新能源汽車復(fù)習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上復(fù)習(xí)題一、名詞解釋1、電動汽車電動汽車(BEV)是指以車載電源為動力，用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。電動汽車多是指純電動汽車,即是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車。它利用蓄電池作為儲能動力源,通過電池向電機(jī)提供電能,驅(qū)動電動機(jī)運轉(zhuǎn),從而推動汽車前進(jìn)。從外形上看,電動汽車與日常見到的汽車并沒有什么區(qū)別,區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)。2、 再生回饋制動再生制動(Regenerative braking) 亦稱反饋制動，是一種使用在電動車輛上的制動技術(shù)。在制動時把車輛的動能轉(zhuǎn)化及儲存起來；而不是變成無用的熱。利用直流電機(jī)的可逆原理，在制動

2、工況時將牽引電動機(jī)切換成發(fā)電機(jī)，把機(jī)車車輛運行的動能轉(zhuǎn)換成電能，然后把電能反饋到牽引接觸網(wǎng)加以重新利用的制動方式。3、 電池比能量 參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小稱為該電池的比能量。4、 混合動力汽車 廣義上說，混合動力汽車（Hybrid Vehicle）是指車輛驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅(qū)動系統(tǒng)單獨或共同提供。 通常所說的混合動力汽車，一般是指油電混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle, HEV），即采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)或汽油機(jī)）和電動機(jī)作為動力源，也有的發(fā)動機(jī)經(jīng)過改造使用其

3、他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。5、 燃料電池 燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。6、充電倍率 充電倍率是指電池充電的電流值，它在數(shù)值上等于額定容量的倍數(shù)。通常用C表示。二、簡答題1、超級電容器在汽車中有哪些應(yīng)用？超級電容在汽車上的應(yīng)用主要在以下幾個方向： (1)電動汽車的輔助動力 使用比功率較大的超級電容，當(dāng)瞬時功率需求較大時，由超級電容提供尖峰功率，并且在制動回饋時吸收尖峰功率，那么就可以減輕對輔助電池、燃料電池或其他APU的壓力。從而可以大大增加起步，加速時系統(tǒng)的功率輸出，而且可以高效地回收大功率的制動能量。這樣做還

4、可以提高蓄電池（燃料電池）的使用壽命，改善其放電性能。 (2)動力驅(qū)動結(jié)構(gòu)超級電容作為唯一動力源的電動汽車驅(qū)動結(jié)構(gòu)較簡單， (3)超級電容在汽車零部件領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。例如，未來汽車設(shè)計使用的42V電系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向、制動、空調(diào)、高保真音響、電動座椅等），如果使用長壽命的超級電容，可以使得需求功率經(jīng)常變化的子系統(tǒng)性能大大提高。另外，還可以減少車內(nèi)用于電制動、電轉(zhuǎn)向等子系統(tǒng)的布線。而且，如果使用超級電容來提供發(fā)動機(jī)起動時所需要的大電流，那么不僅能保護(hù)電池，而且即使是在低溫環(huán)境和電池性能不足的條件下也能順利實現(xiàn)起動。2、 電動汽車使用的動力電池可以分幾類？3、 電動汽車對動力電池的要求主要有哪些？a、

5、良好的充放電性能（快速充放電性能和耐過充，過放電容量）；b、高功率密度（高功率，高功率體積比）；c、高的能量密度（高質(zhì)量的能量，高體積比TT）；d、價格較低，操作和維護(hù)方便；e、電池一致性；f、較長的循環(huán)壽命（充放電循環(huán)后，工作年限）；g、其他的性能，對環(huán)境的污染問題（電池的生產(chǎn)，使用，報廢回收過程中不能對環(huán)境有負(fù)面的影響）等。4、混合動力電動汽車按結(jié)構(gòu)分哪幾類？畫出結(jié)構(gòu)圖 混合動力電動汽車按結(jié)構(gòu)分為串聯(lián)混合動力電動汽車SHEV；并聯(lián)混合動力電動汽車PHEV；混聯(lián)混合動力電動汽車SPHEV。SHEV PHEVSPHEV5、 SOC的定義和意義？6、 簡述飛輪電池的工作過程的三個階段 飛輪電池充

6、電，放電，保持狀態(tài)。 飛輪電池中有一個電機(jī)，充電時該電機(jī)以電動機(jī)形式運轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動下，電機(jī)帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池"充電"增加了飛輪的轉(zhuǎn)速從而增大其功能；放電時，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機(jī)械能（動能）到電能的轉(zhuǎn)換。7、目前電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？1.電池與充電技術(shù)電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。車用電池的主要性能指標(biāo)包括比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關(guān)鍵是要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。到目前為止，電動汽車用電池經(jīng)過了3代的發(fā)展，已

