2022年山东大学电动汽车期末考试复习资料 .pdf

充电状态混合动力电动汽车混合动力电动汽车（HEV）能根据特定行驶要求，从两种或两种以上的能量源，能量储存器或转化器获取驱动力的汽车，在运行中至少有一种能量储存器或转化器直接驱动汽车，并且至少有一种能量源，能量储存器或转化器能够传递电能。如内燃机与蓄电池混合，蓄电池与燃料电池混合，蓄电池与超大容量电容混合，蓄电池与超高速飞轮混合等。一般指采用发动机和电动机共同组成混合动力系统驱动的车辆。燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle ）(FCV) 混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle ）(HEV) 并联式混合动力电动汽车（PHEV）比能量比功率比能量（ Wh/kg ）单位质量的蓄电池所能输出的能量。比功率（ W/kg）单位质量蓄电池所具有的输出能量的速度。在表示比功率时，同时要指出放电深度DOD。比能量和比功率分别影响电动汽车哪些动力性？蓄电池的比能量影响电动汽车的加速性能和续驶里程。蓄电池的比功率影响电动汽车的加速性能和爬坡性能。超级电容器超 级 电 容 器 （ supercapacitor,ultracapacitor ） ， 又 叫 双 电 层 电 容 器 (Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超高速飞轮质子交换膜燃料电池PEMFC又称固态聚合燃料电池SPFC质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心。质子交换膜采用氟黄酸质子交换膜，具有电解质、电极活性物质的基底和能够选择透过离子的功能。质子交换膜燃料电池采用两个碳电极和质子交换膜，在电极内浸入氟黄酸并与质子交换膜压合。在电极之间为催化剂层和电解质。输送到多孔质燃料夹层中的H2，扩散到多孔负极板中，在催化剂的作用下转化为电子和H+， H+通过质子交换膜到达正极，与正极多孔质空气夹层中的O2发生氧化作用，转化为电能和水。再生制动系统精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统。在减速制动(刹车或者下坡 )时将汽车的部分动能转化为电能，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、 超级电容和超高速飞轮，最终增加电动汽车的续驶里程。2 电动汽车的关键技术包括哪些？1. 电池技术2 电机及驱动系统3 电池管理技术4 整车控制技术5 车身设计（ 5 汽车新材料、新结构应用）3 电动汽车与传统内燃机汽车相比有何优缺点？1） 零排放 ,对环境无污染2） 噪声低3） 热效率高4） 节能及能源多样化和综合利用5） 结构简单和维护使用方便6） 比传统的燃料汽车更易实现精确的控制缺点1）舒适性2）动力性3）价格精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页6 电动汽车的质量和质心位置是影响电动汽车行驶稳定性？根据汽车理论的分析，汽车稳定性因素：)(122kbkaLmK精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页K稳定性因数，单位：s2/m2, 是表征汽车稳态响应的一个重要参数。K1,k2,前后轮胎侧偏刚度中性转向K=0 不足转向K0过多转向K0中心位置会影响a,b 的值，质量变大或质心前移，趋于过多转向，不稳定，反之，趋于稳定状态。7 如何计算电动汽车的续驶里程？影响电动汽车续驶里程的因素?道路的种类、交通状况和环境气候；电动汽车的滚动阻力和空气阻力；蓄电池的性能，如蓄电池的能量密度、额定容量、放电率、放电电流、放电深度、内阻、环境温度、整组的一致性等；电动汽车的总质量；辅助装置的能量消耗，如照明、音响、取暖、通风、空调、动力转向等。电动汽车的行驶规范，行驶规范是指预先确定的行驶速度与时间的变化关系图线，通常称为多工况道路循环试验法。如ECE-R15 ，SAEJ227a ，日本的10.15 工况循环等；采用电动汽车在水平良好道路上滑行试验的方法求取滚动阻力和空气阻力。根据式（ 2.4） ，汽车滑行时的滚动阻力和空气阻力之和为：dtdugGFFwf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页将上式两端乘以平均车速、则电动汽车克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的功率为：电动汽车克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的能量为：E=FS电动汽车行驶单位里程的能量为：电动汽车的比能耗为：电动汽车的续驶里程为：蓄电池组再充电恢复到原充电状态所需的电能kwh；电动汽车的续驶里程；电动汽车行驶单位里程消耗的能量kWh/ （ km t）1112210006.3nnananananwfttuuuumPPP1151072.7nnananasttuumuPSFemeeo1000meEeEs01000oesE精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页第三章 电动汽车的电动机驱动系统1 电动汽车用各种用驱动电机分为几类？电动汽车用直流电动机，与一般工业电机有何不同？独特性：（1）要求 45 倍的过载以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求；工业只要求2 倍。（2）应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能；工业只要求相对较低。（3）可控性高、稳态精度高、动态性能好；而工业只有某一种特定的性能要求。（4）高的功率密度（5）适应大温度变化和剧烈震动2 开关磁阻电机运行原理是什么？与异步电机比较有何优缺点？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页为简单计，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。四相结构SR电动机原理图3 混合动力系统设计如何能源优化组合？