新能源汽車概論 第2版 習(xí)題答案 高建平

第1章1.汽車能源的發(fā)展歷程先后為：蒸汽機(jī)汽車、早期電動(dòng)汽車、內(nèi)燃機(jī)汽車、現(xiàn)代電動(dòng)汽車。2.現(xiàn)代電動(dòng)汽車是指主要以動(dòng)力電池或超級(jí)電容為能量源、全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。通常分為純電動(dòng)汽車、插電式（增程式）汽車和燃料電池汽車等幾類。3.新能源汽車是指采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車。按照能量源的不同，可將新能源汽車分為電動(dòng)汽車、新型電動(dòng)汽車、動(dòng)勢(shì)能汽車等。4.由汽車能源的發(fā)展歷程可以看出是一個(gè)“脫碳加氫”的過(guò)程，與能源發(fā)展相對(duì)應(yīng)，新能源汽車的發(fā)展也存在著相同的歷程。2010年左右主要發(fā)展的新能源汽車為微混、輕混型，主要還是以化石能源（包括柴油、汽油等）為主，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展逐漸發(fā)展到深混（主要包括插電式、增程式），燃料從化石能源向電能轉(zhuǎn)型，多元化并存的過(guò)渡時(shí)代，插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車競(jìng)相發(fā)展；2025年之后，進(jìn)入基本單一的氫能源汽車時(shí)代（或者說(shuō)擺脫依賴石油的汽車時(shí)代），燃料電池汽車將會(huì)是汽車產(chǎn)業(yè)的主流。5.石油短缺、環(huán)境污染、政策環(huán)境。6.一是插電式混合動(dòng)力乘用車技術(shù)取得較大進(jìn)展；二是純電動(dòng)汽車技術(shù)日益成熟，已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化條件；三是燃料電池汽車技術(shù)取得重要進(jìn)展；四是關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化技術(shù)明顯提高，部分關(guān)鍵技術(shù)取得突破。第2章1.無(wú)污染，噪聲低；能源利用效率高，使用成本低；簡(jiǎn)單可靠、使用維修方便；平抑電網(wǎng)的峰谷差。2.傳統(tǒng)集中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；無(wú)變速器集中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；集成式集中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。3.電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)式純電動(dòng)汽車；超級(jí)電容單獨(dú)驅(qū)動(dòng)式純電動(dòng)汽車；復(fù)合電源驅(qū)動(dòng)式純電動(dòng)汽車；雙源驅(qū)動(dòng)式純電動(dòng)汽車。4.電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)式純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，維護(hù)、使用成本較低，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放。電池不能接受大電流充放電，能量回收的效率較低，充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短，電池的比能量、比功率相對(duì)較低，致使純電動(dòng)汽車不能滿足各種行駛工況。5.雙源快充純電動(dòng)客車資源利用率高，充分利用已有線網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)“多線路運(yùn)行，共享網(wǎng)線充電”，通過(guò)動(dòng)力電池不同容量的模塊化配置以及智能在線快充管理，提高了網(wǎng)線利用率。動(dòng)力電池掛網(wǎng)智能快速充電，大大節(jié)約了基礎(chǔ)設(shè)施用地，有效擴(kuò)大了純電動(dòng)客車的運(yùn)營(yíng)規(guī)模。6.動(dòng)力性：最高車速、最大爬坡度、加速時(shí)間。經(jīng)濟(jì)性：能量消耗率、續(xù)航里程。第3章1.(1)與普通燃油汽車相比，PHEV最大的特點(diǎn)是將純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合。短距離行駛時(shí)采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，長(zhǎng)距離行駛時(shí)采用混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以減少有害氣體、溫室氣體的排放，大大降低整車的燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。(2)與純電動(dòng)汽車比較，PHEV擁有純電動(dòng)汽車的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。