1、電動汽車技術復習思考題一、基本概念：能量密度（比能量）、功率密度（比功率）、截止工作電壓、荷電狀態（SOC ）、DOD、安時（Ah）、電池標稱能量、電動機轉差率、開關磁阻電動機、DOH、倍率、交流異步機機械特性、i小時放電率：二、填空題 1. 現代電動汽車發展主要由蓄電池電動汽車、混合動力汽車、燃料汽車三種類型。 2. 電動汽車除具有汽車屬性外，結構上形成了電源供給系統、驅動系統、控制系統、能源管理系統。 3. 電動汽車電源供給系統主要由儲能裝置、變換裝置、電源饋電線路組成。4.純電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以

2、及各種輔助裝置等部分組成。5. 蓄電池電容量測量的方法一般有恒流放電法、恒阻放電法、恒壓放電法、定電壓放電法、連續放電法和間歇放電法。 6. 電動車用的理想動力源應該有持續穩定的大電流放電、短暫特大電流放電和一次性儲蓄足夠的容量。 7. 鉛蓄電池放電終止電壓與放電電流大小有關。放電電流越大，連續放電時間就越短，允許放電終止電壓就越低。 8. 電池內阻是電子導電阻力、離子導電阻力和接觸電阻之和。  9電機勵磁方式：他勵、并勵、串勵、積復勵、差復勵 10. 混合動力電動汽車按結構分為串聯混

3、合動力電動汽車SHEV；并聯混合動力電動汽車PHEV；混聯混合動力電動汽車SPHEV。 11. 純電動汽車按用途分：（1）純電動轎車；（2）電動貨車；（3）電動客車。12. 純電動汽車三大功能系統：電力驅動系統，電源系統，輔助系統。13. 電動汽車現有的蓄能類型有：蓄電池、燃料電池、超級電容器和高速飛輪等。14.動力電池組的管理系統有熱管理系統、電池管理系統、線路管理系統組成。15.輪轂電機的2類機構方案：高速內轉子電機，低速外轉子電機。16.制動能量回收的控制策略主要有理想制動力分配、最佳制動能量回饋、前后制動力固定比值控制策略。17.動力電池可分為功

4、率型型和能量型18.體現純電動汽車性能的重要參數有最高車速、加速能力、爬坡能力和續駛里程。19.質子膜燃料電池發動機的關鍵部件有氫燃料供給、氧化劑空氣供給、水管理、熱管理、電氣系統。20.開關磁阻電機缺點有脈沖電流影響、轉矩脈動、振動與噪聲。21.交流異步機控制方法有變壓調頻控制、矢量控制、直接轉矩控制。22.開關磁阻電機控制系統包含電流檢測器、轉子位置檢測器、轉子速度檢測器。三、簡答題1. 發展電動汽車要解決哪些問題？答：電池成本、續航里程、充電硬件的設置等，除了前兩者可仰賴日后更完善的技術解決之外，充電硬件（充電站、氫燃料加氣站）的普及與否，更是一大關鍵。因為目前很多車主沒有專屬的個人室內

5、車位（并不是每個人車位旁都有插座，或者社區都有氫燃料加氣站），因為這對于需要充電的電動車而言，也是另一項要突破的重點。2. 純電動汽車的優點和缺點分別是什么？優點：（1）不消耗石油資源，純電動汽車在運行中不排放廢氣，噪聲也比內燃機汽車低（2）純電動車具有比內燃機汽車高得多的能量轉換效率。 （3）純電動汽車運行中消耗的電能可由多種能源轉化。 （4）純電動汽車可以充分利用夜間電網低谷為電池充電，避免了電能的浪費。（5）純電動汽車能夠實現更好的控制性能，包括運動控制、舒適性、故障診斷等，同時可以更容易地實現智能化交通管理。缺點：（1）低的電池能量密度。（2）過重的電池組。（3）有限的續駛里程與汽車動

