新能源汽车概论复习材料.docx

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新能源汽车概论复习材料

三、知识拓展或学习总结

1.什么是新能源汽车

答：

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力源，综合车辆的动力控和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，具有新技术，新结构的汽车。

2.汽车新能源主要包括_电能_、_氢能源_、_天然气__、__醇类燃料_、_二甲醚_、_太阳能__等。

3.新能源汽车有哪些类型

答：

（1）混合动力电动汽车,

（2）纯电动汽车，（3）燃料电池电动汽车，（4）天然气汽车。

4.混合动力电动汽车的优势在于其可通过平均需用功率确定内燃机的_最大功率_，使内燃机处于油耗低、污染小的最优工况下工作，通常可以降低排放；混合动力电动汽车所使用的电池可回收制动等工况下的能量。

然而，混合动力电动汽车也存在_价格高_____，续驶里程小_______、_动力相对不稳定______等问题。

5.纯电动汽车应用前景广泛，具有无污染、_低噪声______、_高效能______等优点。

但蓄力电池单位重量储存的能量太小，充电后持续行驶里程不理想；高储量的电池使用寿命较短。

6.燃料电池电动汽车，是利用_燃料电池______，将燃料中的_化学能______直接转化为电能实现动力驱动的新型汽车。

与内燃机汽车相比，，而不是利用燃料的燃烧过程。

其能量转化效率较内燃机要高_2~3_____倍。

7.请查阅相关技术资料，介绍一款新能源汽车。

三、识拓展或学习总结

请查阅相关技术资料，谈谈你对新能源汽车发展趋势的认识。

三、知识拓展或学习总结

1.工作电压是指电池在一定负载条件下实际的_放电电压_____，如铅酸蓄电池的工作电压：

～2V；镍氢电池的工作电压：

～；锂离子电池的工作电压：

~。

2.充电电压：

_外电路直流电压______对电池充电的电压。

一般，充电电压要大于开路电压，如镍镉电池的充电电压：

～；锂离子电池的充电电压：

~；铅酸蓄电池的充电电压：

~。

3.容量是指在充电以后，在一定放电条件下所能释放出的电量，其单位为，容量与放电电流大小_______有关。

与充放电截止电压有关。

比容量是指_单位质量和单位体积的电池所能给出的电量_。

实际容量；是指电池在定的放电条件下实际放出的电量。

它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为kW。

比功率则是指_单位质量或单位体积电池输的功率，单位为kW/kg或kW/L。

5.放电率是指放电时的速度，常用“时率”和“倍率”表示。

时率是指以放电时间表示的放电速率，即_与一定的放电电流放出的额定容量所需的时间_。

倍率是指_电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值_，数值上等于额定容量的倍数。

6.荷电状态（Stateofcharge,SOC）,是指剩余电量与_额定容量或实际容量__的比例。

这一参数是在电动汽车使用中十分关键却不易获取的数据。

7电池自放电的大小用自放电率衡量，通常以单位时间内容量减少的百分比表示：

自放电率=储存铅电池容量-储存后电池容量_

——————————————

储存前电池容量

8.充放电循环寿命是衡量_充电电池性能______的重要参数。

它是指在一定的充放电制度下，电池容量降到某规定值前，电池能耐受的充放电次数。

充放电循环寿命越长，电池性能越好。

目前镍镉电池的充放电循环寿命为500～800次，铅酸蓄电池为_200~500______次，锂离子电池为_600~1000_______次。

充电电池的充放电循环寿命与放电深度、温度、充放电制度工等条件有关。

9.新能源汽车对动力电池的基本要求有哪些

答：

（1）比能量高,

（2）比功率大，（3）连续放电率高，自放电率低，电池能够适应快速放电的要求，（4）充电技术成熟，时间短，充电技术停用性强；（5）适应车辆运行环境；（6）安全可靠；（7）长寿命，免维护。

10.铅酸电池广泛应用于内燃机汽车的低压供电电源，是一种成熟的汽车电池，但存在比能量低、质量和体积大、续驶里程短、使用寿命短、污染严重等问题，制约了其在电动汽车上的应用。

镍氢电池因其_能量密度高____、无镉污染、_可大电流快速充放电______等优点，能够满足电动汽车对动力电池的要求，因此镍氢电池目前被成熟地应用到商业化的电动汽车上，如丰田Prius。