7、取得了突破性的進(jìn)展。第1 代是鉛酸電池，第2 代是堿性電池，第3 代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，能量轉(zhuǎn)變效率高，是普通內(nèi)燃機(jī)熱效率的23 倍，比能量和比功率都高，并且可以控制反應(yīng)過程，能量轉(zhuǎn)化過程可以連續(xù)進(jìn)行，因此是理想的汽車用電池，但目前還處于研制階段。2.電力驅(qū)動及其控制技術(shù)電動機(jī)與驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的關(guān)鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能，驅(qū)動電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、起動轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量輕、效率高且有動態(tài)制動強(qiáng)和能量回饋等特性。隨著電動機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展，控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制、專家控制、遺傳算法

8、等非線性智能控制技術(shù)，都將被各自或綜合應(yīng)用于電動汽車的電動機(jī)控制系統(tǒng)。3.整車技術(shù)電動汽車是高科技綜合性產(chǎn)品，除電池、電動機(jī)外，車體本身也包含很多高新技術(shù)，有些節(jié)能措施比提高電池儲能能力還易于實現(xiàn)。電動汽車需要全新車身結(jié)構(gòu)，而決不僅僅是由電動驅(qū)動系統(tǒng)代替內(nèi)燃機(jī)。汽車的電動化要求對整個車身進(jìn)行大范圍的改進(jìn)，因為電動驅(qū)動組件對結(jié)構(gòu)空間有全新的要求。對于電動汽車而言，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計意義重大。因為除電池電量外，汽車重量也是行駛距離的一個限制性因素。車輛越輕，允許裝備的電池也越多，行駛距離便越遠(yuǎn)。除可增加行駛距離外，車輛重量較輕時，車輛的性能明顯增強(qiáng)。因為較輕的車輛加速更快，行駛彎道更敏捷，制動時間也更短

9、。例如寶馬電動汽車車身部分幾乎都是由碳纖維制成的，只有承擔(dān)碰撞吸能和承載動力系統(tǒng)的底部結(jié)構(gòu)，才使用鋁合金材料。碳纖維比鋁輕30%，比鋼減輕50%，這樣的車身結(jié)構(gòu)不僅強(qiáng)度較高，更重要的是車身自重可以減輕許多。4.能量管理技術(shù)能量管理系統(tǒng)是電動汽車的智能核心，它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態(tài)，并根據(jù)各種傳感信息，包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環(huán)境溫度等，合理地調(diào)配和使用有限的車載能量；它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。電池當(dāng)前存有多少電能，還能行駛多少公里，是電動汽車行駛中必須知道的重要參數(shù)，也是電動汽車能量管理系統(tǒng)應(yīng)該完成的重要

10、功能。電動汽車實現(xiàn)能量管理的難點，在于如何根據(jù)所采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，來建立一個確定每塊電池還剩余多少能量的較精確的數(shù)學(xué)模型。8、簡述開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理。為簡單計，圖中只畫出A相繞組及其供電電路。SR電動機(jī)的運行原理遵循“磁阻最小原理” 磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合，而具有一定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時，必使自己的主軸線與磁場的軸線重合。圖2中，當(dāng)定子D-D極勵磁時，1-1'向定子軸線D-D'重合的位置轉(zhuǎn)動，并使D相勵磁繞組的電感最大。若以圖中定、轉(zhuǎn)子所處的相對位置作為起始位置，則依次給DABC相繞組通電，轉(zhuǎn)子即會逆著勵磁順序以逆時針方向

11、連續(xù)旋轉(zhuǎn)；反之，若依次給BADC相通電，則電動機(jī)即會沿順時針方向轉(zhuǎn)動?？梢?，SR電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與相繞組的電流方向無關(guān)，而僅取決于相繞組通電的順序。另外，從圖2可以看出，當(dāng)主開關(guān)器件S1、S2導(dǎo)通時，A相繞組從直流電源US吸收電能，而當(dāng)S1、S2關(guān)斷時，繞組電流經(jīng)續(xù)流二極管VD1、VD2繼續(xù)流通，并回饋給電源US。因此，SR電動機(jī)傳動的共性特點是具有再生作用，系統(tǒng)效率高。圖2 四相8/6級SR電動機(jī)典型結(jié)構(gòu)(只畫出一相) 利用磁阻的不等，磁通總向磁阻小的路線集中，通電的定子以磁力吸引鐵磁性的轉(zhuǎn)子，使磁力產(chǎn)生切向分力，即產(chǎn)生對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩。定子的通電循序是根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子位置相對應(yīng)的最有