在相同行駛里程條件下PHEV的電池組比較小，電池容量只需要純電動(dòng)汽車的30%～40%，無(wú)須配備大容量的動(dòng)力電池，可以大幅降低制造成本；當(dāng)電池組soc值降低到一定限值時(shí)，轉(zhuǎn)為電量維持模式運(yùn)行，避免了電池組的過(guò)放電，有效延長(zhǎng)了電池壽命，也不需要周轉(zhuǎn)電池，可在停車場(chǎng)進(jìn)行充電，也不需要建立充電站，還不需要大量的換電設(shè)施和工作人員，降低了成本。(3)與混合動(dòng)力汽車比較，PHEV算是配有一種車載充電裝置的電動(dòng)汽車，可利用外部公用電網(wǎng)對(duì)車載動(dòng)力電池進(jìn)行均衡充電，減少對(duì)石油的依賴，同時(shí)又能改善電廠發(fā)電機(jī)組效率，削峰填谷，緩解供電壓力。2.(1)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域可以減少石油的消耗：PHEV不必給車加油或者只需要很少的汽油，因此節(jié)約了大量的石油。這將對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和政治產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響。(2)減少排放：由于汽油的消耗減少，隨著PHEV的大規(guī)?；瑒t整體的排放將大大減少。電能的集中產(chǎn)生比汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車效率高得多，排放少得多。城鎮(zhèn)的排放和邊遠(yuǎn)地區(qū)的排放能夠緩和人口密集的大都市的嚴(yán)重污染。隨著電能越來(lái)越多地來(lái)自于可再生能源，整個(gè)排放將進(jìn)一步減少。(3)節(jié)約能源成本：PHEV以純電動(dòng)模式行駛時(shí)，由于每等效能量單元的電比油便宜，則每千米所消耗的電能成本比汽油便宜。(4)節(jié)省維修成本：PHEV有助于節(jié)約維修成本。因?yàn)榭梢栽偕苿?dòng)，所以制動(dòng)系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修，如制動(dòng)片的更換和制動(dòng)液的更換次數(shù)減少。由于發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)不工作或工作時(shí)間大為減少，發(fā)動(dòng)機(jī)油的更換周期和其他維護(hù)項(xiàng)目的周期變長(zhǎng)。(5)備份功率：當(dāng)使用雙向充電機(jī)時(shí)，PHEV可以用作備份能量源。一個(gè)典型的PHEV動(dòng)力電池組能夠提供給家庭或辦公室數(shù)小時(shí)的3～10kW.h的功率，并且車載發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)通過(guò)產(chǎn)生電能，進(jìn)一步延長(zhǎng)了供電的時(shí)間。(6)報(bào)廢動(dòng)力電池的使用：PHEV上不再能滿足車輛使用要求的電池可用來(lái)儲(chǔ)存電網(wǎng)電能，實(shí)現(xiàn)電壓的管理、系統(tǒng)的穩(wěn)定以及電力電網(wǎng)的頻率管理。特別是隨著越來(lái)越多的再生能源輸入電力電網(wǎng)中，頻率管理和穩(wěn)定性日漸重要。這些“退休的”電池仍然具有30%～50%的初始電能容量，足以實(shí)現(xiàn)上述功能。3.(1)與純電動(dòng)汽車比較，E-REV的特點(diǎn)與PHEV類似，都可以縮小動(dòng)力電池的容量，降低成本，且增大了續(xù)駛里程。(2)與傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車比較，E-REV最大的特點(diǎn)是也可以進(jìn)行外接充電，盡可能利用晚間低谷電或午間駕乘人員的休整間隙充電，進(jìn)一步提高了能源利用率；E-REV采用電機(jī)直驅(qū)，無(wú)變速器和離合器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；采取電池?cái)U(kuò)容的方式，增加了純電動(dòng)工作模式的行駛距離。(3)與插電式混合動(dòng)力汽車比較，E-REV最大的特點(diǎn)是由于動(dòng)力電池容量的增大以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同，在電能充足的條件下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不參與工作。也就是說(shuō)，E-REV必須在所有的工作模式下都維持純電驅(qū)動(dòng)模式，因此，這種類型的車輛不需要像PHEV那樣對(duì)其工作模式進(jìn)行特定的說(shuō)明。E-REV采用電機(jī)直驅(qū)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而PHEV采用機(jī)械動(dòng)力混合結(jié)構(gòu)，有離合器、變速器等，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在增程器設(shè)計(jì)方面，E-REV允許將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率顯著降低，發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的動(dòng)力不需要達(dá)到車輛動(dòng)力性能所需的峰值功率，僅滿足車輛行駛所需要的持續(xù)動(dòng)力需求即可。4.插電式混合動(dòng)力汽車是指可使用電力網(wǎng)(包括家用電源插座)對(duì)車載可充電動(dòng)力電池進(jìn)行充電的混合動(dòng)力汽車。