锂离子电池是目前新能源汽车研究的热点，它具备能量密度高、能量效率高、_自放电率小_、_循环使用寿命长、可实现大电流充放电、无污染等优点。

11.新能源汽车动力电池有哪些分别写出其反应式。

答：

铅蓄电池

镍氢电池

锂离子电池

飞轮电池

超级电容

三、识拓展或学习总结

1.电动汽车电机有哪些要求为什么

答：

1；高电压2；转速高3；质量轻体积小4；应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能5；有4—5倍过载6；具有较高的可控性，稳态精度，动态性能7；具有高效率，低损耗，进行能量回收8；电气系统和控制系统的安全性应达到有关的标准规定9；能在恶劣条件下可靠工作10；结构简单，使用维修方便价格便宜。

2.效率是指_电机有效输出功率与总功率_，不同类型电机效率曲线不同。

对于电动汽车而言，电机的效率可以表示为：

________________________________其中，电机总损耗主要包括_机械损耗_____和_铁心损耗_____，二者又可称为空载损耗或不变损耗。

功率、转矩与转速间的关系可表示为：

___________________________________

3.汽车用电机有很多种，请说出有哪些，并说明其优缺点。

答：

（1）直流电动机，优点：

控制简单，技术成熟

缺点：

需要经常维护，由于损耗存在于转子上，使得散热困难，限制了电机转矩质量比的进一步提高

（2）交流三相感应电动机，

优点：

结构简单运行可靠经久耐用，价格便宜，维修方便。

缺点：

耗电量较大，转子容易发热，功率因素较低，调速性也交差。

三、识拓展或学习总结

1.什么是混合动力电动汽车

答：

是指同时装备两种动力来源

（1）热动力源，

（2）电动力源。

2.根据2010年颁发的QC/T837——2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车有多种分类方式：

根据驱动系统能量流的配置结构关系，混合动力电动汽车可分为串联式______、_并联式_____、混联式_____。

按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力电动汽车可分为_微混合型_____、轻度混合型_____、_中度混合型_____及_重度混合型_____。

这种划分方式的主要依据是电动机峰值功率与发动机额定功率的比值。

另外，按照外接充电能力，混合动力电动汽车分为_外接充电型______、__不可外接充电型_____；按燃油分类，混合动力电动汽车分为汽油混合动力和柴油混合动力。

3.说明混合动力电动汽车的优势与劣势。

答：

优点；1；排放性能良好2；动力性能佳3；耗油量低4；对电池的性能要求相对较低。

缺点；1仍需要燃烧汽油2；成本高，价格高2技术不成熟

三、知识拓展或学习总结

1串联式的工作模式通常有三种：

_纯电动模式_、_纯发动机模式__、_混合模式_。

纯电动模式即发动机关闭，车辆行驶完全依靠_发电机______供电驱动；

纯发动机模式则仅在发动机运行情况下驱动车辆，蓄电池电力充足时作为储备，不足时发动机同时为其充电；

混合模式，即整车动力是通过_电动机______与_电池组______共同提供。

2.并联式混合动力电动汽车可以两动力源的转矩或转速为对象进行耦合。

按耦合对象不同，可分为_转矩耦合______、_转速耦合______、转速与转矩耦合。

从结构上而言，则主要有两轴式、单轴式结构。

3.实现并联混合动力电动汽车转速耦合，其关键的两种部件：

一是_行星齿轮机构_，二是_浮动定子的电动机。

4.如图下所示，行星齿轮机结构的作用是连接电动机。

离合器的作用是：

将发动机和行星齿轮机构的行星齿轮支架相连接和分离。

锁定器1的作用是：

锁定释放中心齿轮和电动机发电机轴与静态车梁之间的联系。

锁定器2的作用是：

锁定释放行星齿轮支架与静态车梁之间的联系。

5.简述三种不同混合动力电动汽车的结构形式，并画出其结构原理示意图。

答：

6.说明并联式混合动力电动汽车的运行原理。

答；并联式混合动力电动汽车可以两动力源的转矩或转速对象进行耦合

三、知识拓展或学习总结

1.混合的on给力电动汽车能量管理的目标是在满足汽车基本技术性能（动力性、平顺性等）和成本等要求的前提下，根据各部件特性及汽车的行驶工况，实现能量在能源转换（发动机、电动机、储能装置、功率变换装置、动力传递装置、发电机等）之间的最佳线路流动，使整车的_能源利用率______达到最优，提高整车的_燃油经济性_____。

混合动力电动汽车的能量转换装置包括_动力电池_____、_发动机装置_____、_功率变换装置_____、_动力传动装置_____、_充放电装置_______等。

因此能量传递路线通常有四类：

由发电装置到车轮；由动力电池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由_车轮到能量的储存装置_____________。