12、利于對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生向前轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩的那一相定子通電，轉(zhuǎn)過一定角度后又由下一個最有利于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的一相通電。不斷變換通電的定子繞組相序，使轉(zhuǎn)子連續(xù)朝一個方向轉(zhuǎn)動。磁阻電機(jī)不同于步進(jìn)電機(jī)，磁阻電機(jī)是有位置反饋的，是一種自同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)速是由電機(jī)的驅(qū)動力矩和負(fù)載的阻力矩共同決定的。而步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)工作的，在不失步條件下其轉(zhuǎn)速是由脈沖頻率決定的。9、 簡述混合動力汽車扭矩耦合技術(shù)，并舉出兩種扭矩耦合技術(shù)，畫出其示意圖。10、簡述并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作模式。 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)、變速器、電機(jī)、電機(jī)控制器和動力電池組成，其中電機(jī)既可作為電動機(jī)使用，也可作為發(fā)電機(jī)使用。采用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的電動汽

13、車有兩個獨立的驅(qū)動系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。車輛驅(qū)動力由發(fā)動機(jī)和電機(jī)同時或單獨供給，也就是說，兩個動力系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作來驅(qū)動汽車。兩個動力系統(tǒng)同時工作時，以機(jī)械方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流向為并聯(lián)，所以稱為并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。12、燃料電池汽車優(yōu)、缺點是什么？ 燃料電池汽車優(yōu)點：自重輕。氫燃料電池汽車更能勝任長途出行，而非城市短途。且在安全性和經(jīng)濟(jì)性方面，更勝一籌。加注快。電動汽車的電池慢充充滿電一般需要8個小時左右，而燃料電池汽車燃料加注時間僅為數(shù)分鐘，并且車輛的駕乘感受與傳統(tǒng)能源汽車更為相似。能量密度高。氫燃料電池汽車的能量密度可達(dá)300多wh/k

14、g，幾乎是純電動汽車能量密度的數(shù)倍。工作效率高，燃料來源廣。無燃燒，不排放有害尾氣，而是只排放水。盡管現(xiàn)在氫燃料主要是從天然氣中獲得，但是未來可以利用可再生的生物質(zhì)或者水電、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿仍偕茉粗迫淙剂?。由于利用再生能源，比起純電動汽車來說，氫燃料電池汽車在整個燃料生產(chǎn)、供應(yīng)環(huán)節(jié)，總體上排放的二氧化碳要少得多，環(huán)保效果顯著。正因為基于以上原因，一些汽車制造商和專家認(rèn)為，氫燃料電池汽車最終將取代純電動汽車，成為未來交通工具的最佳解決方案。氫燃料電池汽車也有缺點首先在于基礎(chǔ)設(shè)施。，氫氣的貯藏與運輸是個難題。燃料電池汽車所需的基礎(chǔ)設(shè)施造價高昂。此外，燃料電池所使用的鉑金類催化劑，價格昂貴

15、且可能對環(huán)境造成傷害。其動力系統(tǒng)的使用壽命也有待提高，而氫燃料電池汽車的整車價格需要降低。與此同時，部分專家學(xué)者認(rèn)為氫燃料電池汽車或并不節(jié)能。利用天然氣、煤、石油或者電解水制取氫燃料，似乎是多此一舉。缺點在于現(xiàn)狀技術(shù)還不太成熟，現(xiàn)在還沒有形成產(chǎn)業(yè)化，而且對膜的要求很高。另外，催化劑還需要使用鉑金，造價比較高，而且在使用中可能會產(chǎn)生有害氣體。目前燃料電池在中國的示范平均壽命大概是1200小時。13、 什么是可變壓縮比發(fā)動機(jī)技術(shù)？為什么要采用變壓縮比？ 可變壓縮比的目的在于提高增壓發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。在增壓發(fā)動機(jī)中，為了防止爆震.其壓縮比低于自然吸氣式發(fā)動機(jī)。在增壓壓力低時熱效率降低.使燃油經(jīng)濟(jì)性

16、下降。特別在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中由于增壓度上升緩慢在低壓縮比條件下扭矩上升也很緩慢.形成所謂的增壓滯后現(xiàn)象。也就是說，發(fā)動機(jī)在低速時，增壓作用滯后.要等到發(fā)動機(jī)加速至一定轉(zhuǎn)速后增壓系統(tǒng)才起到作用。為了解決這個問題，可變壓縮比是重要方法。就是說.在增壓壓力低的低負(fù)荷工況使壓縮比提高到與自然吸氣式發(fā)動機(jī)壓縮比相同或超過:另一方面.在高增壓的高負(fù)荷工況下適當(dāng)降低壓縮比。換言之，隨著負(fù)荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比.以便能夠從低負(fù)荷到高的整個工況范圍內(nèi)有提高熱效率。14、請列舉出至少6種汽車節(jié)能技術(shù)。1)汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)及稀薄、分層燃燒技術(shù)2）柴油機(jī)高壓噴射技術(shù)（如：高壓共軌燃油噴射技術(shù)等）3）柴油機(jī)多次噴射技

