山東大學(xué)電動(dòng)汽車期末考試復(fù)習(xí)資料.doc

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充電狀態(tài) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 （HEV）——能根據(jù)特定行駛要求，從兩種或兩種以上的能量源，能量?jī)?chǔ)存器或轉(zhuǎn)化器獲取驅(qū)動(dòng)力的汽車，在運(yùn)行中至少有一種能量?jī)?chǔ)存器或轉(zhuǎn)化器直接驅(qū)動(dòng)汽車，并且至少有一種能量源，能量?jī)?chǔ)存器或轉(zhuǎn)化器能夠傳遞電能。如內(nèi)燃機(jī)與蓄電池混合，蓄電池與燃料電池混合，蓄電池與超大容量電容混合，蓄電池與超高速飛輪混合等。 一般指采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同組成混合動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的車輛。 燃料電池汽車（Fuel Cell Vehicle）(FCV) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（Hybrid Electric Vehicle ）(HEV) 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（PHEV） 比能量 比功率 比能量（Wh/kg）——單位質(zhì)量的蓄電池所能輸出的能量。 比功率（W/kg）——單位質(zhì)量蓄電池所具有的輸出能量的速度。在表示比功率時(shí)，同時(shí)要指出放電深度DOD。 比能量和比功率分別影響電動(dòng)汽車哪些動(dòng)力性？ 蓄電池的比能量影響電動(dòng)汽車的加速性能和續(xù)駛里程。 蓄電池的比功率影響電動(dòng)汽車的加速性能和爬坡性能。 超級(jí)電容器 超級(jí)電容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的，也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。 超高速飛輪 質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC 又稱固態(tài)聚合燃料電池SPFC 質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心。質(zhì)子交換膜采用氟黃酸質(zhì)子交換膜，具有電解質(zhì)、電極活性物質(zhì)的基底和能夠選擇透過(guò)離子的功能。 質(zhì)子交換膜燃料電池采用兩個(gè)碳電極和質(zhì)子交換膜，在電極內(nèi)浸入氟黃酸并與質(zhì)子交換膜壓合。在電極之間為催化劑層和電解質(zhì)。輸送到多孔質(zhì)燃料夾層中的H2，擴(kuò)散到多孔負(fù)極板中，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為電子和H+， H+通過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)正極，與正極多孔質(zhì)空氣夾層中的O2發(fā)生氧化作用，轉(zhuǎn)化為電能和水。 再生制動(dòng)系統(tǒng) 再生制動(dòng)系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車特有的系統(tǒng)。在減速制動(dòng)(剎車或者下坡)時(shí)將汽車的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)存裝置中，如各種蓄電池、超級(jí)電容和超高速飛輪，最終增加電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。 2 電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括哪些？ 1.電池技術(shù) 2 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 3 電池管理技術(shù) 4 整車控制技術(shù) 5車身設(shè)計(jì)（5 汽車新材料、新結(jié)構(gòu)應(yīng)用） 3電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 1） 零排放,對(duì)環(huán)境無(wú)污染 2） 噪聲低 3） 熱效率高 4） 節(jié)能及能源多樣化和綜合利用 5） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和維護(hù)使用方便 6） 比傳統(tǒng)的燃料汽車更易實(shí)現(xiàn)精確的控制 缺點(diǎn) 1）舒適性 2）動(dòng)力性 3）價(jià)格 6電動(dòng)汽車的質(zhì)量和質(zhì)心位置是影響電動(dòng)汽車行駛穩(wěn)定性？ 根據(jù)汽車?yán)碚摰姆治?，汽車穩(wěn)定性因素： K－穩(wěn)定性因數(shù)，單位：s2/m2, 是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。 K1,k2,前后輪胎側(cè)偏剛度 q 中性轉(zhuǎn)向 K=0 q 不足轉(zhuǎn)向 K>0 過(guò)多轉(zhuǎn)向 K<0 中心位置會(huì)影響a,b的值，質(zhì)量變大或質(zhì)心前移，趨于 過(guò)多轉(zhuǎn)向，不穩(wěn)定，反之，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。 7如何計(jì)算電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程？影響電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的因素? 道路的種類、交通狀況和環(huán)境氣候； 電動(dòng)汽車的滾動(dòng)阻力和空氣阻力； 蓄電池的性能，如蓄電池的能量密度、額定容量、放電率、放電電流、放電深度、內(nèi)阻、環(huán)境溫度、整組的一致性等； 電動(dòng)汽車的總質(zhì)量； 輔助裝置的能量消耗，如照明、音響、取暖、通風(fēng)、空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向等。 