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1、精选优质文档-倾情为你奉上复习题一、名词解释1、电动汽车电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车多是指纯电动汽车,即是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。从外形上看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。2、 再生回馈制动再生制动(Regenerative braking) 亦称反馈制动，是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化及储存起来；而不是变成无用的热。利用直流电机的可逆原理，在制动
2、工况时将牵引电动机切换成发电机，把机车车辆运行的动能转换成电能，然后把电能反馈到牵引接触网加以重新利用的制动方式。3、 电池比能量 参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。4、 混合动力汽车 广义上说，混合动力汽车（Hybrid Vehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。 通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其
3、他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。5、 燃料电池 燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。6、充电倍率 充电倍率是指电池充电的电流值，它在数值上等于额定容量的倍数。通常用C表示。二、简答题1、超级电容器在汽车中有哪些应用？超级电容在汽车上的应用主要在以下几个方向： (1)电动汽车的辅助动力 使用比功率较大的超级电容，当瞬时功率需求较大时，由超级电容提供尖峰功率，并且在制动回馈时吸收尖峰功率，那么就可以减轻对辅助电池、燃料电池或其他APU的压力。从而可以大大增加起步，加速时系统的功率输出，而且可以高效地回收大功率的制动能量。这样做还
4、可以提高蓄电池（燃料电池）的使用寿命，改善其放电性能。 (2)动力驱动结构超级电容作为唯一动力源的电动汽车驱动结构较简单， (3)超级电容在汽车零部件领域也有广泛的应用。例如，未来汽车设计使用的42V电系统（转向、制动、空调、高保真音响、电动座椅等），如果使用长寿命的超级电容，可以使得需求功率经常变化的子系统性能大大提高。另外，还可以减少车内用于电制动、电转向等子系统的布线。而且，如果使用超级电容来提供发动机起动时所需要的大电流，那么不仅能保护电池，而且即使是在低温环境和电池性能不足的条件下也能顺利实现起动。2、 电动汽车使用的动力电池可以分几类？3、 电动汽车对动力电池的要求主要有哪些？a、
5、良好的充放电性能（快速充放电性能和耐过充，过放电容量）；b、高功率密度（高功率，高功率体积比）；c、高的能量密度（高质量的能量，高体积比TT）；d、价格较低，操作和维护方便；e、电池一致性；f、较长的循环寿命（充放电循环后，工作年限）；g、其他的性能，对环境的污染问题（电池的生产，使用，报废回收过程中不能对环境有负面的影响）等。4、混合动力电动汽车按结构分哪几类？画出结构图 混合动力电动汽车按结构分为串联混合动力电动汽车SHEV；并联混合动力电动汽车PHEV；混联混合动力电动汽车SPHEV。SHEV PHEVSPHEV5、 SOC的定义和意义？6、 简述飞轮电池的工作过程的三个阶段 飞轮电池充
6、电，放电，保持状态。 飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池充电增加了飞轮的转速从而增大其功能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。7、目前电动汽车的关键技术有哪些？1.电池与充电技术电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。车用电池的主要性能指标包括比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止，电动汽车用电池经过了3代的发展，已取得了突破性的进展。第1
7、 代是铅酸电池，第2 代是碱性电池，第3 代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，是普通内燃机热效率的23 倍，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池，但目前还处于研制阶段。2.电力驱动及其控制技术电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、起动转矩大、体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。随着电动机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都