以发动机，蓄电池为例说明。将发动机蓄电池电动机混合使用，在起动和低速工况下使用电动机驱动，减少内燃机使用时汽车的变速与怠速从而达到节能减排的目的，正常行驶时可以以发动机输出的动力为主，保证正常的动力，在减速制动时，利用电机再生制动回收能量。第四章 电动汽车的能量源1 电动汽车的能量源主要有哪几类？目前，电动汽车的能量源主要有：可充电的电化学蓄电池（简称为蓄电池）、燃料电池、超级电容器、超高速飞轮。能量储存装置:蓄电池、超高速飞轮、超级电容能量生成装置: 燃料电池4 混合动力系统设计需要解决的控制问题？采用什么控制策略？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页控制问题：?能量管理策略优化问题?动力传动控制优化问题能量管理策略：?基于规则的能量管理策略?模糊逻辑能量管理策略?基于代价（惩罚）函数的实时优化策略?基于路况的全局优化策略5 如何监测蓄电池的剩余电量？1）基于电流累积的剩余电量推定法2）自适应滤波器的实时算法3）基于模糊推理的剩余电量推定法6 比亚迪的电动汽车采用哪种类型电池？有何优缺点？答：比亚迪电动汽车采用铁电池，大概是高铁电池，高铁电池是以合成稳定的高铁酸盐（K2FeO2，BaFeO4等） ，可作为高铁电池的正极材料来制作能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染的新型化学电池。优点：高能高容量；放电曲线平坦；原料丰富；绿色无污染；缺点：传统锂电池的电压为3.7 伏，稍高于铁电池的3.3 伏，电压问题尚未解决。7 燃料电池fc的工作原理是什么？目前主要有哪几类？燃料电池由三部分组成，即阳极C、阴极 A 和电解液E 。阳极（燃料电极） 为燃料和电解液提供了一个接触面，在催化剂作用下发生氧化反应，并输出电子到外电路。阴极（氧气电极）为氧气和电解液提供了一个接触面，在催化剂作用下发生还原反应，并从外电路接受电子精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页磷酸燃料电池PAFC 碱性燃料电池AFC 熔态碳酸盐燃料电池MCFC 固态氧化物燃料电池SOFC 固态聚合燃料电池SPFC ，又称质子交换膜燃料电池PEMFC 直接甲醇燃料电池DMFC 8 车载纯氢燃料的形式及存储方法？1：高温氢气：一般采用高压储气罐储存2：液化氢：需要用绝热技术超低温（-253 摄氏度）状态的特殊存储装置3：氢吸附合金的存储装置：不同的氢吸附合金在不同的温度和压力下吸附氢气，当遇到水或加热后，吸附合金的氢化物解吸，将氢气释放4： 碳纳米材料储氢装置：碳纳米管是石墨烯片层卷成的无缝管，具有较大的吸附氢气能力，但价格昂贵。9 超级电容器的超级表现在哪些方面？可以单独作为电动汽车的能量源吗？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页10 超高速飞轮有哪些特点？可以单独作为电动汽车的能量源吗？超高速飞轮具有高比能量、高比功率、长循环寿命、高能量效率、能快速充电、免维护和良好的性能价格比等优点。超高速飞轮可以作辅助能源，在汽车匀速行驶或再生制动时充电储能，在汽车起动、加速、爬坡时发电并输出峰值功率。另外超高速飞轮还可以单独作电动汽车的能量源。第五章辅助系统1.电动汽车辅助系统包括那几个部分（与燃油车相比较）？蓄电池充电器、电池管理系统（BMS） 、再生制动系统等。2.什么是再生制动系统？如果储能器已经被完全充满，再生制动能否实现？再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统。在减速制动(刹车或者下坡)时将汽精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页车的部分动能转化为电能，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、 超级电容和超高速飞轮，最终增加电动汽车的续驶里程。如果储能器已经被完全充满，再生制动就不能实现，所需的制动力就只能由常规的制动系统提供。4 结合下图所示， 说明普锐斯再生协调制动工作原理， 新款刹车失灵原因？如何防止事故？首先，当驾驶员的脚部离开油门踏板时，系统进行轻微的、 不让驾驶员有感觉的再生制动，回收运动能量。其次，一旦驾驶员踩踏制动踏板，系统便根据踩踏速度和踏板的位置变化量，判断驾驶员所需要的制动力为何种程度。然后，在需要的制动力范围内，最大限度地提供再生制动。而且，单是再生制动不够时，则通过液压制动来弥补。新款“普锐斯”刹车失灵的“罪魁祸首”启动ABS 后，能够获得制动距离相对于轮胎抱死状态减速停车距离缩短的效果。不过，启动 ABS的前提是必须产生油压，为此普锐斯采用了启动ABS时不使用再生制动器的方式。在这种设置之下， 普锐斯在启动制动器的同时进入易滑路面时，会由之前的再生和油压制动器同时工作的模式切换为只依靠油压制动器的ABS专用控制模式。丰田副社长佐佐木真一表示，“只有在低速行驶时、轻踩刹车的情况下才会发生”。 “用力踩下刹车的话能够正常制动”。这句话的意思是，用力踩下制动踏板时， 即使切换制动控制模式，油压制动器的油压也会很快升高，就不会让用户有刹车不灵的感觉。5.结合图示，说明混联式电动汽车的工作模式及特点？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页答:特点：优点：（1）发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运转状态，使有害排放气体控制在最低范围；（2）总体结构上看，比较简单，易于控制，只有电动机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车；（3）三大部件总成在电动汽车上布置起来，有较大的自由度。缺点：（1）三大部件总成各自的功率较大，外形较大，质量也较大，在中小型电动汽车上布置有一定的困难；（2） 另外在发动机发电机电动机驱动系统中的热能电能机械能的能量转换过程中，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页能量损失较大。串联式混合动力驱动系统较适合在大型客车上使用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页