6、力性能（4）電池組昂貴的價格及有限的循環壽命。（5）汽車附件的使用受到限制。3. 電動汽車儲能裝置（能量源）的主要任務和主要要求是什么？答：主要任務：為移動能源的綜合利用開辟了有效的途徑。主要要求：提高動力電池性能。4. 什么是混合動力汽車？答：能量與功率傳送路線具有如下特點的車輛稱為混合動力車輛：（1） 傳送到車輪運動的能量，至少來自兩種不同的能量轉換裝置。（2）這些轉換裝置至少要從兩種不同的能量儲存裝置吸取能量。（3）從儲能裝置流向車輪的這些通道，至少有一條是可逆的，并至少還有一條是不可逆的。（4）如果可逆的儲能裝置供應的是電能時，則稱為混合動力電動車。 5 混合動力電

7、動汽車的優點？與純電動汽車相比，行駛里程延長了24倍；能快速添加汽油或柴油；與傳統燃油車相比，內燃機以最有效的模式工作，在相同行駛里程的條件下，燃油消耗和排放少；可以純電動方式工作，實現零排放。 6.  串聯混合動力電動汽車工作特征？發動機和發電機組成輔助動力單元一起產生所需的電能。發動機和發電機之間為機械連接，且無離合器。 發動機輸出的機械能首先通過發電機轉化為電能，其電能一部分給蓄電池充電，另一部分經由電動機和傳動裝置驅動車輪。 單條驅動線路：只有電動機驅動汽車行駛。發動機僅用于帶動發電機發電，與驅動輪無機械連接，不直接驅動車輛。7. 并聯混合動力電

8、動汽車工作特征？ 內燃機和電動機都可通過各自的驅動線路驅動車輪。 發動機單獨驅動，電動機單獨驅動，發動機和電動機混合驅動。 為電力輔助型的燃油車，可降低排放和燃油消耗。 當發動機提供的功率大于驅動電動車所需的功率或者再生制動時，電動機工作在發電機狀態，將多余的能量充入電池。8. 混聯混合動力電動汽車工作特征？  將串聯HEV和并聯HEV相結合，具有兩者的優點。  與串聯HEV相比，增加了機械動力的傳遞路線。  與并聯HEV相比，增加了電能的傳輸路線。 9. 什么是插電式混合動力汽車？它

9、具有什么特點？插電式混合動力汽車（Plug-in Hybrid Vehicle，簡稱PHV）是一種新型的混合動力電動汽車。區別于傳統汽油動力與電驅動結合的混合動力，插電式混合動力驅動原理、驅動單元都與電動車無異，之所以稱其為混合動力，是這類車上裝備有一臺為電池充電的發動機。特點：1）可利用電網對動力電池充電；2）可使用純電動模式驅動車輛行駛，且純電動行駛里程較長；3）電能不足時，車輛仍然可以重度混合模式行駛。4）PHEV的電機功率比純電動汽車的稍小，動力電池的容量介于重混合系統和純電動車輛之間。插電式混合動力汽車與普通混合動力汽車的區別：普通混合動力車的電池容量很小，僅在起/停、加/減速的時候

10、供應/回收能量，不能外部充電，不能用純電模式較長距離行駛；插電式混合動力車的電池相對比較大，可以外部充電，可以用純電模式行駛，電池電量耗盡后再以混合動力模式（以內燃機為主）行駛，并適時向電池充電。10. 常用的電機驅動系統有哪幾種？1）直流電機驅動系統2）交流感應電機驅動系統3）永磁同步電機驅動系統4）開關磁阻電機驅動系統。11. 電動汽車對動力電池的要求主要有哪些？ （1）比能量高（2）比功率大（3）充放電效率高（4）相對穩定性好（5）使用成本低（6）安全性好12. 鎳氫電池的特點？ （1）比功率高（2）循環次數多（3）無污染（4）耐過充過放（5）無記

11、憶效應 （6）使用溫度范圍寬（7）安全可靠（8）過充會導致電池發熱、膨脹、漏液。13. 鋰離子電池的特點？具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬和安全可靠等優點。14. 燃料電池汽車優點？燃料電池汽車是電動汽車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經過燃燒，直接變成電能獲得與傳統汽車相比，燃料電池汽車具有以下優點：1）、零排放或近似零排放 2）、減少了機油泄漏帶來的水污染 3）、降低了溫室氣體的排放 4）、提高了燃油經濟性 5）、提高了發動機燃燒效率6）、運行平穩、無噪聲。15. 燃料電池車的布置形式有哪些？1）單