8、将被各自或综合应用于电动汽车的电动机控制系统。3.整车技术电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。电动汽车需要全新车身结构，而决不仅仅是由电动驱动系统代替内燃机。汽车的电动化要求对整个车身进行大范围的改进，因为电动驱动组件对结构空间有全新的要求。对于电动汽车而言，轻质结构设计意义重大。因为除电池电量外，汽车重量也是行驶距离的一个限制性因素。车辆越轻，允许装备的电池也越多，行驶距离便越远。除可增加行驶距离外，车辆重量较轻时，车辆的性能明显增强。因为较轻的车辆加速更快，行驶弯道更敏捷，制动时间也更短。例如宝马电动汽车车身部
9、分几乎都是由碳纤维制成的，只有承担碰撞吸能和承载动力系统的底部结构，才使用铝合金材料。碳纤维比铝轻30%，比钢减轻50%，这样的车身结构不仅强度较高，更重要的是车身自重可以减轻许多。4.能量管理技术能量管理系统是电动汽车的智能核心，它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。电池当前存有多少电能，还能行驶多少公里，是电动汽车行驶中必须知道的重要参数，也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。电动汽车实现能量管
10、理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。8、简述开关磁阻电机的工作原理。为简单计，图中只画出A相绕组及其供电电路。SR电动机的运行原理遵循“磁阻最小原理” 磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。图2中，当定子D-D极励磁时，1-1向定子轴线D-D重合的位置转动，并使D相励磁绕组的电感最大。若以图中定、转子所处的相对位置作为起始位置，则依次给DABC相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转；反之，若依次给BADC相通电，则电
11、动机即会沿顺时针方向转动。可见，SR电动机的转向与相绕组的电流方向无关，而仅取决于相绕组通电的顺序。另外，从图2可以看出，当主开关器件S1、S2导通时，A相绕组从直流电源US吸收电能，而当S1、S2关断时，绕组电流经续流二极管VD1、VD2继续流通，并回馈给电源US。因此，SR电动机传动的共性特点是具有再生作用，系统效率高。图2 四相8/6级SR电动机典型结构(只画出一相) 利用磁阻的不等，磁通总向磁阻小的路线集中，通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子，使磁力产生切向分力，即产生对转子的转矩。定子的通电循序是根据转子位置传感器检测到的转子位置相对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电，
12、转过一定角度后又由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。不断变换通电的定子绕组相序，使转子连续朝一个方向转动。磁阻电机不同于步进电机，磁阻电机是有位置反馈的，是一种自同步电机，其转速是由电机的驱动力矩和负载的阻力矩共同决定的。而步进电机是开环工作的，在不失步条件下其转速是由脉冲频率决定的。9、 简述混合动力汽车扭矩耦合技术，并举出两种扭矩耦合技术，画出其示意图。10、简述并联式混合动力电动汽车的工作模式。 并联式混合动力系统由发动机、变速器、电机、电机控制器和动力电池组成，其中电机既可作为电动机使用，也可作为发电机使用。采用并联式混合动力系统的电动汽车有两个独立的驱动系统，即传统的发动机驱动系
13、统和电机驱动系统。车辆驱动力由发动机和电机同时或单独供给，也就是说，两个动力系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作来驱动汽车。两个动力系统同时工作时，以机械方式实现动力耦合，动力的流向为并联，所以称为并联式混合动力系统。12、燃料电池汽车优、缺点是什么？ 燃料电池汽车优点：自重轻。氢燃料电池汽车更能胜任长途出行，而非城市短途。且在安全性和经济性方面，更胜一筹。加注快。电动汽车的电池慢充充满电一般需要8个小时左右，而燃料电池汽车燃料加注时间仅为数分钟，并且车辆的驾乘感受与传统能源汽车更为相似。能量密度高。氢燃料电池汽车的能量密度可达300多wh/kg，几乎是纯电动汽车能量密度的数倍。工作效率
14、高，燃料来源广。无燃烧，不排放有害尾气，而是只排放水。尽管现在氢燃料主要是从天然气中获得，但是未来可以利用可再生的生物质或者水电、太阳能、风能、地热能等再生能源制取氢燃料。由于利用再生能源，比起纯电动汽车来说，氢燃料电池汽车在整个燃料生产、供应环节，总体上排放的二氧化碳要少得多，环保效果显著。正因为基于以上原因，一些汽车制造商和专家认为，氢燃料电池汽车最终将取代纯电动汽车，成为未来交通工具的最佳解决方案。氢燃料电池汽车也有缺点首先在于基础设施。，氢气的贮藏与运输是个难题。燃料电池汽车所需的基础设施造价高昂。此外，燃料电池所使用的铂金类催化剂，价格昂贵且可能对环境造成伤害。其动力系统的使用寿命也