5.増程式電動(dòng)汽車是以電能為主要驅(qū)動(dòng)能源，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔助動(dòng)力源的一種兼有外接電源充電和車載自供電功能的電動(dòng)汽年。6.能量消耗率和續(xù)駛里程。第4章1.(1)燃料電池(FC)是一種化學(xué)電池，它直接把物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出的能量變換為電能，工作時(shí)需要連續(xù)地向其供給燃料和氧化劑。由于它是把燃料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為燃料電池。(2)燃料電池堆是由兩個(gè)或多個(gè)單體電池通過(guò)緊固結(jié)構(gòu)組成的、具有共用管道和統(tǒng)一輸出的組合體。(3)車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)是指從氫氣加注口至燃料電池進(jìn)口，與氫氣加注、儲(chǔ)存、輸送、供給和控制有關(guān)的裝置。2.質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)。3.燃料電池、高壓儲(chǔ)氫罐、輔助動(dòng)力源、DC/DC變換器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、整車控制器。4.壓縮氣體形式儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、可逆金屬氫化物儲(chǔ)氫、碳納米纖維儲(chǔ)氫。5.(1)純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的燃料電池汽車；(2)燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B)的燃料電池汽車；(3)燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+C)的燃料電池汽車；(4)燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(FC+B+C)的燃料電池汽車。6.燃料電池電動(dòng)汽車與燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)效率高。燃料電池的工作過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率較高，可以達(dá)到30%以上，而汽油機(jī)和柴油機(jī)汽車整車效率分別為16%～18%和22%～24%；(2)續(xù)航里程長(zhǎng)。采用燃料電池系統(tǒng)作為能量源，克服了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短的缺點(diǎn)，其長(zhǎng)途行駛能力及動(dòng)力性已經(jīng)接近于傳統(tǒng)燃機(jī)汽車；(3)綠色環(huán)保。燃料電池沒有燃燒過(guò)程，以純氫作燃料，生成物只有水，屬于零排放。采用其他富氫有機(jī)化合物用車載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生產(chǎn)物除水之外還可能有少量的CO2，接近零排放；(4)過(guò)載能力強(qiáng)。燃料電池除了在較寬的工作圍具有較高的工作效率外，其短時(shí)過(guò)載能力可達(dá)額定功率的200%或更大；(5)低噪聲。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，除了空氣壓縮機(jī)和冷卻系統(tǒng)以外無(wú)其他運(yùn)動(dòng)部件，因此與燃機(jī)汽車相比，運(yùn)行過(guò)程中噪聲和震動(dòng)都較??；(6)設(shè)計(jì)方便靈活。燃料電池汽車可以按照X-By-Wire的思路進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)概念，可以在空間和重量等問(wèn)題上進(jìn)行靈活的配置。燃料電池電動(dòng)汽車具有以下缺點(diǎn)：(1)燃料電池汽車的制造成本和使用成本過(guò)高；(2)輔助設(shè)備復(fù)雜，且質(zhì)量和體積較大；(3)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)抗震能力有待進(jìn)一步提高。此外，在FCEV受到震動(dòng)或者沖擊時(shí)，各種管道的連接和密封的可靠性需要進(jìn)一步提高，以防止泄漏，降低效率，防止嚴(yán)重時(shí)發(fā)生安全事故。第5章1.原理：電池在充電時(shí)，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，通過(guò)電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入負(fù)極中；放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，通過(guò)電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入正極材料晶格中。在整個(gè)充放電過(guò)程中，鋰離子往返于正負(fù)極之間。2.(1)超級(jí)電容器是一種具有超級(jí)儲(chǔ)電能力、可提供強(qiáng)大脈沖功率的物理二次電源。它是介于蓄電池和傳統(tǒng)靜電電容器之間的一種新型儲(chǔ)能裝置。