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1、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，在制动工况时将牵引电动机切换成发电
2、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他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇
3、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。这样做还可以提高蓄电池（燃料电池）的使用寿命，
4、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、良好的充放电性能（快速充放电性能和耐过充，
5、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电，放电，保持状态。飞轮电池中有一个电机
6、，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 代是铅酸电池，第 2 代是碱性电
7、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，都将被各自或综合应用于电动汽车
8、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分几乎都是由碳纤维制成的，只
9、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理的难点，在于如何根据所
10、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
11、电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
12、对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电，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
13、个独立的驱动系统，即传统的发动机驱动系统和电机驱动系统。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/
14、kg，几乎是纯电动汽车能量密度的数倍。工作效率高，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
15、贵且可能对环境造成伤害。其动力系统的使用寿命也有待提高，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
16、性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓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）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
