動力電池及管理系統(tǒng)理論試卷及答案

1、第 1頁 共 9頁單 位 名 稱姓 名準(zhǔn) 考 證 號地 區(qū)考 生 答 題 不 準(zhǔn) 超 過 此 線“動力電池及管理系統(tǒng)”理論試卷理論考核試卷（ 1）編號: 注 意 事 項(xiàng)一、本試卷依據(jù)考試時間為 90 分鐘。二、請根據(jù)試題考核要求，完成考試內(nèi)容。三、請服從考評人員指揮，保證考核安全順利進(jìn)行。一、單選題（每題 0.5 分，共 15 分）1. 電動汽車包括（ ）純電動汽車油電混動汽車燃料電池電動汽車。A、 B、 C、 D、2. 荷電狀態(tài)是電池當(dāng)前所擁有的的電量，以當(dāng)前所擁有的容量占電池常溫下總?cè)萘康陌俜直缺硎荆喎Q（ ）A、SOA B、SOB C、SOC D、SOD3. 下列蓄電池中，循環(huán)使用壽命（

2、次） 最多的是（ ）A、鉛酸電池 B、鎳氫電池 C、鎳鎘電池 D、鋰離子電池4. 下列沒有記憶效應(yīng)的電池的是（ ）鉛酸電池鎳氫電池鋰離子電池A、 B、 C、 D、5. 下列蓄電池中，可以進(jìn)行快速充電的是（ ）鉛酸電池鎳氫電池鋰離子電池A、 B、 C、 D、6. 下列燃料電池中，可在常溫下工作的是（ ）A、堿性燃料電池 B、磷酸燃料電池C、質(zhì)子交換膜燃料電池 D、固體氧化物燃料電池7. 用熔煉法制備貯氫合金時，一般先抽真空，后充入（ ）氣體進(jìn)行。A、氬氣 B、氧氣 C、氯氣 D、氫氣8. 下面哪個參數(shù)是 BMS（電池管理系統(tǒng)） 中用來反映動力電池健康狀態(tài)的？ ( )A、SOC B、SOP C、S

3、OH D、DOD9. 純電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比，優(yōu)點(diǎn)有（ ）第 2頁 共 9頁A、節(jié)能環(huán)保 B、動力性好 C、結(jié)構(gòu)簡單 D、以上全是10. 純電動汽車在充電式的方式有 （A、快充充電 B、慢充充電11. 不屬于純電汽車的結(jié)構(gòu)元件是 (）C 家用充電 D 以上全都是)A 動力電池 B 車載充電機(jī) C 電機(jī) D 變速器12. 純電動汽車最大的缺點(diǎn)是 （ ）A 加速性能差 B 續(xù)航能力短 C 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 D 操作困難13. 以下汽車，不屬于電動汽車的是（ ）A 混合動力汽車 B 純電動汽車 C 燃料電池汽車 D 乙醇汽車14. 下面哪個縮寫是代表插電式混合動力混合動力汽車？ （ ）A.PEV B.

4、PHEV C.HEV D.FCEV15. 在電動汽車的四大類型中，仍然需要使用燃油為動力的是？ （ ）A.純電動汽車 B.普通混合動力汽車 C.插電式混合動力汽車 D.燃料電池汽車16. 反應(yīng)電動汽車?yán)m(xù)航能力的是動力的（ ）A 電壓 C 電流 C 容量 D 功率17. 單體磷酸鐵鋰電池的標(biāo)稱電壓為（ ）VA 3.2V B 3.6V C 1.2V D 2V18. 下面哪個參數(shù)是 BMS（電池管理系統(tǒng)） 中用來反映動力電池健康狀態(tài)的？ ( )A. SOC B.SOP C.SOH D.DOD19. 動力電池功率大小影響到汽車的（ ）。A.啟動與加速 B.內(nèi)部布置 C.續(xù)航里程 D.安全及舒適20.