(2)臨界運(yùn)行點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速，是開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行和設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要參數(shù)。第一臨界轉(zhuǎn)速是開關(guān)磁阻電機(jī)開始運(yùn)行于恒功率特性的臨界轉(zhuǎn)速，定義為開關(guān)磁阻電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，對(duì)應(yīng)的功率即為額定功率；第二臨界轉(zhuǎn)速是能得到額定功率的最高轉(zhuǎn)速，是恒功率特性的上限，可控條件都達(dá)到了極限，當(dāng)轉(zhuǎn)速再增加時(shí)，輸出功率將下降。(3)整車控制器是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件，它基于人的操控指令、車速等整車的狀態(tài)信息以及各個(gè)組成部件的狀態(tài)信息等，實(shí)施駕駛?cè)说闹噶罱馕?、依?jù)制定的控制策略進(jìn)行動(dòng)力分配控制。依據(jù)動(dòng)力電池組等的能量狀態(tài)進(jìn)行能量管理、對(duì)各個(gè)組成部件進(jìn)行信息監(jiān)控和故障診斷等，并輸出合理的指令到電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及動(dòng)力耦合裝置等，滿足汽車的行駛要求。3.電池管理系統(tǒng)由電池控制單元、主/輔充電器、熱管理系統(tǒng)、SOC估計(jì)、電池警報(bào)裝置、模塊傳感裝置、安全模塊構(gòu)成。電池管理系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)估計(jì)、能量管理、熱管理、安全管理和通信功能等。4.(1)永磁同步電機(jī)與其他電機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。電機(jī)可以在較低的轉(zhuǎn)速下保持同步運(yùn)行，調(diào)速范圍寬。體積小，質(zhì)量小。(2)永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特性主要分為機(jī)械特性和工作特性。永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速始終保持同步轉(zhuǎn)速不變。因此，其機(jī)械特性為平行于橫軸的直線，調(diào)節(jié)電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速將嚴(yán)格地與頻率成正比例變化。永磁同步電機(jī)的工作特性是指當(dāng)電源電壓恒定時(shí)，電機(jī)的輸入功率P、電樞電流I、效率η、功率因數(shù)等隨輸出功率變化的關(guān)系。5.交流電機(jī)主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙。此外還有端蓋、軸承、機(jī)座和風(fēng)扇等部件。6.可控參數(shù)多，調(diào)速性能好。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。損耗小，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小。第6章1.電動(dòng)汽車電能供給方式主要分為整車充電和電池更換兩種方式。(1)整車充電是指采用交流充電樁、車載充電機(jī)、非車載充電機(jī)等充電設(shè)備直接對(duì)電動(dòng)車車載動(dòng)力電池進(jìn)行充電。(2)電池更換是指用充滿電的動(dòng)力電池組更換車上需要充電的動(dòng)力電池組，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)清能源的快速補(bǔ)給。2.(1)交流慢充是指采用小電流(通常在0.1C～0.3C)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行慢速有電，這種充電文稱為普通充電。常規(guī)動(dòng)力電池均采用小電流的恒壓恒流三段式充電，一般充電時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5～10h。交流慢充的優(yōu)點(diǎn):充電裝置和安裝成本較低、可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本，保證充電時(shí)段電壓相對(duì)穩(wěn)定。交流慢充的缺點(diǎn):充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以滿足車輛緊急運(yùn)行的需求。(2)直流快充又稱為應(yīng)急充電，是指以較大的電流(一般用1C～5C)在12min～1h的短時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的一種方式。直流快充的優(yōu)點(diǎn)：充電時(shí)間短，便利性好。直流快充的缺點(diǎn)：充電效率較低，充電裝置安裝成本和工作成本較高。充電電流大，對(duì)充電的技術(shù)和方法要求高，對(duì)電池的壽命有極大影響。充電電流大顯著降低電池壽命，并存在安全隱患。3.充電裝置的類型主要分為三種：電磁感應(yīng)方式、磁共振方式和微波方式。