2.串联式混合动力电动汽车中，发动机要经由电动机才能将动力传递给车轮，整车的控制策略目标是_防冻剂最佳效率区和排放区______，主要采用_静态门线控制策略逻辑门线控制策略

，较为典型的有恒温模式（发动机开关控制策略）、峰值电源最大荷电状态的控制策略（peakingpowersource））。

并联式混合动力电动汽车能量控制通常需要根据_动力电池电荷状态，_加速踏板位置_______、_车辆与驱动轮的平均功率_______、_发动机与电机输出的转矩_______等参数进行控制，因此，综合这些因素，并联式混合动力电动汽车常采用瞬时优化控制策略、全局优化控制策略、模糊逻辑控制策略，以及神经网络控制策略等。

混联是混合动力电动汽车结合了串联与并联式的结构特点，其总体能量控制策略：

低速行驶时，驱动系统采用_串联混合动力电动汽车能量控制策略__。

因此目前采用的混联式混合动力电动汽车能量控制策略包含了串联式、并联式控制策略。

3.从动力性、排放性的角度，混合动力电动汽车有哪些要求

答：

（1）车辆应根据行驶工况吨能量的需要，合理分配发动机与动力电池的能量，达到最佳的燃料消耗与排放效果；

（2）在复杂行使工况下，竟可能减少发动机工作转速的变化，关闭与驱动的次数，精良避免发动机在低于一定转速和负荷时运行。

4.混合动力电动汽车的工作模式有哪些

答；纯电动驱动模式：

纯发动机模式；混合驱动模式；行车充电模式；制动能量回收模式；怠速/停车模式等。

5.查阅相关资料，说明某一款混合动力电动汽车是如何进行能量管理的。

三、知识拓展或学习总结

1.为满足严格要求的排放标准，混合动力车用发动力设计，目标从传统发动机追求的_高功率_______转向了__高效率______，将功率的调峰任务交由__驱动电机_______完成。

2．试说明阿特金森循环工作原理。

3.混合动力电动汽车除采用传统内燃发动机外，还可以选用燃气轮机______、__斯特林发动机_____、或___燃气发动机_____等其他热机，利用它们各自的优势，可以构成不同特点的混合动力系统。

4.混合动力电动汽车对动力电池的要求有哪些

答：

混合动力系统的电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定。

5.混合动力电动汽车可采用的电机类型有哪些试分析混合动力电动汽车各种电机的优缺点。

答：

三、知识拓展或学习总结

混合动力电动汽车，其混合动力系统属于_油电______，采用的发动机是__四缸直列置凸轮轴电喷16气门______，动力电池类型属于_Mi-MH（镍氢电池）________，驱动电机的类型是_同步交流电动机__________，其配备的双电机MG1与MG2的作用分别是，MG1：

_主要用于启动发动机___________________；MG2：

_主要用于在低速时提供牵引力__。

从混合动力电动汽车驱动系统结构形式来分类，Prius混合动力电动汽车属于__THS。

2.请根据低油耗行驶能量分配图，说明Prius在不同行驶状况下的能量分配。

答：

（1）在启动及低速行驶时，THS竟仅利用电动机的动力来行使，应为这时发动机的效率不高。

（2）在一般行驶时发动机效率很高，发动机产生的动力不仅是车轮的驱动力，同时也用来发动带动电动机，并给HV蓄电池充电。

（3）在减速或制动时，THS油电混合动力系统以车轮的旋转力驱电动机发电，将能量回收到HV蓄电池中。

三、知识拓展或学习总结

1.纯电动汽车的优点在于：

_零排放________；电动汽车比汽油机驱动汽车的_能源率用率______要高；因使用单一的电能源，省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统，所以结构较简单；_噪声小______；可在用电低峰时进行汽车充电，可以平抑电网的峰谷差，使发电设备得到充分利用。

纯电动汽车主要有_续驶里程较短______、采用蓄电池及电机控制器使成本较高、_充电时间长_____、_维护成本较高______、_蓄电池寿命较短________等缺点。