5、以下屬于低倍率放電的是（ ）。A、0.1C B、2C C、4C D 、6C21. 蓄電池的體積比能量影響以下哪個因素（ ）。A 整車質(zhì)量 B 續(xù)駛里程 C 最大速度 D 電池布置22. 以下電池中比能量低.耐過充過放性能較好的是（ ）。A、鋰電池 B、鎳氫電池 C、鉛酸蓄電池 D、鎳鎘電池第 3頁 共 9頁23. 以下關(guān)于電池的概念中，屬于構(gòu)成電池的最基本單元的是（ ）。A 電池 B 電池單體 C 電池包 D 電池系統(tǒng)24. 電池的體積越大，其能量（ ）。A 越大 B 越小 C 固定不變 D 不確定25. 在介紹電池的容量或是能量時，必須說明（ ）的大小，指出放電的條件。A 電池電壓 B 電池

6、內(nèi)阻 C 環(huán)境溫度 D 放電電流26. 電池中的 PTC 或保險絲是用作（ ）。A 二次保護(hù) B 一次保護(hù) C 過充保護(hù) D 過放保護(hù)27. 鎳氫電池取代鎳鎘電池的重要原因是（ ）。A 性能更好 B 環(huán)保特性 C 成本更低 D 偶然因素28. 以下概念（ ）是評價蓄電池使用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)。A 開路電壓 B 功率密度 C 容量 D 循環(huán)壽命29. 電池容量以符號（ ）表示。A 、 E B 、 U C 、 C D 、 V30. 下面哪個不是電池管理器主要的功用（ ）。A.電池包電量計(jì)算 B.電池溫度、電壓、濕度檢測C.自行充電 D.充放電控制、預(yù)充控制二、判斷題（每題 0.5 分，共 15

7、分）1碳材料的石墨化程度越大，嵌鋰容量越大。（ ）2石墨的取向?qū)ω?fù)極的大電流性能非常重要，如果石墨墨片的取向平行于集流體，則 鋰離子不需要經(jīng)過彎曲的路徑，可以直接發(fā)生鋰離子的插入和脫插，因而擴(kuò)散阻力小，有利 于大電流充放電。（ ）3常溫下瀝青可以完全溶解于二硫化碳溶劑（ ）4鋰離子電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，負(fù)極要超過正極，負(fù)極容量超過正極容量。（ ）5動力電池設(shè)計(jì)系數(shù)一般取值 1.050.01。（ ）6電池的設(shè)計(jì)容量一般由負(fù)極容量決定，負(fù)極容量過剩。（ ）第 4頁 共 9頁7膨脹系數(shù)取決選材，一般三元石墨電池體系的膨脹系數(shù)為 1.05 1.1 左右；（ ）8在電芯化成過程中，為解決軟包電芯的氣脹問題，完

8、善化成工藝，通常采用了分步 封口工藝。（ ）9貯氫合金要求粉碎至-200 目以下。（ ）10.電池的性能不單取決于關(guān)鍵材料，與單體電池的制作工藝無關(guān)。（ ） 11.在相同電極面積的情況下，雙電層電容可以是贗電容電容量的 10100 倍。（ ） 12.PEMFC 最佳的工作溫度在 25左右。（ ）13.以氫氣為燃料的 PEMFC 中，活化極化是不可逆性和電壓降最重要的原因，并且主要 在電池陽極發(fā)生。（ ）14.在一定的溫度范圍內(nèi)升高溫度，燃料電池的性能會變好，具體表現(xiàn)在輸出電壓升高， 電池效率提升。（ ）15.保持反應(yīng)氣合適的濕度對 PEMFC 的穩(wěn)定高效工作至關(guān)重要。（ ） 16.在所有的燃料

9、電池類型中，PEMFC 的工作溫度最低，也是發(fā)展規(guī)模最大的一種。（ ）17.膜電極組件是 PEMFC 的最核心的部件。（ ）18.膜電極疏松多孔，一般均包含催化層和擴(kuò)散層兩部分。（ ）19.膜電極催化層是發(fā)生電極電化學(xué)反應(yīng)的場所。擴(kuò)散層起到支撐電池的作用，也是反應(yīng)氣體的擴(kuò)散通道。（ ）20.動力型 AB5 貯氫合金粉碎制粉后，應(yīng)立即采用鋁塑復(fù)合真空包裝袋包裝，以免曝露在空氣中遭受空氣和潮濕氣氛的侵害。（ ）21.粉碎后貯氫合金顆粒是圓形的，光滑的。（ ） 22.純電動汽車的續(xù)航能力比燃油汽車更長。（ ）23.電容型鎳氫動力電池有快速充放電的特性也有儲存能量大的特性。（ ）24.與二次電池相比，

