控制優(yōu)點：1.可采用可變電阻器，也可采用可控整流電源作為勵磁電源。 2.當(dāng)電樞電流不變時，具有恒功率調(diào)速特性，控制效率高。缺點：1.磁場控制只適合電動機基速以上的控制。 2.調(diào)速范圍小，響應(yīng)速度較慢。無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)和特點結(jié)構(gòu)：電動機本體，電子換相器，位置傳感器。特點：1.外特性好，符合電動汽車的負載特性。 2.可以在低、中、高寬速度范圍內(nèi)運行。

10、3.效率高。 4.過載能力強。 5.再生制動效果好。 6.體積小，質(zhì)量輕，比功率大。 7.無機械換相器。 8.控制系統(tǒng)比異步電動機簡單。缺點：電動機本身比交流發(fā)動機復(fù)雜，控制器比有刷直流電動機復(fù)雜。無刷直流電動機的工作原理：無刷直流電動機的工作原理與有刷直流電動機的工作原理基本相同。它是利用電動機轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出信號控制電子換向線路去驅(qū)動逆變器的功率開關(guān)器件，使電樞繞組依次饋電，從而在定子上產(chǎn)生跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場，拖動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同時，隨著電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子位置傳感器又不斷送出位置信號，不斷地改變電樞繞組的通電狀態(tài)，使得在某一磁極下導(dǎo)體中的電流方向保持不變，這樣電動機就旋轉(zhuǎn)起來了。工作

11、原理圖p103.機械特性：無刷直流電動機與有刷直流電動機的機械特性類似，通過調(diào)節(jié)電樞電流可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制，同時通過調(diào)節(jié)電源電壓可以實現(xiàn)無刷直流電動機的調(diào)速控制。異步電動機異步電動機：異步電動機又稱為感應(yīng)電動機，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換為機械能量的一種交流電動機。異步：指的異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不等于定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。異步電動機（三相籠型異步電動機）的結(jié)構(gòu)與特點結(jié)構(gòu)：由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子與轉(zhuǎn)子之間還存在氣隙。定子：定子鐵心，定子繞組，機座。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)軸。特點：轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自

12、交流電力系統(tǒng)；與其他電動機相比，異步電動機的結(jié)構(gòu)簡單，制造，使用，維護方便，運行可靠性高，質(zhì)量輕，成本低。缺點：它的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速有固定的轉(zhuǎn)差率，因而調(diào)速性能較差。且在大功率，低轉(zhuǎn)速場合不如使用同步電動機合理。異步電動機的工作原理：當(dāng)異步電動機的三相定子繞組通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電動勢的方向由右手定則來確定。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路，轉(zhuǎn)子中便有電流產(chǎn)生，電流的方向與電動勢方向相同，而載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電動機旋

13、轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。異步電動機的轉(zhuǎn)速是隨負載變化而變化的。轉(zhuǎn)差率的公式p114 永磁同步電動機 永磁同步電動機的分類：1.正弦波驅(qū)動電流的永磁同步電動機。 2.方波驅(qū)動電流的永磁同步電動機。永磁同步電動機（三相正弦波驅(qū)動）的結(jié)構(gòu)與特點結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子：電樞鐵心，電樞繞組。轉(zhuǎn)子：永磁體，轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)軸。優(yōu)點：1.用永磁體取代繞線式同步電動機轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組，省去了勵磁線圈，集電環(huán)和電刷。2.永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率間始終保持準(zhǔn)確的同步關(guān)系，控制電源頻率就能控制電動機的轉(zhuǎn)速。3.永磁同步電動機具有較硬的機械特性，對于因負載的變化而引起的電動機轉(zhuǎn)矩的擾動具有較強的承受能力

14、。4.永磁電動機轉(zhuǎn)子為永久磁鐵無需勵磁。5.功率因素高，定子電流和定子銅耗小，效率高。6.體積小，質(zhì)量輕。7.結(jié)構(gòu)多樣化，應(yīng)用范圍廣。缺點：1.永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子為永磁體，無法調(diào)節(jié)，必須通過加定子直軸去磁電流分量來削弱磁場，這增大了定子的電流，增加電動機的銅耗。 2.永磁電動機的磁鋼價格較高。開關(guān)磁阻電動機的結(jié)構(gòu)和特點結(jié)構(gòu)：由雙凹凸極的定子和轉(zhuǎn)子組成，其定子，轉(zhuǎn)子的凸極均有普通的硅鋼片疊壓而成。特點：1.可控參數(shù)多，調(diào)速性能好。2.結(jié)構(gòu)簡單，成本低。3.損耗小，運轉(zhuǎn)效率高。4.起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小。缺點：1. 轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象較大。2. 振動和噪聲相對較大。3. 電動機的出線頭相對較多。4.