(1)電磁感應(yīng)方式電磁感應(yīng)通過(guò)傳送繞組和接收繞組之間傳輸電力，是最接近實(shí)用化的一種充電方式。當(dāng)送電繞組中有交變電流通過(guò)時(shí)，發(fā)送(一次)、接收(二次)兩個(gè)繞組之間產(chǎn)生交替變化的磁束，由此在二次繞組中產(chǎn)生隨磁束變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)接收繞組端子對(duì)外輸出交變電流。(2)磁共振方式它主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成，原理與電磁感應(yīng)方式基本相同。電源傳送部分有電流通過(guò)時(shí)，所產(chǎn)生的交變磁束使接收部分產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，為電池充電時(shí)輸出電流。與電磁感應(yīng)充電方式的不同之處在于，磁共振方式加裝了一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)電源，采用兼?zhèn)渚€圈和電容器的LC共振電路，而并非由簡(jiǎn)單線圈構(gòu)成傳送和接收兩個(gè)單元。共振頻率的數(shù)值，會(huì)隨傳送與接收單元之間距離的變化而改變。當(dāng)傳送距離發(fā)生改變時(shí)，傳輸效率也會(huì)像電磁感應(yīng)一樣迅速降低。為此，可通過(guò)控制電路調(diào)整共振頻率，使兩個(gè)單元的電路發(fā)生共振，即“共鳴”。(3)微波方式使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力，發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波，可用天線在不同方向接收，用整流電路轉(zhuǎn)換成直流電為汽車電池充電。為防止充電時(shí)微波外漏，充電部分裝有金屬屏蔽裝置。使用中，傳送與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏。4.(1)充電站的定義：是采用整車充電模式為電動(dòng)汽車提供電能的場(chǎng)所，主要由三臺(tái)及以上電動(dòng)汽車充電設(shè)備(至少有一臺(tái)非車載充電機(jī))，以及相關(guān)的供電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等組成。充電站由配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控與通信系統(tǒng)、配套設(shè)施等部分組成。充電站的分類：根據(jù)配電容量及充電設(shè)備的數(shù)量，電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)規(guī)?？煞譃榇笮?、中型和小型三類。大型充電站。配電容量大于或等于500kVA，具備為各類乘用車、商用車充電的能力，充電設(shè)備數(shù)量不少于10臺(tái)。中型充電站。配電容量大于或等于100kVA且小于500kVA,充電設(shè)備數(shù)量不少于3臺(tái)。小型充電站。配電容量小于100kVA，充電設(shè)備數(shù)量不少于3臺(tái)。(2)電池更換站的定義：電池更換站是指采用電池更換方式為電動(dòng)汽車提供電能低給，并能夠在扶電過(guò)程中時(shí)更換設(shè)備、動(dòng)力蓄電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控的場(chǎng)所。電池更換站的分類根據(jù)功能不同，電動(dòng)汽車電池更換站可分為三類：電池更換站(換電站)?？梢詫?duì)電池進(jìn)行充電，也可以為電動(dòng)汽車提供換電服務(wù)。電池配送中心。對(duì)動(dòng)力蓄電池集中進(jìn)行充電，并為電池配送站提供動(dòng)力蓄電池的場(chǎng)所，是電池更換站的一種特殊形式。電池配送站。通過(guò)配送方式獲得動(dòng)力電池，并為電動(dòng)汽車提供電池更換服務(wù)的場(chǎng)所，是電池更換站的一種特殊形式。根據(jù)服務(wù)的電動(dòng)車輛類型，電動(dòng)汽車電池更換站還可分為以下三類：綜合型電池更換站。同時(shí)具備商用車和乘用車電池更換及電池充電的功能，并具備輻射本地區(qū)的電池配送能力的電池更換站。商用車電池更換站。具備商用車電池更換和電池充電的功能，并具備一定范圍的電池配送能力的電池更換站。乘用車電池更換站。具備乘用車電池更換和電池充電的功能，并具備一定范圍的電池配送能力的電池更換站。5.平抑負(fù)荷峰谷、對(duì)頻率做出響應(yīng)、用作應(yīng)急電源、為新能源接入平抑?jǐn)_動(dòng)。6.V2G系統(tǒng)的復(fù)雜程度與其應(yīng)用層面有關(guān)，根據(jù)電動(dòng)汽車規(guī)模和動(dòng)力電池技術(shù)水平的發(fā)展，V2G的應(yīng)用層面也不同，如改善負(fù)荷曲線、負(fù)荷管理、輔助服務(wù)、微電網(wǎng)、與可再生能源發(fā)電協(xié)調(diào)運(yùn)行等。將電動(dòng)汽車納入電網(wǎng)能量管理體系，與可再生能源發(fā)電協(xié)調(diào)運(yùn)行，優(yōu)化能源效率，參與電網(wǎng)調(diào)度，促進(jìn)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性是V2G應(yīng)用的最終目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需要在電動(dòng)汽車和電網(wǎng)之間建立雙向通信體系，設(shè)計(jì)管理結(jié)構(gòu)和控制策略，面臨的挑戰(zhàn)主要存在以下五個(gè)方面:(1)為各廠商的產(chǎn)品建立統(tǒng)一通信協(xié)議，便于與電網(wǎng)進(jìn)行交互。各個(gè)制造商充電設(shè)備的通信接口和協(xié)議各不相同，將為電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的統(tǒng)一調(diào)度帶來(lái)阻礙。