15、有待提高，而氢燃料电池汽车的整车价格需要降低。与此同时，部分专家学者认为氢燃料电池汽车或并不节能。利用天然气、煤、石油或者电解水制取氢燃料，似乎是多此一举。缺点在于现状技术还不太成熟，现在还没有形成产业化，而且对膜的要求很高。另外，催化剂还需要使用铂金，造价比较高，而且在使用中可能会产生有害气体。目前燃料电池在中国的示范平均寿命大概是1200小时。13、 什么是可变压缩比发动机技术？为什么要采用变压缩比？ 可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中，为了防止爆震.其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低.使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓
16、慢在低压缩比条件下扭矩上升也很缓慢.形成所谓的增压滞后现象。也就是说，发动机在低速时，增压作用滞后.要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。为了解决这个问题，可变压缩比是重要方法。就是说.在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过:另一方面.在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比.以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。14、请列举出至少6种汽车节能技术。1)汽油机缸内直喷技术及稀薄、分层燃烧技术2）柴油机高压喷射技术（如：高压共轨燃油喷射技术等）3）柴油机多次喷射技术4）可变气门正时技术5）废气涡轮增压技术6
17、）可变气缸技术7）氢燃料与电驱动混合动力技术8）先进高效的传动系技术三、阐述分析题1、阐述转速耦合的并联式混合动力电驱动系统的工作原理。2、 阐述纯电动汽车的结构组成。纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。电动汽车由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成，：一、电源系统包括电源、能量管理系统和充电机，其功用主要是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。二、电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电
18、能充入蓄电池。后一种功能称作再生制动。三、辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机等等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性。3、下图为某一混联式混合动力汽车的结构示意图，请分析其工作原理（即如何实现各种工作模式）二、简答题1、超级电容器在汽车中有哪些应用？超级电容器在新能源汽车中的应用目前主要有两种模式：以水系超级电容器为主作电源的纯电动模式和以有机系超级电容器为主作电源的混合动力模式。1）纯电动模式。采用以超级电容器电源电机为主的电机直驱控制策略：当汽车行驶时，电机直接驱动整车；当汽车制动时，电机转换为发电机，尽可能地回收能量。2）
19、混合动力模式。采用以发动机为主，超级电容器电源电机为辅的电机辅助控制策略：当汽车起步时，速度低于所设定值，电机单独驱动整车；当车速达到所设定值时，电机关闭，发动机单独驱动整车，富裕功率向超级电容器充电；当汽车在加速、爬坡及大负荷情况下，发动机和电机共同驱动整车；当汽车在制动时，电机转换为发电机，尽可能地回收能量。2、电动汽车使用的动力电池可以分几类？1铅酸电池铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸作为电解液2镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为贮氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，3锂离子蓄电池 锂离子电池使用锂碳化合物作负极，锂化过渡金属氧化物作正极，液体