電動(dòng)汽車的行駛規(guī)范，行駛規(guī)范是指預(yù)先確定的行駛速度與時(shí)間的變化關(guān)系圖線，通常稱為多工況道路循環(huán)試驗(yàn)法。如ECE-R15，SAEJ227a，日本的10.15工況循環(huán)等； 采用電動(dòng)汽車在水平良好道路上滑行試驗(yàn)的方法求取滾動(dòng)阻力和空氣阻力。根據(jù)式（2.4），汽車滑行時(shí)的滾動(dòng)阻力和空氣阻力之和為： 將上式兩端乘以平均車速、則電動(dòng)汽車克服道路滾動(dòng)阻力和空氣阻力消耗的功率為： 電動(dòng)汽車克服道路滾動(dòng)阻力和空氣阻力消耗的能量為：E=FS 電動(dòng)汽車行駛單位里程的能量為： 電動(dòng)汽車的比能耗為： 電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程為： 蓄電池組再充電恢復(fù)到原充電狀態(tài)所需的電能kwh； 電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程； 電動(dòng)汽車行駛單位里程消耗的能量kWh/（km t） 第三章 電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 1電動(dòng)汽車用各種用驅(qū)動(dòng)電機(jī)分為幾類？電動(dòng)汽車用直流電動(dòng)機(jī)，與一般工業(yè)電機(jī)有何不同？ 獨(dú)特性： （1）要求4~5倍的過(guò)載以滿足短時(shí)加速行駛與最大爬坡度的要求；工業(yè)只要求2倍。 （2）應(yīng)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能；工業(yè)只要求相對(duì)較低。 （3）可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)性能好；而工業(yè)只有某一種特定的性能要求。 （4）高的功率密度 （5）適應(yīng)大溫度變化和劇烈震動(dòng) 2開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行原理是什么？與異步電機(jī)比較有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 為簡(jiǎn)單計(jì)，圖中只畫出A相繞組及其供電電路。SR電動(dòng) 機(jī)的運(yùn)行原理遵循“磁阻最小原理”— ‘磁通總要沿著磁阻 最小的路徑閉合，而具有一定形狀的鐵心在移動(dòng)到最小 磁阻位置時(shí)，必使自己的主軸線與磁場(chǎng)的軸線重合。 圖中，當(dāng)定子D-D’極勵(lì)磁時(shí)，1-1向定子軸線D-D重合 的位置轉(zhuǎn)動(dòng)，并使D相勵(lì)磁繞組的電感最大。 四相結(jié)構(gòu)SR電動(dòng)機(jī)原理圖 3混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何能源優(yōu)化組合？以發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池為例說(shuō)明。 將發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池電動(dòng)機(jī)混合使用，在起動(dòng)和低速工況下使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，減少內(nèi)燃機(jī)使用時(shí)汽車的變速與怠速?gòu)亩_(dá)到節(jié)能減排的目的，正常行駛時(shí)可以以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力為主，保證正常的動(dòng)力，在減速制動(dòng)時(shí)，利用電機(jī)再生制動(dòng)回收能量。 第四章 電動(dòng)汽車的能量源 1電動(dòng)汽車的能量源主要有哪幾類？ 目前，電動(dòng)汽車的能量源主要有：可充電的電化學(xué)蓄電池（簡(jiǎn)稱為蓄電池）、燃料電池、超級(jí)電容器、超高速飛輪。 能量?jī)?chǔ)存裝置:蓄電池、超高速飛輪、超級(jí)電容 能量生成裝置: 燃料電池 4混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要解決的控制問(wèn)題？采用什么控制策略？ 控制問(wèn)題： ? 能量管理策略優(yōu)化問(wèn)題 ? 動(dòng)力傳動(dòng)控制優(yōu)化問(wèn)題 能量管理策略： ? 基于規(guī)則的能量管理策略 ? 模糊邏輯能量管理策略 ? 基于代價(jià)（懲罰）函數(shù)的實(shí)時(shí)優(yōu)化策略 ? 基于路況的全局優(yōu)化策略 5如何監(jiān)測(cè)蓄電池的剩余電量？ 1）基于電流累積的剩余電量推定法 2）自適應(yīng)濾波器的實(shí)時(shí)算法 3）基于模糊推理的剩余電量推定法 6比亞迪的電動(dòng)汽車采用哪種類型電池？有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：比亞迪電動(dòng)汽車采用鐵電池，大概是高鐵電池，高鐵電池是以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽（K2FeO2，BaFeO4等），可作為高鐵電池的正極材料來(lái)制作能量密度大、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染的新型化學(xué)電池。 優(yōu)點(diǎn)：高能高容量；放電曲線平坦；原料豐富；綠色無(wú)污染； 缺點(diǎn)：傳統(tǒng)鋰電池的電壓為3.7伏，稍高于鐵電池的3.3伏，電壓?jiǎn)栴}尚未解決。 7燃料電池fc的工作原理是什么？目前主要有哪幾類？ 燃料電池由三部分組成，即陽(yáng)極C、陰極A和電解液E。 陽(yáng)極（燃料電極）為燃料和電解液提供了一個(gè)接觸面，在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，并輸出電子到外電路。 