(2)建立電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的快速可靠，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。電動(dòng)汽車在地理位置上具有很大的分散性，同時(shí)數(shù)量龐大，建立完整的通信網(wǎng)絡(luò)需要大量投資。通信的速度和可靠性決定V2G應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

(3)對(duì)電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem,EMS)/配電管理系統(tǒng)DistributionManagementSystem,DMS)的擴(kuò)展。現(xiàn)有EMS軟件不對(duì)低壓節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模，將數(shù)目龐大又分散的電動(dòng)汽車納入電網(wǎng)的調(diào)度管理，將給EMS各應(yīng)用軟件的計(jì)算帶來(lái)很大難度，如最優(yōu)潮流計(jì)算、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等。DMS配電管理系統(tǒng)還將面臨大量的計(jì)費(fèi)、計(jì)量工作。(4)需要成熟的電力市場(chǎng)環(huán)境。在V2G應(yīng)用下，電動(dòng)汽車根據(jù)電網(wǎng)需求進(jìn)行充放電，需要合理的電價(jià)制定機(jī)制。同時(shí)電動(dòng)汽車可能通過(guò)一定集成管理向電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，確定集成管理者的角色，提供準(zhǔn)入政策，也是促進(jìn)V2G應(yīng)用的條件。(5)與現(xiàn)有配電網(wǎng)控制和保護(hù)策略的協(xié)調(diào)。在V2G規(guī)模應(yīng)用下，負(fù)荷潮流可能變化較大，使線網(wǎng)上的電壓幅值發(fā)生較大變化，給電壓調(diào)節(jié)帶來(lái)困難。電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)后，配電網(wǎng)可能出現(xiàn)雙向潮流，短路電流也發(fā)生變化，原有保護(hù)裝置不能正常運(yùn)行。第7章1.匹配與集成技術(shù)、整車輔助系統(tǒng)技術(shù)、整車安全技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、輕量化技術(shù)、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)等。2.雙模混合動(dòng)力系統(tǒng)即具有高、低速電子連續(xù)可變速比模式的混合動(dòng)力系統(tǒng)。結(jié)構(gòu):主要由行星排、電機(jī)、離合器、制動(dòng)器構(gòu)成。特點(diǎn):(1)同步換擋;(2)減小電機(jī)峰值功率;(3)防止電機(jī)過(guò)熱工作;(4)能量回饋更充分缺點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜:設(shè)計(jì)和制造難度較大;(2)控制方面難度大。3.基本組成：傳感器（車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器）、ECU、（電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、齒輪減速及其傳動(dòng)件）。工作原理：轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器將采集到的信號(hào)經(jīng)濾波放大處理后，輸入ECU，ECU通過(guò)運(yùn)行其內(nèi)部的控制算法，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，控制執(zhí)行部件的動(dòng)作。工作過(guò)程：當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)生與輸入轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入ECU，由ECU中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算處理后，確定其助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流和方向，調(diào)整轉(zhuǎn)向的輔助動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)電磁離合器輸出，再經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。4.