20、有机溶液或固体聚合物作为电解液。4锂聚合物电池 锂聚合物电池又称高分子锂电池，它也是锂离子电池的一种，但是与液锂电池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化以及高安全性和低成本等多种明显优势。5高温钠电池 高温钠电池主要包括钠氯化镍电池（）和钠硫蓄电池种。 锌空气电池锌空气电池是一种机械更换离车充电方式的高能电池，正极为，负极为（吸收空气中的氧气），电解液为。7超级电容 超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容器、 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电容的优点。其特点是寿命长、 效率高、比能量低、放电时间短。超级电容往往和其它蓄电池联合应用作为
21、电动汽车的动力电源， 可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能8飞轮电池 飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池，它由电动发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮轴承和真空壳体等部分组成， 具有高比功率、高比能量、高效率、长寿命和环境适应性好等优点.9燃料电池 燃料电池是一个能量生成装置，并且一直产生能量，直到燃料耗尽。10太阳能电池 太阳能电池是一种把光能转换为电能的装置。3、电动汽车对动力电池的要求主要有哪些？1 比能量高比能量是指单位蓄电池重量所能提供的电能，它是保证电动汽车能够达到基本合理的行驶里程的重要性能。2 连续放电率高、自放电率低电池能够适应快速放电的要求，连续1h
22、放电轻型汽车技术 2012（10）总 278 技术纵横率（又称放电深度）可以达到额定容量的 70或更高。自放电率要低，电池能够长期存放。3 输出功率高这个主要是对于在全电模式情况下提出的要求，这个时候车辆的动力完全依赖电力，就需要保证一定的输出功率，否则动力不够，车走不动，有再多的能量也没用。不同电池单位重量可以输出的功率也是不同的。还是引用 wiki 的数据，铅酸电池的峰值输出功率是每公斤 180W，磷酸铁锂电池可以达到每公斤1400W。比如同样输出 50kW 功率，也就是一个微型轿车需要的功率水平，铅酸电池需要的电池组重量要达到至少 278 公斤，磷酸铁锂电池则只需要 36 公斤，差距十分
23、明显。4充电技术成熟、时间短，充放电次数足够高电池应对充电技术没有特殊要求，并且能够实现感应充电。在充电时间上能够实现快速充电，电池的正常充电时间应小于 6h，电池快速充电达到额定容量 50的时间应为 20min 以下。5适应车辆运行环境电池能够在常温条件下正常稳定地工作，不受环境温度的影响，不需要特殊的加热、保温系统，能够适应电动汽车行驶时的振动。6. 安全可靠电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏腐蚀接线柱、外壳。应不会引起自燃或燃烧，在发生碰撞等事故时，不会对乘员造成伤害。废电池能够回收处理和再生利用，电池中有害重金属能够集中回收处理。电池组可以采用机械装置进行整体快速更换，线路连接方便。7
24、寿命长、免维护电池的循环寿命不低于 1000 次，在使用寿命限定期间内，不需要进行维护和修理。这方面，目前丰田的混合动力车对电池的保修是 10 年，有调查认为用户的想法是 15 年会更好一些。8 价格合适无疑，动力电池的价格不能太贵，否则，相应电动汽车产品就无法市场化。目前，锂离子电池的价格在每度电700- 1000 美元之间，显然这个价格仍然太贵了，30 度电就需要 2- 3 万美元。尽管人们希望随着锂电池工艺成熟，市场扩大，这个价格能降下来，不过从过去的十年来看，这个价格比较稳定，很难说短期内市场会真得把价格降下来。4、混合动力电动汽车按结构分哪几类？画出结构图混合动力电动汽车将原动机、电
25、动机、能量储存装置(蓄电池)按某种方式组合在一起,有串联式、并联式和混合式3种布置形式。1、串联式驱动系统 1.1 结构特点 串联式驱动系统的示意图见图1。发动机带动发电 机发电,其电能通过电动机控制器直接输送到电动机,由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通过电实现动力传递,因此更像是电传动汽车。电池通过控制器串接在发电机和电动机之间,其功能相当于发电机与电动机之间的“水库”,起功率平衡作用,即:当发电机的发电功率大于电动机所需的功率时(如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车等工况),控制器控制发电机向电池充电;而当发电机发出的功率低于电动机所需的功率时(如汽车起步、加速、高速行驶、
26、爬坡等工况),电池则向电动机提供额外的电能1.2性能特点 发动机功率是以汽车某一速度下稳定运行工况所需的功率选定的,当汽车运行工况变化,电动机所需的驱动功率与发动机输出功率不一致时,由控制器控制发电机向电池充电(吸收发电机富余的电能)或使电池向电动机放电(协助发电机供电),电池充电和放电电流的大小由控制器根据电动机驱动功率的变化情况进行控制。这样的结构形式和控制方式,使串联式混合动力电动汽车具有如下性能特点(1)发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响,始终在其最佳的工作区域内稳定运行,因此,发动机具有良好的经济性和低的排放指标。(2)由于有电池进行驱动功率“调峰”,发动机的功率只需满足汽车在某一