10、超級電容器具有的功率密度低和循環(huán)壽命短，但可實(shí)現(xiàn)大電流充放電。（ ）25.質(zhì)子交換膜在燃料電池中比較特殊,它既起到了蓄電池中隔膜隔絕正負(fù)極的作用, 也相當(dāng)于蓄電池中的電解質(zhì)。（ ）26.燃料電池通常是采用鉑作電極催化劑。（ ）第 5頁 共 9頁27.燃料電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子通過，不允許水分子通過。（ ）28.水系電解液和有機(jī)系電解液作為廣泛使用的電解質(zhì)體系，被商業(yè)化超級電容器所采用。（ ） 29.超級電容器的單體器件包括電極、電解液、隔膜、引出端和外殼五部分組成。（ ） 30.純電動汽車上因?yàn)橛辛烁邏旱膭恿﹄姵兀圆恍枰蛪?12V 蓄電池。（ ）三、填空題（每題 1 分，共 30

11、分）1電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括 、 、 和三個部分，其中 是最為 核心的部件。2一般充放電電流的大小常用充放電倍率 來表示，額定容量為 100Ah 的電池用 20A 放電時，其放電倍率為 。3鋰離子電池圓柱形的型號通常用 位數(shù)表示，如 26650 型電池，即指電池的直 徑為 ，高度為 。4方形類型中 較多，軟包電池中 更多一些。5為了保證氧的復(fù)合反應(yīng)，在電池設(shè)計(jì)方面，鎳氫動力電池采用 的方法設(shè)計(jì)，負(fù) 極的容量 正極的容量。6 鎳氫動力電池是一種堿性電池， 采用由貯氫材料作為活性物質(zhì)的氫化物電極， 正極采用氫氧化鎳，電解質(zhì)為氫氧化鉀水溶液。7在鋰電應(yīng)用中需要提純?yōu)楹荚?的高碳石墨。8 天然石墨負(fù)

12、極材料系采用天然鱗片晶質(zhì)石墨，經(jīng)過 、 、 、 、 表面等工序處理制得。9 從目前來看，鋰離子動力電池技術(shù)發(fā)展的方向是三元體系的正極材料和以 為主 的負(fù)極材料，10鋰離子動力電池極耳焊接方式采用 焊接。11用熔煉法制備貯氫合金時，一般都在 氣氛中進(jìn)行； 作為加熱方式，多數(shù)采用中 頻感應(yīng)。12鋰離子動力電池主要由 、 、 、 、安全閥、電池殼等結(jié)構(gòu)組成。第 6頁 共 9頁13鋰 離 子 動 力 電 池 正 極 活 性 物 質(zhì) 由含 鋰 的 過 渡 金 屬氧 化 物 組 成 ， 主 要有 、 、 、 材料，鎳鈷錳和鎳鈷鋁三元材料。14單體電池（Cell）是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的最小單元，包括 、

13、 、 、 等。15鎳氫動力電池放電過程中的容量和電壓與使用條件有關(guān)，如放電倍率，環(huán)境溫度等。 一般，放電倍率越大，放電容量與放電電壓 。16鎳氫動力電池可以實(shí)現(xiàn)完全密封和免維護(hù)，其充放電過程可以看成是 或質(zhì)子 從一個電極移向另一個電極的往復(fù)過程。17鋰離子動力電池電性能測試內(nèi)容主要包括 、 、 、 、存儲性能、 高低溫性能、循環(huán)性能、充放電性能等。18質(zhì)子交換膜（PEM） 是 PEMFC 中最為核心關(guān)鍵的材料，它不僅僅是一種隔膜材料， 還是一種 ，即允許質(zhì)子通過，隔離電子和反應(yīng)氣體。19 目前，PEMFC 的陽極和陰極催化劑仍然以 或 為主。20蓄電池系統(tǒng)在成組使用時，更容易發(fā)生 、 的現(xiàn)象，