15、電動機的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜。5. 控制復(fù)雜且依賴于電動機的結(jié)構(gòu)。開關(guān)磁阻電動機的工作原理和工作原理圖.p137 純電動汽車純電動汽車的組成：電力驅(qū)動系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)3部分組成。典型電動汽車組成框圖P151純電動汽車的特點：1. 無污染，噪聲低。2. 能源效率高，多樣化。3. 結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。4. 動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。整車輕量化技術(shù)1. 通過對整車實際使用工況和使用要求的分析，對電池的電壓，容量，驅(qū)動電動機功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,整車性能等車輛參數(shù)的整體優(yōu)化，合理選擇電池和電動機參數(shù)。2. 通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和集成化，模塊化優(yōu)化設(shè)計，減輕動力總成，車載能源系統(tǒng)的質(zhì)量。3. 積極采用

16、輕質(zhì)材料。4. 利用CAD等技術(shù)對車身承載結(jié)構(gòu)件進行有限分析研究，用計算和試驗相結(jié)合的方式，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。電動汽車動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該滿足車輛對動力性能和續(xù)駛里程的要求。電動機參數(shù)設(shè)計：額定功率，峰值功率，額定轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速，最大轉(zhuǎn)矩，額定電壓，行駛里程。等速行駛的里程：汽車在良好的水平路面上一次充電后等速行駛直至消耗掉全部攜帶的電能為止所行駛的里程。純電動汽車續(xù)駛里程的影響因素1. 滾動阻力系數(shù)：輪胎的滾動阻力系數(shù)越小，續(xù)駛里程越大。2. 空氣阻力系數(shù)：空氣阻力系數(shù)越小，續(xù)駛里程越大。3. 機械效率：提高電動汽車動力傳動系統(tǒng)的機械效率，能有效提高續(xù)駛里程。4. 整車質(zhì)量：整車質(zhì)量越大，續(xù)

17、駛里程越小。5. 蓄電池參數(shù)：蓄電池的放電深度，電池比能量，電池箱串聯(lián)電池個數(shù)，電池箱并聯(lián)電池組數(shù)，自行放電率。電動汽車的電池管理核心問題就是SOC的預(yù)估問題，電動汽車電池操作窗SOC的合理范圍是30%70%。制動能量回收：把汽車制動時的一部分動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量儲存起來，在減速或制動的同時達到回收制動能量的目的，然后在汽車起步或加速時又釋放儲存的能量。 混合動力汽車混合動力汽車的分類（豐田普銳斯）按連接方式分類；串聯(lián)式混合動力汽車 混聯(lián)式混合動力汽車 并聯(lián)式混合動力汽車按混合程度分類：微混混合動力汽車 輕混混合動力汽車 強混混合動力汽車 全混混合動力汽車按能否充電分類：插電式混合動力汽車

18、 常規(guī)混合動力汽車混合動力汽車獲得高的燃油經(jīng)濟性主要通過以下原則1. 將較小型發(fā)動機安裝在汽車上并使發(fā)動機在較高負荷下工作。2. 將制動時產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能用于汽車加速或為其提供動力。3. 采用高效率的電動機將汽車從靜止?fàn)顟B(tài)起動起來。設(shè)計發(fā)動機的最大功率為55KW，這樣既可以降低發(fā)動機的排量又可以提高發(fā)動機的負荷率。動力分配裝置p256 燃料電池電動汽車燃料電池電動汽車的類型：按燃料種類分為：1.以純氫氣為燃料的FCEV 2.經(jīng)過重整后產(chǎn)生的氫氣為燃料的FCEV按多電源的配置不同分為：1. 純?nèi)剂想姵仳?qū)動的FCEV。2. 燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動的FCEV。3. 燃料電池與超級電容聯(lián)合驅(qū)動的F