27、速度下稳定运行工况所需的功率,因此可选择功率较小的发动机。(3)发动机与驱动桥之间无机械连接,因此,对发动机的转速无任何要求,发动机的选择范围较大,比如,可选用高速燃气轮机等效率高的原动机。(4)发动机与电动机之间无机械连接,整车的结构布置自由度较大。(5)发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能,需要功率足够大的发电机和电动机。(6)要起到良好的发电机输出功率平衡作用,又要避免电池出现过充电或过放电,就需要较大的电池容量。(7)发电机将机械能量转变为电能、电动机将电能转变为机械能、电池的充电和放电都有能量损失,因此,发动机输出的能量利用率比较低。串联式混合动力电动汽车发动机能保持在
28、最佳工作区域内稳定运行这一特点的优越性主要表现在低速、加速等运行工况,而在汽车中、高速行驶时,由于其电传动效率低,抵消了发动机油耗低的优点,因此,串联式混合动力电动汽车更适用于在市内低速运行的工况。在繁华的市区,汽车在起步和低速时还可以关闭发动机,只利用电池进行功率输出,使汽车达到零排放的要求。2并联式驱动2.1结构特点并联式驱动系统结构示意图见图2。发动机通过机械传动装置与驱动桥连接,电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连,汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。并联式混合动力电动汽车的结构形式更像是附加了一个电动机驱动系统的普通内燃机汽车。电动机起“调峰”作用,即:当汽车运行工况所需的
29、功率超过了发动机的功率时,电动机从电池取得电能产生电磁力矩,并向驱动桥提供额外的驱动功率。有的并联式混合动力电动汽车也有发电机,但其主要作用是向电池充电,以保持电池的荷电状态(SOC),即:当电池放电较多,其SOC的值较低时,控制器可控制发动机驱动发电机并向电池充电,使电池的SOC恢复到设定的值,以保证混合驱动方式下的续驶里程。2.2性能特点并联式混合动力电动汽车其发动机功率也是以汽车某一速度下稳定行驶工况所需的功率选定的,当汽车在低速或变速工况行驶时,需通过加速踏板和变速器来调节发动机的功率输出;而在汽车高速行驶,发动机的输出功率低于汽车行驶所需功率时,由控制器控制电动机协助驱动。这样的结构
30、形式和控制方式,使并联式混合动力电动汽车具有如下性能特点:(1)发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,无机电能量转换损失,因此发动机输出能量的利用率相对较高,当汽车的行驶工况使发动机在其最佳的工作范围内运行时,并联式的HEV燃油经济性比串联式的高。(2)有电动机进行“调峰”作用,发动机的功率也可适当减小。(3)当电动机只是作为辅助驱动系统时,功率可以比较小。(4)如果装备发电机,发电机的功率也可较小。(5)由于有发电机补充电能,比较小的电池容量即可满足使用要求。(6)由于并联式驱动系统的发动机运行工况要受汽车行驶工况的影响,因此在汽车行驶工况变化较多、较大时,发动机就会比较多地在其不良工况下运行
31、,因此,发动机的排污比串联式的高。(7)由于发动机与驱动桥之间直接机械连接,需要通过变速装置来适应汽车行驶工况的变化,此外,发动机与电动机并联驱动,还需要动力复合装置,因此,并联式驱动系统其传动机构较为复杂。并联式驱动系统最适合于汽车在中、高速稳定行驶的工况。而在其它的行驶工况,由于发动机不在其最佳的工作区域内运行,发动机的油耗和排污指标不如串联式。并联式混合动力电动汽车也可实现零排放控制,在繁华的市区低速行驶时,可通过关闭发动机和使离合器分离,也可以使汽车以纯电动方式运行。但这样就需要功率足够大的电动机,所需的电池容量也相应要大。3、混联式驱动系统 混联式驱动系统是串联式与并联式的综合,其结
32、构示意图见图3。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥,另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制,输送给电动机或电池,电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。混联式驱动系统的控制策略是:在汽车低速行驶时,驱动系统主要以串联方式工作;当汽车高速稳定行驶时,则以并联工作方式为主混联式驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥 了串联式和并联式的优点,能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配,从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统工作在最优状态,因此更容易实现排放和油耗的控制目标。6、简述飞轮电池的工作过程的三个阶段飞轮储能装置主要包括3个核心部分：飞轮、电机