2.根据国家标准，纯电动汽车必须符合哪些条件

答：

（1）纯电动车辆的研发、制造、运营必须符合国家各项相关规定。

整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。

（2）纯电动车辆是以电为能源，由电动机驱动行驶的，不再产生新的污染，不再产生易燃、易爆的隐患。

（3）纯电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。

且具有耐久的寿命，且具备超快充电功能。

3.纯电动汽车的续驶里程有哪些计算方法根据国家标准，查阅相关资料，说明纯电动汽车如何运用等速法测算续驶里程

答：

4.纯电动汽画册续驶里程影响因素有哪些

答：

（1）桂东阻力系数对续驶里程的影响；

（2）空气阻力系数对续驶里程的影响；（3）机械效率对续驶里程的影响；（4）整车质量对续驶里程的影响；（5）蓄电池参数对电动汽车续驶里程的影响。

5.纯电动汽车的能量消耗指标采用_单位里程的能耗______、_吨公里的能耗和_百公里综合耗电量进行评价。

单位里程的能耗是_单位里程消耗的电池组的能量，设计阶段可采用等速法或工况法进行计算。

三、知识拓展或学习总结

1.纯电动汽车主要由_电力驱动______、_控制系统_______、等机械系统、完成既定任务的工作装置等组成。

_控制器_______式电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

汽车行驶时，由_蓄电池__输出电能（电流）通过_控制器_____驱动电动机运转，电动机输出的_转矩传动系统__经传动系统带动车轮前进或后退。

电力驱动及控制系统由_启动电动机、_电源和_电动机_等组成。

2.电动汽车传动形式有多种，请说出有哪些结构类型。

答：

1；配置多档装置和离合器的传统驱动系统。

2；无离合器需求的单档传动装置。

3；固定档的传动装置和差速器的集成。

4；两个独立的电动机和带有驱动轴的固定档传动装置。

5；配置两个独立电动机和固定档传动装置的直接驱动。

6；两个分离的轮式驱动形式。

3.纯电动汽车行驶速度和启动速度取决于_电机的功率和性能_______，其续驶里程之长短取决于_车载的动力电池容量______之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。

4.电动机功率的选择将对电动汽车的动力性有着重要的影响，试分别写出纯电动汽车在最高车速行驶、满足爬坡要求、加速时的需求功率的计算公式。

答：

5.电动汽车对电机的要求较高，具体要求有：

_高密度小形轻量化_____；_高效率_____、_可靠性、耐久性、适应性______；_低进高转矩和高速恒功率______；_低噪声与地成本_______，适合恶劣的工作环境；结构简单、运行噪声低、使用维修方便等。

6.纯电动汽车驱动电机有哪些类型，试说明不同类型驱动电机的优缺点。

答：

三、知识拓展或学习总结

1.纯电动汽车的关键技术主要在于：

_动力电池技术______、_电机启动及其电力控制技术_______、_电动汽车整车技术_______与_能量管理______。

2.能量管理系统是电动汽车的智能核心，请说明纯电动汽车能量管理系统必须满足的条件及主要功能。

答：

3.燃料汽车的制动过程通常是利用_制动装置______将汽车行驶的动能通过_机械摩擦_____方式转化为_热能______而散发掉，从而达到_汽车制动_____或_减速_______的目的。

制动能量回收就是把电动汽车电机的无用的、不需要的或有害的惯性转动产生的_动能______转化为电能，并回馈蓄电池。

同时产生_制定力矩______，使电动机快速停止无用的惯性转动这个过程也称为再生制动。

4.影响电动汽车再生制动的因素有许多，主要包括行驶工况、制动安全性要求、车辆驱动型式、电机类型、储存系统，请说明它们如何影响纯电动汽车的制动。

答：

5.查阅相关资料，说明纯电动汽车电机是如何实现汽车再生制动的。

答：

三、知识拓展或学习总结

1.比亚迪E6采用的动力电池属于_铁电池_______，采用的电机属于_永磁电动机_______；日产LEAF采用的动力电池属于_锂离子电池______，采用的电机属于_________。

2.查阅相关资料，说明比亚迪E6的充电方式有哪些，具体性能如何。

答：

3.日产LEAF汽车在正常行驶时通常由_锂离子电池_______输出电能经由_逆变器______转化后，输送到_启动电机_______，驱动电机继而驱动车轮转动，带动整车行驶。

当汽车减速时，电机回收能量进行发电，通过_逆电器______对_动力电池________进行充电。

三、知识拓展或学习总结

1燃料电池汽车是指以_氢气_______、_甲醇_______等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。

其核心部件是_燃料电池______，燃料电池是一种能够持续通过发生在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。

燃料电池与常规电池的区别在于：

_他工作是需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂，只要持续供应，燃料电池就会不断提供电能_。

燃料电池由阳极、阴极和离子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路产生电流_。

燃料电池的基本组成有：

电极、电解质、燃料和催化剂。

与传统汽车相比，燃料电池汽车具备_燃料电池能量转换率极高______、_零排放近似零排放_________、_车辆性能接近内燃机汽车________、_结构简单运行平稳________、等优点。