(1)優(yōu)化參數(shù)設(shè)置：設(shè)定優(yōu)化最大迭代次數(shù)及收斂條件參數(shù)。(2)優(yōu)化類型選擇；選擇剛度多目標(biāo)優(yōu)化、模態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化和模態(tài)綜合多目標(biāo)優(yōu)化，并設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)方式，即求解優(yōu)化目標(biāo)最大還是最小。(3)約束條件定義：多目標(biāo)優(yōu)化模塊中三種優(yōu)化類型均已白色概念模型的車身質(zhì)量為約束，在質(zhì)量不增加的約束條件下進(jìn)行優(yōu)化分析。(4)優(yōu)化變量選擇：多目標(biāo)優(yōu)化模塊支持以車身板件厚度和梁截面形狀為優(yōu)化變量進(jìn)行優(yōu)化分析。(5)靈敏度分析：對(duì)選取的所有優(yōu)化變量進(jìn)行靈敏度分析，輸出結(jié)果，從而確定對(duì)優(yōu)化目標(biāo)貢獻(xiàn)較大的變量。(6)優(yōu)化迭代實(shí)現(xiàn)：根據(jù)靈敏度分析結(jié)果，選取對(duì)優(yōu)化目標(biāo)貢獻(xiàn)較大的變量進(jìn)行優(yōu)化迭代分析，直至滿足收斂條件。5.電磁兼容是指電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的相關(guān)設(shè)備都能正常工作又互不干擾，達(dá)到兼容狀態(tài)。含義有兩方面：(1)設(shè)備不會(huì)由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不允許的降級(jí)。(2)它也不會(huì)使同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致或遭受不允許的降級(jí)。6.(1)拓?fù)鋬?yōu)化：在一個(gè)給定的空間區(qū)域內(nèi)，依據(jù)已知的外部載荷及支承等約束條件，尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳結(jié)構(gòu)材料分配方案，從而使結(jié)構(gòu)的剛度達(dá)到最大或輸出位移、應(yīng)力等達(dá)到規(guī)定要求的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。(2)形狀優(yōu)化：在結(jié)構(gòu)的類型、材料、布局已定的前提下對(duì)結(jié)構(gòu)的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，例如對(duì)布局已定的桁架的節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)連續(xù)體的邊界形狀進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)內(nèi)部開孔的尺寸、形狀進(jìn)行優(yōu)化等。(3)尺寸優(yōu)化：在給定結(jié)構(gòu)的類型、材料、布局和外形幾何的前提下，優(yōu)化各個(gè)組成構(gòu)件的截面尺寸，使重量最輕。第8章1.仿真過(guò)程中控制信息與實(shí)際系統(tǒng)能量信息的流動(dòng)方向，可將仿真方法劃分為兩大類：（前仿真）與（前仿真）。2.（電渦流測(cè)功機(jī)）和（交流電力測(cè)功機(jī)）。3.(1)后向仿真中，仿真系統(tǒng)的控制信息與實(shí)際系統(tǒng)的能量信息方向相反。后向仿真一般只能反映系統(tǒng)的靜態(tài)特征，其過(guò)程比較簡(jiǎn)便，不需要建立駕駛員模型，也不考慮動(dòng)力系統(tǒng)（尤其是離合器和變速器）的動(dòng)態(tài)過(guò)程，計(jì)算步長(zhǎng)較大，計(jì)算速度快，多用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的參數(shù)匹配、能量管理和車輛動(dòng)力性計(jì)算等。(2)前向仿真中，仿真系統(tǒng)的控制信息與實(shí)際系統(tǒng)的能量信息方向相同。前向仿真中部件模型之間的聯(lián)系更加接近于車輛的實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，但是計(jì)算量大，仿真速度慢。4.即需求驅(qū)動(dòng)、自頂向下分解設(shè)計(jì)、自底向上集成驗(yàn)證；借助軟、硬件在環(huán)仿真技術(shù)提高仿真測(cè)試的置信度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短從概念構(gòu)思到產(chǎn)品定型的整個(gè)研發(fā)周期。5.交流變頻調(diào)速系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，將試驗(yàn)過(guò)程中交流測(cè)功機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)變頻器整流為直流電，然后再變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)工頻正弦交流電上網(wǎng)，通過(guò)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)的饋電電流以控制原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩。6.