33、和电力电子装置。它最基本的工作原理就是，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮转动的动能储存起来，当外界需要电能的时候，又通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出到外部负载，要求空闲运转时候损耗非常小。它的原理图如图1所示当外设通过电力电子装置给电机供电时，电机就作为电动机使用，它的作用是给飞轮加速，储存能量；当负载需要电能时，飞轮给电机施加转矩，电机又作为发电机使用，通过电力电子装置给外设供电；当飞轮空闲运转时，整个装置就可以以最小损耗运行。7、目前电动汽车的关键技术有哪些？1电池技术电池技术存在的问题 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约 电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标
34、是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车具有竞争力,就要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。目前面临最关键的电池技术问题是: (1)极低的电池能量密度。(2)过重的电池组(3)有限的续驶里程与汽车动力性能。(4)电池组昂贵的价格及有限的循环寿命。(5)汽车附件的使用受到限制。2电力驱动及其控制技术电动车辆的驱动电机属于特种电机,是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速,足够大的启动扭矩,体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。3、电动汽车整车技术电动汽车是高科技综合性产品,除电池、电动 机外,车体本
35、身也包含很多高新技术。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料,优化结构,可使汽车自身质量减轻30%50%;实现制动、下坡和怠速时的能量回收;采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎,可使汽车的滚动阻力减少50%;汽车车身特别是汽车底部流线型化,可使汽车的空气阻力减少50%4、能量管理技术 蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性,必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。因此必须对蓄电池进行系统管理。10、简述并联式混合动力电动汽车的工作模式。 并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套独立的驱动系统,发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮,既可以采用发动机
36、单独驱动,也可以采用电动机单独驱动,或者两者混合驱动等3种驱动模式。纯蓄电池模式 图5为并联式混合动力汽车纯电动机模式时能量流动图。在汽车起步时,利用电动机低速大扭矩的特性使车辆起步;在车辆低速运行时,可以避免发动机工作在低效率和高排放的工作范围,高效并且动态特性好的电动机可以单独驱动汽车低速运行纯发动机模式汽车在高速稳定行驶的工况下,发动机工作在高效和低排放工作区域,或者汽车行驶在郊外等对排放状况要求不高的地区,可以用发动机单独驱动汽车。并联式混合动力汽车纯发动机机模式时能量流动图如图6所示。混合驱动模式 汽车在加速和爬坡时,发动机和电动机同时工作,由电动机提供辅助功率使车辆加速和爬坡。能量
37、流动图如图7所示发动机驱动+发电模式 当蓄电池荷电状态值较低时,发动机可以驱动启动电机对电池组充电,汽车正常运行工况下当发动机输出功率大于车辆需求功率时,发动机也可以驱动以发电状态工作的电动机向蓄电池充电。能量流动图如图8所示回馈制动模式车辆减速和制动时,可以利用电动机的反拖作用,一方面使车辆减速,同时电动机以发电状态工作,回收部分制动能量,实现再生制动。能量流动图如图9所示。停车充电模式 起步前或停车后,如果电池很低,可以进行停车充电,能量流动图如图10所示11、请说明质子交换膜燃料电池的三个关键问题1、催化剂与电解质的高成本其制造成本主要集中在催化剂与电解质等关键材料上。降低催化剂成本主要
38、有两种途径：一是降低阴阳两极的Pt裁量。二是研制新型的非铂催化剂。2、膜电极的性能PEMFC的核心部件是膜电极组件.研究表明，MEA的制备工艺直接影响质子交换膜燃料电池的性能。改进气体扩散层的材料组成和制备工艺也是提高膜电极性能的有效途径之一3、燃料的安全性与实验性目前，应用最广泛的质子交换膜燃料电池是氢燃料电池。由于氢气在储存和运输环节具有危险性，而且原来的加油站改为加气站将花费巨额投资，难以满足电池车燃料补给。因此，燃料的安全性与实用性成为制约PEMFC发展的主要问题之一4、CO对于P催化剂的毒化采用重整气作为PEMFC的燃料，H2中通常会混有10100ppm的CO；直接以甲醇为燃料同样会