17、術(shù)4）可變氣門正時技術(shù)5）廢氣渦輪增壓技術(shù)6）可變氣缸技術(shù)7）氫燃料與電驅(qū)動混合動力技術(shù)8）先進(jìn)高效的傳動系技術(shù)三、闡述分析題1、闡述轉(zhuǎn)速耦合的并聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理。2、 闡述純電動汽車的結(jié)構(gòu)組成。純電動汽車的結(jié)構(gòu)主要由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。電動汽車由電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等三部分組成，：一、電源系統(tǒng)包括電源、能量管理系統(tǒng)和充電機(jī)，其功用主要是向電動機(jī)提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。二、電力驅(qū)動系統(tǒng)包括電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機(jī)、機(jī)械傳動裝置和車輪，其功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，

18、并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。后一種功能稱作再生制動。三、輔助系統(tǒng)包括輔助動力源、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、空調(diào)器、照明及除霜裝置、刮水器和收音機(jī)等等，借助這些輔助設(shè)備來提高汽車的操縱性和乘員的舒適性。3、下圖為某一混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)示意圖，請分析其工作原理（即如何實現(xiàn)各種工作模式）二、簡答題1、超級電容器在汽車中有哪些應(yīng)用？超級電容器在新能源汽車中的應(yīng)用目前主要有兩種模式：以水系超級電容器為主作電源的純電動模式和以有機(jī)系超級電容器為主作電源的混合動力模式。1）純電動模式。采用以超級電容器電源電機(jī)為主的電機(jī)直驅(qū)控制策略：當(dāng)汽車行駛時，電機(jī)直接驅(qū)動整車；當(dāng)汽車制動

19、時，電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)，盡可能地回收能量。2）混合動力模式。采用以發(fā)動機(jī)為主，超級電容器電源電機(jī)為輔的電機(jī)輔助控制策略：當(dāng)汽車起步時，速度低于所設(shè)定值，電機(jī)單獨驅(qū)動整車；當(dāng)車速達(dá)到所設(shè)定值時，電機(jī)關(guān)閉，發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動整車，富裕功率向超級電容器充電；當(dāng)汽車在加速、爬坡及大負(fù)荷情況下，發(fā)動機(jī)和電機(jī)共同驅(qū)動整車；當(dāng)汽車在制動時，電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)，盡可能地回收能量。2、電動汽車使用的動力電池可以分幾類？1鉛酸電池鉛酸電池是采用金屬鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極，用硫酸作為電解液2鎳金屬電池 鎳氫蓄電池正極活性物質(zhì)采用氫氧化鎳，負(fù)極活性物質(zhì)為貯氫合金，電解液為氫氧化鉀溶液，3鋰離子蓄電池 鋰離子電池使用鋰碳

20、化合物作負(fù)極，鋰化過渡金屬氧化物作正極，液體有機(jī)溶液或固體聚合物作為電解液。4鋰聚合物電池 鋰聚合物電池又稱高分子鋰電池，它也是鋰離子電池的一種，但是與液鋰電池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化以及高安全性和低成本等多種明顯優(yōu)勢。5高溫鈉電池 高溫鈉電池主要包括鈉氯化鎳電池（）和鈉硫蓄電池種。 鋅空氣電池鋅空氣電池是一種機(jī)械更換離車充電方式的高能電池，正極為，負(fù)極為（吸收空氣中的氧氣），電解液為。7超級電容 超級電容器，又叫雙電層電容器、電化學(xué)電容器、 黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學(xué)電容，兼具電池和傳統(tǒng)物理電容的優(yōu)點。其特點是壽命長、 效率高、比能量低、放電

21、時間短。超級電容往往和其它蓄電池聯(lián)合應(yīng)用作為電動汽車的動力電源， 可以滿足電動汽車對功率的要求而不降低蓄電池的性能8飛輪電池 飛輪電池是一種以動能方式存儲能量的機(jī)械電池，它由電動發(fā)電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換、電子控制、飛輪、磁浮軸承和真空殼體等部分組成， 具有高比功率、高比能量、高效率、長壽命和環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點.9燃料電池 燃料電池是一個能量生成裝置，并且一直產(chǎn)生能量，直到燃料耗盡。10太陽能電池 太陽能電池是一種把光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。3、電動汽車對動力電池的要求主要有哪些？1 比能量高比能量是指單位蓄電池重量所能提供的電能，它是保證電動汽車能夠達(dá)到基本合理的行駛里程的重要性能。2 連續(xù)放電率高、自放