陰極（氧氣電極）為氧氣和電解液提供了一個(gè)接觸面，在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，并從外電路接受電子 磷酸燃料電池PAFC 堿性燃料電池AFC 熔態(tài)碳酸鹽燃料電池MCFC 固態(tài)氧化物燃料電池SOFC 固態(tài)聚合燃料電池SPFC，又稱質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC 直接甲醇燃料電池DMFC 8車載純氫燃料的形式及存儲(chǔ)方法？ 1：高溫氫氣：一般采用高壓儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存 2：液化氫：需要用絕熱技術(shù)超低溫（-253攝氏度）狀態(tài)的特殊存儲(chǔ)裝置 3：氫吸附合金的存儲(chǔ)裝置：不同的氫吸附合金在不同的溫度和壓力下吸附氫氣，當(dāng)遇到水或加熱后，吸附合金的氫化物解吸，將氫氣釋放 4：碳納米材料儲(chǔ)氫裝置：碳納米管是石墨烯片層卷成的無(wú)縫管，具有較大的吸附氫氣能力，但價(jià)格昂貴。 9超級(jí)電容器的超級(jí)表現(xiàn)在哪些方面？可以單獨(dú)作為電動(dòng)汽車的能量源嗎？ 10超高速飛輪有哪些特點(diǎn)？可以單獨(dú)作為電動(dòng)汽車的能量源嗎？ 超高速飛輪具有高比能量、高比功率、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量效率、能快速充電、免維護(hù)和良好的性能價(jià)格比等優(yōu)點(diǎn)。 超高速飛輪可以作輔助能源，在汽車勻速行駛或再生制動(dòng)時(shí)充電儲(chǔ)能，在汽車起動(dòng)、加速、爬坡時(shí)發(fā)電并輸出峰值功率。 另外超高速飛輪還可以單獨(dú)作電動(dòng)汽車的能量源。 第五章 輔助系統(tǒng) 1.電動(dòng)汽車輔助系統(tǒng)包括那幾個(gè)部分（與燃油車相比較）？ 蓄電池充電器、電池管理系統(tǒng)（BMS）、再生制動(dòng)系統(tǒng)等。 2.什么是再生制動(dòng)系統(tǒng)？如果儲(chǔ)能器已經(jīng)被完全充滿，再生制動(dòng)能否實(shí)現(xiàn)？ 再生制動(dòng)系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車特有的系統(tǒng)。在減速制動(dòng)(剎車或者下坡)時(shí)將汽車的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)存裝置中，如各種蓄電池、超級(jí)電容和超高速飛輪，最終增加電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。如果儲(chǔ)能器已經(jīng)被完全充滿，再生制動(dòng)就不能實(shí)現(xiàn)，所需的制動(dòng)力就只能由常規(guī)的制動(dòng)系統(tǒng)提供。 4結(jié)合下圖所示，說(shuō)明普銳斯再生協(xié)調(diào)制動(dòng)工作原理 ，新款剎車失靈原因？如何防止事故？ 首先，當(dāng)駕駛員的腳部離開(kāi)油門踏板時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行輕微的、不讓駕駛員有感覺(jué)的再生制動(dòng)，回收運(yùn)動(dòng)能量。 其次，一旦駕駛員踩踏制動(dòng)踏板，系統(tǒng)便根據(jù)踩踏速度和踏板的位置變化量，判斷駕駛員所需要的制動(dòng)力為何種程度。 然后，在需要的制動(dòng)力范圍內(nèi)，最大限度地提供再生制動(dòng)。 而且，單是再生制動(dòng)不夠時(shí)，則通過(guò)液壓制動(dòng)來(lái)彌補(bǔ)。 新款“普銳斯”剎車失靈的“罪魁禍?zhǔn)住? 啟動(dòng)ABS后，能夠獲得制動(dòng)距離相對(duì)于輪胎抱死狀態(tài)減速停車距離縮短的效果。不過(guò)，啟動(dòng)ABS的前提是必須產(chǎn)生油壓，為此普銳斯采用了啟動(dòng)ABS時(shí)不使用再生制動(dòng)器的方式。 在這種設(shè)置之下，普銳斯在啟動(dòng)制動(dòng)器的同時(shí)進(jìn)入易滑路面時(shí)，會(huì)由之前的再生和油壓制動(dòng)器同時(shí)工作的模式切換為只依靠油壓制動(dòng)器的ABS專用控制模式。 豐田副社長(zhǎng)佐佐木真一表示，“只有在低速行駛時(shí)、輕踩剎車的情況下才會(huì)發(fā)生”?！坝昧Σ认聞x車的話能夠正常制動(dòng)”。這句話的意思是，用力踩下制 動(dòng)踏板時(shí)，即使切換制動(dòng)控制模式，油壓制動(dòng)器的油壓也會(huì)很快升高，就不會(huì)讓用戶有剎車不靈的感覺(jué)。 5.結(jié)合圖示，說(shuō)明混聯(lián)式電動(dòng)汽車的工作模式及特點(diǎn)？ 答: 特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： （1）發(fā)動(dòng)機(jī)能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有害排放氣體控制在最低范圍； （2）總體結(jié)構(gòu)上看，比較簡(jiǎn)單，易于控制，只有電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)更加趨近于純電動(dòng)汽車； （3）三大部件總成在電動(dòng)汽車上布置起來(lái)，有較大的自由度。 缺點(diǎn)： （1）三大部件總成各自的功率較大，外形較大，質(zhì)量也較大，在中小型電動(dòng)汽車上布置有一定的困難； （2）另外在發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的熱能—電能—機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量損失較大。 串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較適合在大型客車上使用