39、生成CO中间体。痕量的CO在低温下（T130）将会导致Pt催化剂失活。其原因是CO在催化剂表面的吸附能力远比H2强，可以优先占据阳极催化剂的活性位，阻碍H2的电化学氧化，从而引起严重的阳极极化现象，大大降低电池性能5、电池的寿命稳定性与寿命是PEMFC最值得考虑的问题之一。未来的燃料电池汽车的设计寿命不少于5000h，而固定电站的设计寿命则在40000h以上。12、燃料电池汽车优、缺点是什么？燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆其最大特点是能量转换效率高，可达到60 以上；另外，它还具有燃料多样性、排气清洁、噪声低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。因此从能源的利用和环
40、境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有的优点： 1) 零排放或近似零排放。 2) 减少了机油泄漏带来的水污染。 3) 降低了温室气体的排放。 4) 提高了燃油经济性。 5) 提高了发动机燃烧效率。6) 运行平稳、无噪声.燃料电池汽车的特点 燃料电池汽车的优点: 1）燃料直接通过电化学反应产生电能，无热能转换过程，故不受卡诺循环的限制，能量转换效率高，实际能量转换效率高达50%70%。 2）当燃料电池使用氢燃料时，其排放的是水，无污染；当使用甲醇、汽油等其他燃料时，排放的二氧化碳比汽油机少二分之一。 3）燃料电池堆可由若干单元电池串联或并联而成，可根据质量分配
41、均衡和空间有效利用的原则，机动灵活地进行配置。 4）燃料电池无运动部件，振动小，噪声低，零部件对机械加工精度要求不高。 燃料电池汽车的缺点: 1)辅助设备复杂。以甲醇或汽油为燃料的燃料电池电动汽车，甲醇或汽油等燃料进行重整后，有少量的CO、C02、CH和NOx等气体混杂在氢气中，其中CO会使催化剂“中毒”而失效，在H2进入燃料电池组之前，必须采用净化装置对CO、C02和NO，进行分离处理，增加了结构和工艺的复杂性。由于甲醇或汽油在重整过程中会产生热量，因此还需要对重整系统进行热的控制和管理。 2)辅助设备重而体积大。目前燃料电池电动汽车大多数是采用氢气作为燃料，但氢气的制取、储存、运输和灌装还
42、没有实现规模化，安全保护要求高。 3)起动时间长并需提高系统耐振动能力。采用甲醇或汽油等作为燃料时，需要通过重整器进行重整，一般需要10 min以上才能产生足够的氢气，比内燃机起动的时间长得多，影响了车辆的机动性。14、请列举出至少6种汽车节能技术。混合动力汽车技术 2高效汽油机、柴油机技术 3高效载重汽车及发动机技术4轿车、轻型车的柴油化技术 5整车轻量化技术 6 氢燃料与电驱动混合动力技术 7均质压然发动机技术 8其他类型发动机（非活塞式内燃机技术） 9先进高效的传动系技术2、阐述纯电动汽车的结构组成。1.车载电源在目前的电动汽车上，车载动力源一般都是各式各样的蓄电池，利用周期性的充电来补
43、充电能。动力电池组是电动汽车的关键装备，它储存的电能、质量和体积，对电动汽车的性能起到决定性的影响。2.电池管理系统对动力电池组的管理包括：对动力电池组的充电与放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈的电流、电池的自放电率、电池温度等进行控制。3。驱动电动机和驱动系统驱动电机是电动汽车的动力装置，这是电动汽车和传统汽车最根本的区别。现代电动汽车一般使用的是交流电机、永磁电动机或者是开关磁阻电机。电动汽车的驱动系统由驱动电机和驱动系统共同组成，随着电动汽车结构形式的不同，采用了不同的驱动系统。电动汽车的驱动系统有电动轮方案（轮边驱动系统）和差速半轴方案（集中驱动系统）两种方案。5、车身及底盘电
44、动汽车已经具有各种车型，包括电动轿车、电动客车（微型、小型、中型和大型）、电动货车（微型、小型、中型和大型）及其他改装的电动车辆。为适应城市、家庭、学校和服务行业的需要，电动汽车的车身造型，特别是微型电动轿车，已经有了多种多样、丰富多彩的造型。电动汽车的车身造型特别重视流线型，使得电动汽车的造型更加具有特色，更加的丰富多彩。也使得电动汽车的车身的空气阻力系数大大的降低了。电动汽车大多采用复合材料来制造车身结构和车身内饰，有的豪华气派，有的简单实用，并且更加轻盈且美观。6、安全保护系统 电动汽车的动力电池组具有96312V的高压直流电，人身触电时会造成致命的危险。因此必须设置安全保护系统，确保驾驶员、乘员和维修人员在驾驶、乘坐和维修时的安全。另外在撞车、翻车或线路发生短路时，驾驶员能够迅速地切断电源，避免发生火灾，保护乘员的安全，同时还需要注意防止电池中的电解液溢出对乘员造成的伤害。电动汽车必须装备电气装置的故障自动检测系统和故障报警系统，在电气系统发生故障时自动控制电动汽车不能启动等，及时防止事故的发生。专心-专注-专业