22、電率低電池能夠適應(yīng)快速放電的要求，連續(xù)1h 放電輕型汽車技術(shù) 2012（10）總 278 技術(shù)縱橫率（又稱放電深度）可以達(dá)到額定容量的 70或更高。自放電率要低，電池能夠長期存放。3 輸出功率高這個主要是對于在全電模式情況下提出的要求，這個時候車輛的動力完全依賴電力，就需要保證一定的輸出功率，否則動力不夠，車走不動，有再多的能量也沒用。不同電池單位重量可以輸出的功率也是不同的。還是引用 wiki 的數(shù)據(jù)，鉛酸電池的峰值輸出功率是每公斤 180W，磷酸鐵鋰電池可以達(dá)到每公斤1400W。比如同樣輸出 50kW 功率，也就是一個微型轎車需要的功率水平，鉛酸電池需要的電池組重量要達(dá)到至少 278 公斤

23、，磷酸鐵鋰電池則只需要 36 公斤，差距十分明顯。4充電技術(shù)成熟、時間短，充放電次數(shù)足夠高電池應(yīng)對充電技術(shù)沒有特殊要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)充電。在充電時間上能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，電池的正常充電時間應(yīng)小于 6h，電池快速充電達(dá)到額定容量 50的時間應(yīng)為 20min 以下。5適應(yīng)車輛運行環(huán)境電池能夠在常溫條件下正常穩(wěn)定地工作，不受環(huán)境溫度的影響，不需要特殊的加熱、保溫系統(tǒng)，能夠適應(yīng)電動汽車行駛時的振動。6. 安全可靠電池應(yīng)干燥、潔凈，電解質(zhì)不會滲漏腐蝕接線柱、外殼。應(yīng)不會引起自燃或燃燒，在發(fā)生碰撞等事故時，不會對乘員造成傷害。廢電池能夠回收處理和再生利用，電池中有害重金屬能夠集中回收處理。電池組可以采用

24、機(jī)械裝置進(jìn)行整體快速更換，線路連接方便。7 壽命長、免維護(hù)電池的循環(huán)壽命不低于 1000 次，在使用壽命限定期間內(nèi)，不需要進(jìn)行維護(hù)和修理。這方面，目前豐田的混合動力車對電池的保修是 10 年，有調(diào)查認(rèn)為用戶的想法是 15 年會更好一些。8 價格合適無疑，動力電池的價格不能太貴，否則，相應(yīng)電動汽車產(chǎn)品就無法市場化。目前，鋰離子電池的價格在每度電700- 1000 美元之間，顯然這個價格仍然太貴了，30 度電就需要 2- 3 萬美元。盡管人們希望隨著鋰電池工藝成熟，市場擴(kuò)大，這個價格能降下來，不過從過去的十年來看，這個價格比較穩(wěn)定，很難說短期內(nèi)市場會真得把價格降下來。4、混合動力電動汽車按結(jié)構(gòu)分哪

25、幾類？畫出結(jié)構(gòu)圖混合動力電動汽車將原動機(jī)、電動機(jī)、能量儲存裝置(蓄電池)按某種方式組合在一起,有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混合式3種布置形式。1、串聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng) 1.1 結(jié)構(gòu)特點 串聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖見圖1。發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電 機(jī)發(fā)電,其電能通過電動機(jī)控制器直接輸送到電動機(jī),由電動機(jī)產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機(jī)與驅(qū)動橋之間通過電實現(xiàn)動力傳遞,因此更像是電傳動汽車。電池通過控制器串接在發(fā)電機(jī)和電動機(jī)之間,其功能相當(dāng)于發(fā)電機(jī)與電動機(jī)之間的“水庫”,起功率平衡作用,即:當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動機(jī)所需的功率時(如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車等工況),控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電;而當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動

26、機(jī)所需的功率時(如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況),電池則向電動機(jī)提供額外的電能1.2性能特點 發(fā)動機(jī)功率是以汽車某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率選定的,當(dāng)汽車運行工況變化,電動機(jī)所需的驅(qū)動功率與發(fā)動機(jī)輸出功率不一致時,由控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電(吸收發(fā)電機(jī)富余的電能)或使電池向電動機(jī)放電(協(xié)助發(fā)電機(jī)供電),電池充電和放電電流的大小由控制器根據(jù)電動機(jī)驅(qū)動功率的變化情況進(jìn)行控制。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式,使串聯(lián)式混合動力電動汽車具有如下性能特點(1)發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)不受汽車行駛工況的影響,始終在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行,因此,發(fā)動機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和低的排放指標(biāo)。(2)由于有電池進(jìn)行驅(qū)動