2.按电解质类型，燃料电池常分为：

_碱性燃料电池、_磷酸、_熔融碳酸盐________、_固体氧化物________、_质子交换膜________、_燃料电池_________、以及_甲醇燃料电池________等。

3.质子交换膜燃料电池的关键部件包括：

_电催化剂________；_电极________；_质子交换膜________；_双极板_______。

主要结构包括：

_电池本体________、_辅助系统________和_燃料________在实际应用中，还有电池的安全系统和功率调节系统。

4.燃料电池中燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电流。

试写出化学反应式，并分别写出不同类型燃料电池的化学反应。

答：

三、知识拓展或学习总结

1.燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用空气_____，因此最早开发的燃料电池电动车多是直或_______等形式。

2.氢燃料电池发动机通常包括哪些功能结构各自的功能是什么

答；

3.燃料电池汽车的动力电控系统主要由燃料电池发动机管理系统、蓄电池管理系统、动力控制系统及整车控制系统组成。

其中，燃料电池发动机管理系统的主要功能是控制功率输出及检测发动机的工作状态_____；蓄电池管理系统的作用是_测量电池组电压，温度等生理参数_；整车控制系统的作用是_接收来自驾驶员的需求信息以及动力系统的状况，进行能量分配调节控制_______。

4.燃料电池的关键技术有哪些查阅相关资料，介绍一项关键技术的发展。

三、知识扩展或学习总结

Clarity采用的燃料电池是_氢气______，这种由本田公司研发的燃料电池的特点是_提高了电池的可靠性；蓄电池属于锂离子电池_。

Clarity动力系统结构主要由_动力控制单元_、燃料储气罐__、_驱动电机_、_燃料电池堆_、_高功率的锂离子电池__等五部分组成。

Clarity的仪器仪表主要包括功率指示器、氢气量及剩余使用范围、氢气指示球，及人性化的功能界面。

功率指示器用于_显示燃料电池输出功率和锂离子电池辅助或再生制动提供功率____、氢气量及剩余使用范围的作用是显示可供行驶的范围___；氢气指示球的作用是通过改变尺寸及颜色，提供氢气使用量连续直观的信息反馈_____。

4.结合燃料电池汽车相关知识，说明FCXClarity如何运行。

三、知识扩展或学习总结

1.压缩天然气（CNG）是指_压缩到—的天然气_______。

压缩天然气（CNG）是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是_甲烷___。

液化天然气（LNG）是指__常压下温度为-162摄氏度的液体天然气____。

液化天然气（LNG）具备__燃点高___、_安全性能强____、_适合长途运输和储存___等优点。

液化石油气（LPG）在常温常压下为气态的_烃类混合物_______，比空气重，有较高的_辛烷值_______，具备_混合均匀_______、_燃烧充分_______、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。

天然气_______是以储存在车载高压气瓶中的高压气态天然气为燃料的汽车；

_液化天然气_______是以储存在车载绝热气瓶中的低温液化天然气为燃料的汽车；

__液化石油气______是以丙烷和丁烷为主要成分的混合物，在常温条件下，随着压力变化易在液态和气态两种状态间转换的烃类为燃料的汽车。

3.试说明天然气汽车的优缺点有哪些。

优点；1；天然气汽车是清洁燃料汽车2；天然气资源丰富3；有显著的经济效益4；比汽油汽车更安全

缺点；1；续驶里程有限2；车子有效空间减少，车身自重增加3；不易储存和携带4；需要一定的改装费用

汽车在结构上采用传统动力结构外，由于采用CNG，还须配备相应的系统实现CNG的储运、供给及整车控制。

通常主要由_储气系统_____、__供给系统_____、_控制系统______三部分组成。

储气系统是指储存CNG的装置；供给系统主要负责_根据车辆运行状态_；控制系统是_根据行驶状态随身切换燃油并根据发动机工况调整CNG_____。

LPG汽车主要由储气罐、蒸发调压器__、_汽油电磁阀__、_LPG电磁阀______、__功率调节阀___、_混合气__、_燃料转换开关___、控制电路等组成。

储气罐的作用是_储存运输液位检测___；LPG电磁阀的作用是_燃料转换时接通或切断汽油或LPG___；燃料转换开关主要用于

__实现汽油和LPG两种燃料之间的选择，转换___。

汽车运行时，控制系统通过转换开关_______控制_高压电磁阀______与汽油电磁阀_______的流通量，由此调节_汽油与天然气________的供给比例，从而实现CNG车辆以最佳工况运行。

三、知识扩展或学习总结

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