基本信息檢查和基本參數(shù)測(cè)量、放電容量、放電能量和能量密度、室溫倍率充放電性能、荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試、HPPC測(cè)試、脈沖功率測(cè)試、標(biāo)注循環(huán)壽命測(cè)試。7.道路測(cè)試法、底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試法、整車模擬法、臺(tái)架測(cè)試法。第9章1.新型電動(dòng)汽車主要是利用可再生能源進(jìn)行車載發(fā)電，全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車，這類汽車以太陽(yáng)能汽車、風(fēng)能汽車及核能汽車為主。2.動(dòng)勢(shì)能汽車主要是通過(guò)動(dòng)能或者將勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，從而驅(qū)動(dòng)汽車，這類新能源汽車主要有飛輪電池汽車、空氣動(dòng)力汽車及重力汽車。3.控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。4.直接驅(qū)動(dòng)、間接驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)。5.(1)能量密集，功率高，為其他能源所不及。這一特點(diǎn)決定了它的運(yùn)輸量小，可以減緩交通運(yùn)輸壓力。(2)在能量?jī)?chǔ)存方面，核能比太陽(yáng)能、風(fēng)能等其他新能源容易儲(chǔ)存。核燃料的儲(chǔ)存空間不大，在核船舶或核潛艇中，通常兩年才換料一次。相反，燒重油或燒煤設(shè)備需龐大的儲(chǔ)存罐或占地面積很大。(3)核能比較清潔，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。世界上大量有機(jī)燃料燃燒后排出的二氧化硫、二氧化碳、氧化亞氮等氣體，不僅會(huì)直接危害人體健康和農(nóng)作物生長(zhǎng)，還會(huì)導(dǎo)致酸雨和大氣層的“溫室效應(yīng)”，破壞生態(tài)平衡。比較起來(lái)，核電站就沒有這些危害。在全球限制溫室氣體的大環(huán)境下，發(fā)展核能幾乎被認(rèn)為是兼顧發(fā)展經(jīng)濟(jì)和減少溫室氣體排放的唯一途徑。利用核能可有效地削減主要污染物的排放量，改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境空氣質(zhì)量，為人民群眾創(chuàng)造良好的生產(chǎn)生活環(huán)境。(4)核電比火電“經(jīng)濟(jì)”。電廠每度電的成本是由建造折舊費(fèi)、燃料費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)三部分組成的。核電廠由于特別考究安全和質(zhì)量，建造折舊費(fèi)高于火電廠，一般要高出30%～50%，但然料費(fèi)則比火電廠低得多。據(jù)測(cè)算，火電廠的燃料費(fèi)占發(fā)電成本的40%～60%，而核電廠的燃料費(fèi)則只占20%～30%。經(jīng)驗(yàn)證明，核電廠的發(fā)電成本要比火電廠低15%～50%。6.分類：飛輪電池汽車、空氣動(dòng)力汽車、重力汽車。(1)飛輪電池汽車：①飛輪電池的比能量比鎳氫電池大2～3倍;比功率高于一般化學(xué)電池和內(nèi)燃機(jī)，其快速電可在18min內(nèi)完成且能量?jī)?chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，既能超快速充電也不存在化學(xué)電池的損壽問(wèn)題個(gè)電池的使用壽命遠(yuǎn)長(zhǎng)于各種化學(xué)電池。更重要的是，飛輪為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不會(huì)像內(nèi)燃村樣產(chǎn)生排氣污染，同時(shí)也沒有化學(xué)電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，不會(huì)造成腐蝕，也不存在廢料目理回收問(wèn)題；②飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛中。飛輪電池汽車?yán)迷陔S車飛輪中的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，它的推進(jìn)系統(tǒng)由飛輪電池、電機(jī)控制器、電機(jī)和系統(tǒng)等組成。車輛在正常行駛和制動(dòng)時(shí)給飛輪電池充電，飛輪電池則在加速或爬坡時(shí)車輛提供動(dòng)力，保證車輛運(yùn)行在一種平穩(wěn)最優(yōu)的狀態(tài)下，可減少燃料消耗、空氣和噪聲污染、發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。(2)空氣動(dòng)力汽車：①空氣分子是無(wú)處不在的，隨時(shí)隨地可以調(diào)遣，而且是“取之不盡、用之不竭”的最簡(jiǎn)單、最方便、不自燃、不付費(fèi)，是一種流速化油料快的能源載體；②空氣分子是綠色能源，氣體分子在壓縮膨脹全過(guò)程中，沒有化學(xué)變化，僅僅是氣體分子占據(jù)空間的縮小，符合綠色能源標(biāo)準(zhǔn)；③空氣動(dòng)力汽車目前實(shí)際水平:儲(chǔ)氣罐容積200～300L；儲(chǔ)氣罐壓力200～300kg/cm一般時(shí)速50～60km；行駛里程150～200km。市區(qū)