27、功率“調(diào)峰”,發(fā)動機(jī)的功率只需滿足汽車在某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率,因此可選擇功率較小的發(fā)動機(jī)。(3)發(fā)動機(jī)與驅(qū)動橋之間無機(jī)械連接,因此,對發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無任何要求,發(fā)動機(jī)的選擇范圍較大,比如,可選用高速燃?xì)廨啓C(jī)等效率高的原動機(jī)。(4)發(fā)動機(jī)與電動機(jī)之間無機(jī)械連接,整車的結(jié)構(gòu)布置自由度較大。(5)發(fā)動機(jī)的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動汽車的機(jī)械能,需要功率足夠大的發(fā)電機(jī)和電動機(jī)。(6)要起到良好的發(fā)電機(jī)輸出功率平衡作用,又要避免電池出現(xiàn)過充電或過放電,就需要較大的電池容量。(7)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、電池的充電和放電都有能量損失,因此,發(fā)動機(jī)輸出的能量利用率

28、比較低。串聯(lián)式混合動力電動汽車發(fā)動機(jī)能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行這一特點的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等運行工況,而在汽車中、高速行駛時,由于其電傳動效率低,抵消了發(fā)動機(jī)油耗低的優(yōu)點,因此,串聯(lián)式混合動力電動汽車更適用于在市內(nèi)低速運行的工況。在繁華的市區(qū),汽車在起步和低速時還可以關(guān)閉發(fā)動機(jī),只利用電池進(jìn)行功率輸出,使汽車達(dá)到零排放的要求。2并聯(lián)式驅(qū)動2.1結(jié)構(gòu)特點并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。發(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳動裝置與驅(qū)動橋連接,電動機(jī)通過動力復(fù)合裝置也與驅(qū)動橋相連,汽車可由發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動或各自單獨驅(qū)動。并聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機(jī)汽車。電

29、動機(jī)起“調(diào)峰”作用,即:當(dāng)汽車運行工況所需的功率超過了發(fā)動機(jī)的功率時,電動機(jī)從電池取得電能產(chǎn)生電磁力矩,并向驅(qū)動橋提供額外的驅(qū)動功率。有的并聯(lián)式混合動力電動汽車也有發(fā)電機(jī),但其主要作用是向電池充電,以保持電池的荷電狀態(tài)(SOC),即:當(dāng)電池放電較多,其SOC的值較低時,控制器可控制發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)并向電池充電,使電池的SOC恢復(fù)到設(shè)定的值,以保證混合驅(qū)動方式下的續(xù)駛里程。2.2性能特點并聯(lián)式混合動力電動汽車其發(fā)動機(jī)功率也是以汽車某一速度下穩(wěn)定行駛工況所需的功率選定的,當(dāng)汽車在低速或變速工況行駛時,需通過加速踏板和變速器來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的功率輸出;而在汽車高速行駛,發(fā)動機(jī)的輸出功率低于汽車行駛所需功

30、率時,由控制器控制電動機(jī)協(xié)助驅(qū)動。這樣的結(jié)構(gòu)形式和控制方式,使并聯(lián)式混合動力電動汽車具有如下性能特點:(1)發(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動汽車,無機(jī)電能量轉(zhuǎn)換損失,因此發(fā)動機(jī)輸出能量的利用率相對較高,當(dāng)汽車的行駛工況使發(fā)動機(jī)在其最佳的工作范圍內(nèi)運行時,并聯(lián)式的HEV燃油經(jīng)濟(jì)性比串聯(lián)式的高。(2)有電動機(jī)進(jìn)行“調(diào)峰”作用,發(fā)動機(jī)的功率也可適當(dāng)減小。(3)當(dāng)電動機(jī)只是作為輔助驅(qū)動系統(tǒng)時,功率可以比較小。(4)如果裝備發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)的功率也可較小。(5)由于有發(fā)電機(jī)補(bǔ)充電能,比較小的電池容量即可滿足使用要求。(6)由于并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)運行工況要受汽車行駛工況的影響,因此在汽車行駛工況變化較多、