12、一FC驅動系統結構2）、FC+B系統結構 3）、FC+UC系統結構4）、FC+B+UC系統結構5）、FC+B+FW系統結構16. 超級電容的特點？超級電容是近幾年才批量生產的一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時也有電池的儲能特性，并且重復使用壽命長，放電時利用移動導體間的電子（而不依靠化學反應）釋放電流，從而為設備提供電源。特點：1）、體積小，容量大，電容量比同體積電解電容容量大3040倍2）、充電速度快，10秒內達到額定容量的95% 3）、充放電能力強4）、失效開路，過電壓不擊穿，安全可靠5）、超長壽命，可長達40萬小時以上6）、充放電線路簡單，無需充電

13、電池那樣的充電電路，真正免維護7）、電壓類型：2.7V-12.0V 8、容量范圍：0.1F-1000F 17. 超高速飛輪的特點？比能量高、比功率高、電能和機械能之間的轉化效率高. 首先，減弱了對電池比能量和比功率之間的要求，有利于優化電池的比能量密度和循環壽命設計；其次，由于飛輪的負載均衡作用，降低了電池的輸出功率以及放電電流，電池的可利用能量、使用壽命得到了提高；最后，在車輛低功率行駛以及再生制動時，飛輪可以高效率地實現補充充電。由于負載均衡裝置和主能源之間的協調工作和再生制動時的能量回收，車輛的續駛里程明顯提高。18.  電動汽車主要由幾部分組成？各部分作用是什么？ 

14、電動汽車主要由電源供給系統、驅動系統、控制系統、能源管理系統這四個部分組成。 電源供給系統作用：為電動汽車的驅動電動機提供電能。 驅動系統作用：在司機的控制小高效率的將蓄電池（燃料電池）或發動機的能量轉化為車輪的動能，或者將車輪上的動能反饋到蓄電池中。 控制系統作用：根據駕駛員的操作和當前的整車和零部件工作狀況，在安全和動力性的前提下，選擇盡可能優化的工作模式和能量分配比例，可以達到最佳的燃料經濟性和排放標準。 能源管理系統作用：在滿足汽車基本技術性能成本要求的前提下，根據各部件的特性及汽車運行狀況，實現能量在轉換之間按最佳方式傳遞使整車的能源利用效率最

15、合理。19.  電動汽車為什么可以實現零排放或少排放？ 因為以蓄電池、超級電容為動力的汽車沒有排放物。 以純氫氧為燃料的汽車在運行中只生成水，沒有任何有害氣體。 以富氫氣體為燃料的燃料電池，在制取氫氣過程中只派出CO2，但僅為 內燃機排放的40%。 混合動力汽車在公共場所等可僅使用儲存的電力，不發動內燃機。  20. 簡述開關磁阻電機的特點 。轉矩-轉速特性好，在較寬的轉速范圍內，轉矩、轉速可靈活地控制，調速控制簡單，并實現四象限運行，有高的啟動轉矩和低的啟動功率。開關磁阻電動機功率密度高、結構簡單堅固、

16、可靠性好，但轉矩脈動大，控制系統較復雜、工作噪音大，體積與同樣功率的感應電動機比較稍大 21永磁同步電動機的特點？  高效節能功率因數高、 效率曲線平直、 結構簡單、便于維護 、 調速精度高 22. 簡述飛輪電池工作原理。飛輪以一定角速度旋轉時，他就具有動能。帶動發電機將動能轉換為電能。對飛輪電池充電時，外部輸入電能使得飛輪旋轉。電能轉換為動能。23. 電池管理系統基本功能有哪些？蓄電池段電壓及單體電壓檢測。電池溫度檢測，工作電流檢測，絕緣電阻檢測，冷卻風機控制，SOC估算，故障分析及在線報警。為整車控制器提供必要

17、的蓄電池狀態信息。為車載顯示設備提供相關的電池狀態和故障信息。與充電機通訊。24.  簡述純電動汽車整車控制器作用整車控制器是整個汽車的核心控制部件，它采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，并做出相應判斷后，控制下層的各部件控制器的動作，驅動汽車正常行駛。作為汽車的指揮管理中心，動力總成控制器主要功能包括：驅動力矩控制、制動能量的優化控制、整車的能量管理、CAN網絡的維護和管理、故障的診斷和處理、車輛狀態監視等，它起著控制車輛運行的作用。四、問答題1. 從內燃機汽車缺陷、電動汽車的特點及電動汽車發展動力等方面論述為什么要發展電動汽車。答:因為（1）內燃機汽車在動力性方面，受自