14、其根源都在于電 池的一致性誤差所引起來的。21BMS 發(fā)展到今天，功能趨于模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化。通常包括 、 、 、 四大模塊。22按照國標(biāo)要求，在最大的工作電壓下，直流電路絕緣電阻最小值應(yīng)大于 100/V，交流電路絕緣電阻最小值應(yīng)大于 。23蓄電池分選配組的目的是將性能相近的 成組，以此保障蓄電池組的一致性。24BMS 現(xiàn)場總線主要采用 通信，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。25BMS 硬件根據(jù)具體應(yīng)用有兩種主流結(jié)構(gòu)， 和 。26膜電極組件是 的最核心的部件。27根據(jù)超級電容器的儲能機(jī)理，可以將其分為 和 兩種。28水系電解液最早被應(yīng)用于超級電容器，電容器的工作電壓約為 1 V，堿性電解液目 前

15、以為 水溶液代表，酸性電解質(zhì)應(yīng)用最廣的是 水溶液。29新能源汽車用超級電容器的單體一般在 ，電容量較大。30 目前在越級電容器的碳電極材料中主要包括有 、 、 、 和石墨 烯等，現(xiàn)在商品化超級電容器所用電極材料以活性炭粉末較為成熟。四、簡答題（每題 4 分，共 40 分）1. 市場上應(yīng)用的動力電池有哪些？2. 為什么車輛在低溫時充電時間會變長？3. 市場上主流的鋰離子動力電池有哪些，其正極分別使用的是哪些材料？4. 簡述鋰離子動力電池的工作原理。5. 為什么鎳氫動力電池具有耐過充過放電能力？6. 鎳氫電池的負(fù)極活性物質(zhì)為儲氫合金，或稱金屬氫化物，按其結(jié)構(gòu)不同可以分為AB5 型、AB2 型、A2

16、B 型等，其具體的含義是什么。7. 比較超級電容器與可充的二次電池的異同點(diǎn)。 簡述質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極的基本構(gòu)造，各部分起的作用。9. 簡述 BMS 主要功能。10. 簡述一體式 BMS 和主從式 BMS 的區(qū)別。理論考核試卷（1）答案一、單選題（每題 0.5 分，共 15 分）1、D 2、C 3、D 4、D 5、C 6、C 7、A 8、C 9 、D 10、 D11、D 12、B 13、 D 14、B 15、B 16、C 17、A 18、C 19 、A 20、A21、D 22、B 23、B 24、D 25、D 26、C 27、B 28、D 29 、C 30、C二、判斷題（每題 2 分，共

17、10 分）（每題 0.5 分，共 15 分）1 、 2 、X 3 、 4 、 5 、 6 、X 7 、 8 、 9 、 10 、X 11 、X 12 、X 13 、X 14 、 15 、 16 、 17 、 18 、 19 、 20 、 21 、X 22 、X 23 、 24 、X 25 、 26 、 27 、X 28 、 29 、 30 、X三、填空題（每題 1 分，共 30 分）1、電池、電機(jī)、電控、電池 2、 C 、0.2C 3、5 、26mm 、65mm 4、磷酸鐵鋰電池、 三元電池 5、正極限容、大于 6、負(fù)極 正極 7、9199% 8、粉碎、球化、分 級、純化 9、石墨 10、超聲

18、波 11、惰性 12、 正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜 13、 鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰 14、正極、負(fù)極、電解液、外殼 15、越低 16、 氫原子 機(jī)械 17、 容量、內(nèi)阻、電壓、自放電 18、選擇性透過膜 19、Pt Pt 合 金 20、過充 過放電 21、監(jiān)測、狀態(tài)估算、安全管理、通訊 22、500/V 23、蓄電池單體 24、CAN 電容器 28、KOH H2SO HYPERLINK l _bookmark1 4膠、碳納米管25、一體式 分布式29、10003000 F26、PEMFC 27、雙電層電容器 贗30、活性炭粉末、活性炭纖維、碳?xì)饽?、簡答題（每題 4 分，共 40 分）1、動力

19、電池即為工具提供動力來源的電源，多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高 爾夫球車等提供動力的蓄電池，區(qū)別于其他的蓄電池。市場上主流的動力電池有： 鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池、空氣蓄 電池（鋅空氣蓄電池、鋁空氣電池）、燃料電池、超級電容器、飛輪電池、鈉硫電池等（回 答出 4 種及以上即可得 4 分）。2、動力電池即為工具提供動力來源的電源，多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高 爾夫球車等提供動力的蓄電池，區(qū)別于其他的蓄電池。市場上主流的動力電池有： 鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池、空氣蓄 電池（鋅空氣蓄電池、鋁空氣電池）、燃料電池、超級電容器、飛輪電