31、較大時,發(fā)動機(jī)就會比較多地在其不良工況下運行,因此,發(fā)動機(jī)的排污比串聯(lián)式的高。(7)由于發(fā)動機(jī)與驅(qū)動橋之間直接機(jī)械連接,需要通過變速裝置來適應(yīng)汽車行駛工況的變化,此外,發(fā)動機(jī)與電動機(jī)并聯(lián)驅(qū)動,還需要動力復(fù)合裝置,因此,并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)其傳動機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)最適合于汽車在中、高速穩(wěn)定行駛的工況。而在其它的行駛工況,由于發(fā)動機(jī)不在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)運行,發(fā)動機(jī)的油耗和排污指標(biāo)不如串聯(lián)式。并聯(lián)式混合動力電動汽車也可實現(xiàn)零排放控制,在繁華的市區(qū)低速行駛時,可通過關(guān)閉發(fā)動機(jī)和使離合器分離,也可以使汽車以純電動方式運行。但這樣就需要功率足夠大的電動機(jī),所需的電池容量也相應(yīng)要大。3、混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)

32、 混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合,其結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率一部分通過機(jī)械傳動輸送給驅(qū)動橋,另一部分則驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能由控制器控制,輸送給電動機(jī)或電池,電動機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略是:在汽車低速行駛時,驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作;當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時,則以并聯(lián)工作方式為主混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮 了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點,能夠使發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配,從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài),因此更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標(biāo)。6、簡述飛輪電池的工作過程的三個階段

33、飛輪儲能裝置主要包括3個核心部分：飛輪、電機(jī)和電力電子裝置。它最基本的工作原理就是，將外界輸入的電能通過電動機(jī)轉(zhuǎn)化為飛輪轉(zhuǎn)動的動能儲存起來，當(dāng)外界需要電能的時候，又通過發(fā)電機(jī)將飛輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到外部負(fù)載，要求空閑運轉(zhuǎn)時候損耗非常小。它的原理圖如圖1所示當(dāng)外設(shè)通過電力電子裝置給電機(jī)供電時，電機(jī)就作為電動機(jī)使用，它的作用是給飛輪加速，儲存能量；當(dāng)負(fù)載需要電能時，飛輪給電機(jī)施加轉(zhuǎn)矩，電機(jī)又作為發(fā)電機(jī)使用，通過電力電子裝置給外設(shè)供電；當(dāng)飛輪空閑運轉(zhuǎn)時，整個裝置就可以以最小損耗運行。7、目前電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？1電池技術(shù)電池技術(shù)存在的問題 電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約 電動汽車

34、發(fā)展的關(guān)鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標(biāo)是比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本等。要使電動汽車具有競爭力,就要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。目前面臨最關(guān)鍵的電池技術(shù)問題是: (1)極低的電池能量密度。(2)過重的電池組(3)有限的續(xù)駛里程與汽車動力性能。(4)電池組昂貴的價格及有限的循環(huán)壽命。(5)汽車附件的使用受到限制。2電力驅(qū)動及其控制技術(shù)電動車輛的驅(qū)動電機(jī)屬于特種電機(jī),是電動汽車的關(guān)鍵部件。要使電動汽車有良好的使用性能,驅(qū)動電機(jī)應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍及較高的轉(zhuǎn)速,足夠大的啟動扭矩,體積小、質(zhì)量輕、效率高且有動態(tài)制動強(qiáng)和能量回饋的性能。3、電動汽車整車技術(shù)電動汽車是

35、高科技綜合性產(chǎn)品,除電池、電動 機(jī)外,車體本身也包含很多高新技術(shù)。采用輕質(zhì)材料如鎂、鋁、優(yōu)質(zhì)鋼材及復(fù)合材料,優(yōu)化結(jié)構(gòu),可使汽車自身質(zhì)量減輕30%50%;實現(xiàn)制動、下坡和怠速時的能量回收;采用高彈滯材料制成的高氣壓子午線輪胎,可使汽車的滾動阻力減少50%;汽車車身特別是汽車底部流線型化,可使汽車的空氣阻力減少50%4、能量管理技術(shù) 蓄電池是電動汽車的儲能動力源。電動汽車要獲得非常好的動力特性,必須具有比能量高、使用壽命長、比功率大的蓄電池作為動力源。因此必須對蓄電池進(jìn)行系統(tǒng)管理。10、簡述并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作模式。 并聯(lián)混合動力汽車采用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)兩套獨立的驅(qū)動系統(tǒng),發(fā)動機(jī)和電動機(jī)通常