20、池、鈉硫電池等（回 答出 4 種及以上即可得 4 分）。3、錳酸鋰電池： 是指正極使用錳酸鋰材料的電池；三元聚合物鋰電池： 是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池，三元復(fù)合正極材 料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料；磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。 4、鋰離子動力電池是一種由鋰離子濃度差異而產(chǎn)生的濃差電池。充電時，鋰離子從正極活 性材料脫出，依次通過電解液和隔膜，然后嵌入到負(fù)極活性材料的晶格或?qū)娱g中，與此同時 在外電路有相同數(shù)量的電子由正極傳輸?shù)截?fù)極，整個電路達(dá)到電荷平衡狀態(tài)，此時由于鋰離 子在正、負(fù)極的脫嵌轉(zhuǎn)移，正負(fù)極分別處于貧鋰態(tài)和富鋰態(tài)。放電時鋰離子和

21、電子的轉(zhuǎn)移正 好相反，鋰離子從負(fù)極脫出經(jīng)過電解液和隔膜嵌入到正極活性材料中，同時電子通過外電路由負(fù)極轉(zhuǎn)移到正極。5、電池在進(jìn)行過充放電時，鎳氫動力電池正負(fù)極反應(yīng)可表示為：正極：過充電(析出氧氣)： 過放電(析出氫氣)： 負(fù)極：過充電(消耗氧氣)： 過放電(消耗氫氣):4OH 2H2OO2 4e2H2O2 e H2 + 2OH2H2OO24e 4 OHH22OH 2H2O2 e從上面的過程可以看出，在過充和過放過程中，由于貯氫合金的催化作用，可以消除正極產(chǎn) 生的 O2 和 H2，從而使鎳氫動力電池具有耐過充過放電能力。為了保證氧的復(fù)合反應(yīng)，在電池設(shè)計(jì)方面，鎳氫動力電池采用正極限容的方法設(shè)計(jì)，負(fù)極

22、的 容量大于正極的容量。這樣，在充電末期和過充電時，正極上析出的氧氣可以通過隔膜擴(kuò)散 到負(fù)極表面與氫復(fù)合還原為 H2O 和 OH進(jìn)入電解液，從而避免或減輕了電池內(nèi)部壓力積累 升高的現(xiàn)象，否則，在電池過充時，MH 電極又會產(chǎn)生大量氫氣，造成電池內(nèi)壓上升； 而在 過放電時，正極上析出的氫氣通過隔膜擴(kuò)散到負(fù)極表面可以被貯氫合金迅速吸收，否則，在 電池過放電時，MH 電極上會析出氧，從而使 MH 合金被氧化。6、AB5 型最早采用的是 LaNi5 合金，其儲氫容量高，可逆性好，但循環(huán)過程中會嚴(yán)重粉化， 并且成本較高， 目前采用混合稀土取代單一的 La，制備成儲氫合金，材料性能提高了，而 價格則降低了，

23、使鎳氫電池實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化； AB2 型合金儲氫容量高，循環(huán)壽命長，但電極表 面催化活性差，原材料價格高； A2B 型合金目前正處于探索階段，其儲氫容量高，價格便宜， 但吸放氫動力學(xué)性能差，限制了其在電化學(xué)領(lǐng)域的開發(fā)。 7、超級電容器雖然能量密度較低，卻可以短時間釋放出來，瞬間產(chǎn)生高功率，并在微秒時 間內(nèi)充電完畢，且使用壽命長。而電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，受化學(xué)反應(yīng)動力 學(xué)的限制，需要相對長時間的充放電過程才可再使用，具有較高的能量密度，應(yīng)用范圍廣泛。 從鋅錳一次電池發(fā)展至目前所廣泛使用的鋰離子二次電池，雖然其容量得以大幅提升，改善 了一次電池放電后無法重復(fù)使用的困擾。然而二次電池充放電時間較為緩慢、不利于瞬間產(chǎn) 生高功率的問題尚未解決。8、PEMFC 的核心部件是膜集合體，又稱為膜電極組件（Membrane Electrode Assembly，MEA）， 是由陽極、質(zhì)子交換膜與陰極三者相結(jié)合的三明治結(jié)構(gòu)單一組件。質(zhì)子交換膜被擠壓在兩個 多孔電極之間，電極通常由碳纖維布或碳纖維紙制作而成。微觀上