36、通過不同的離合器來驅(qū)動車輪,既可以采用發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動,也可以采用電動機(jī)單獨驅(qū)動,或者兩者混合驅(qū)動等3種驅(qū)動模式。純蓄電池模式 圖5為并聯(lián)式混合動力汽車純電動機(jī)模式時能量流動圖。在汽車起步時,利用電動機(jī)低速大扭矩的特性使車輛起步;在車輛低速運行時,可以避免發(fā)動機(jī)工作在低效率和高排放的工作范圍,高效并且動態(tài)特性好的電動機(jī)可以單獨驅(qū)動汽車低速運行純發(fā)動機(jī)模式汽車在高速穩(wěn)定行駛的工況下,發(fā)動機(jī)工作在高效和低排放工作區(qū)域,或者汽車行駛在郊外等對排放狀況要求不高的地區(qū),可以用發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動汽車。并聯(lián)式混合動力汽車純發(fā)動機(jī)機(jī)模式時能量流動圖如圖6所示?；旌向?qū)動模式 汽車在加速和爬坡時,發(fā)動機(jī)和電動機(jī)同時工作

37、,由電動機(jī)提供輔助功率使車輛加速和爬坡。能量流動圖如圖7所示發(fā)動機(jī)驅(qū)動+發(fā)電模式 當(dāng)蓄電池荷電狀態(tài)值較低時,發(fā)動機(jī)可以驅(qū)動啟動電機(jī)對電池組充電,汽車正常運行工況下當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率大于車輛需求功率時,發(fā)動機(jī)也可以驅(qū)動以發(fā)電狀態(tài)工作的電動機(jī)向蓄電池充電。能量流動圖如圖8所示回饋制動模式車輛減速和制動時,可以利用電動機(jī)的反拖作用,一方面使車輛減速,同時電動機(jī)以發(fā)電狀態(tài)工作,回收部分制動能量,實現(xiàn)再生制動。能量流動圖如圖9所示。停車充電模式 起步前或停車后,如果電池很低,可以進(jìn)行停車充電,能量流動圖如圖10所示11、請說明質(zhì)子交換膜燃料電池的三個關(guān)鍵問題1、催化劑與電解質(zhì)的高成本其制造成本主要集中在催

38、化劑與電解質(zhì)等關(guān)鍵材料上。降低催化劑成本主要有兩種途徑：一是降低陰陽兩極的Pt裁量。二是研制新型的非鉑催化劑。2、膜電極的性能PEMFC的核心部件是膜電極組件.研究表明，MEA的制備工藝直接影響質(zhì)子交換膜燃料電池的性能。改進(jìn)氣體擴(kuò)散層的材料組成和制備工藝也是提高膜電極性能的有效途徑之一3、燃料的安全性與實驗性目前，應(yīng)用最廣泛的質(zhì)子交換膜燃料電池是氫燃料電池。由于氫氣在儲存和運輸環(huán)節(jié)具有危險性，而且原來的加油站改為加氣站將花費巨額投資，難以滿足電池車燃料補(bǔ)給。因此，燃料的安全性與實用性成為制約PEMFC發(fā)展的主要問題之一4、CO對于P催化劑的毒化采用重整氣作為PEMFC的燃料，H2中通常會混有1

39、0100ppm的CO；直接以甲醇為燃料同樣會生成CO中間體。痕量的CO在低溫下（T130）將會導(dǎo)致Pt催化劑失活。其原因是CO在催化劑表面的吸附能力遠(yuǎn)比H2強(qiáng)，可以優(yōu)先占據(jù)陽極催化劑的活性位，阻礙H2的電化學(xué)氧化，從而引起嚴(yán)重的陽極極化現(xiàn)象，大大降低電池性能5、電池的壽命穩(wěn)定性與壽命是PEMFC最值得考慮的問題之一。未來的燃料電池汽車的設(shè)計壽命不少于5000h，而固定電站的設(shè)計壽命則在40000h以上。12、燃料電池汽車優(yōu)、缺點是什么？燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛其最大特點是能量轉(zhuǎn)換效率高，可達(dá)到60 以上；另外，它還具有燃料多樣性、排氣清潔、噪聲低、對環(huán)境污染小、

40、可靠性及維修性好等優(yōu)點。因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有的優(yōu)點： 1) 零排放或近似零排放。 2) 減少了機(jī)油泄漏帶來的水污染。 3) 降低了溫室氣體的排放。 4) 提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。 5) 提高了發(fā)動機(jī)燃燒效率。6) 運行平穩(wěn)、無噪聲.燃料電池汽車的特點 燃料電池汽車的優(yōu)點: 1）燃料直接通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，無熱能轉(zhuǎn)換過程，故不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，實際能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%70%。 2）當(dāng)燃料電池使用氫燃料時，其排放的是水，無污染；當(dāng)使用甲醇、汽油等其他燃料時，排放的二氧化碳比汽油機(jī)少二分之一。 3）燃料電池堆可由若干單元電池串聯(lián)或并聯(lián)而成，可根據(jù)質(zhì)量分配均衡和空間有效利用的原則，機(jī)動靈活地進(jìn)行配置。 4）燃料電池?zé)o運動部件，振動小，噪聲低，零