18、身先天因素的影響，功率輸出仍然提升的有限，比功率等指數的提升也比較受內燃機自身結構的限制，在燃燒條件、燃燒控制等方面都受到汽油本身性質、燃燒方式的約束。（2）電動汽車的特點：提高能源的綜合利用和效率。良好的環境保護效果。提高汽車性能與結構布局，結構簡單，使用維修方便。制造成本與售后服務的變化，動力電源使用成本高，續駛里程短。（3）電動汽車動力儲能裝置的發展為移動能源及能源的綜合利用開辟了有效的途徑。所以動力儲能裝置性價比的提高不僅為電動汽車的發展提供了必要的前提，也為提高電能的利用效率及其綜合利用打下了良好的基礎。電動汽車混可用動力能源范圍廣，利用率高。2. 說明電動汽車傳動裝置的特點及其原因

19、。答：電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸，當采用電動輪驅動時，傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動，所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換，所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當采用電動機無級調速控制時，電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在采用電動輪驅動時，電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。3. 比較電動汽車與內燃機車的動力性（說明其相同之處及其區別，并能簡單分析其原因）。答：電動汽車的動力性能是利用電動機的快速響應性來提高。由于電動汽車是采用電動機來驅動車輪行駛的，而電動機實現轉矩

20、的快速響應性指標一般要比發動機高出兩個數量級，因此通過微電子等控制方式可極大地提高對車輪控制的動態響應性，從而便可較容易地實現在傳統轎車上較難實施的一些高性能控制功能，以此來改善電動汽車的操控性和行駛安全性。對于傳統汽車的內燃機，由于能高效產生轉矩時的轉速被限制在一個較窄的范圍內，為此需要利用龐大而復雜的變速機構來適應這一特性。而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩，可大大簡化甚至省去變速機構，從而極大地簡化電動汽車的機械傳動機構，減輕整車自重，縮小其傳動和附加損耗，既能降低成本，又能節能減噪。特別是純電動汽車省去發動機等諸多機械裝置和油箱，其空間可供蓄電池占用，其結構與總體布局將發

21、生脫胎換過的變化，從而提高電動汽車的動力性能。 4電動汽車采用的驅動電動機有哪幾種？說明其特點及轉速控制原理。答：電動汽車采用的驅動電動機有直流電動機，交流電動機，永磁無刷電動機，開關磁阻電動機，兼有電動、發電回饋和電磁制動的多功能輪廓電動機這幾種。（一）直流電動機特點：(1)調速性能好。所謂“調速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據需要，人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無級調速，而且調速范圍較寬。(2)起動力矩大。可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電

22、動機拖動。 轉速控制原理：利用脈寬調制器對大功率晶體管開關放大器的開關時間進行控制，將直流電壓轉換成某一頻率的矩形波電壓，加到直流電動機的電樞兩端，通過對矩形波脈沖寬度的控制，改變電樞兩端的平均電壓，從而達到調節電動機轉速的目的。（二）交流電動機特點：交流電動機是由所產生的一種旋轉磁場相對導體的作用而工作的，而且工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環境，噪聲也較小。 轉速控制原理：改變供電頻率f1,、極對數P和轉差率S來調速。（三）永磁無刷電動機特點：具有結構簡單、運行可靠、體積小、質量小、損耗少、效率高，以及電動機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著特點。 轉速控制原理：通過改變定子繞組（也就是

23、接入電源的導線）電流可以達到調速作用，改變電源電壓也可達到改變電流的效果。（四）開關磁阻電動機特點：開關磁阻電動機具有結構簡單、堅固可靠、制造成本低、調速性能好、效率高等優點，能運行于正、反轉電動或發電四個象限，是一種新型的典型機電一體化裝置。并具有高起動轉矩、低起動電流，特別適合于汽車起步和蓄電池驅動的特性要求。 轉速控制原理：控制開關磁阻電動機的主要運行參數和常用方法至少有四種：相導通角、相關斷角、相電流幅值、相繞組電壓。可控參數多，意味著控制靈活方便。可以根據對電動機的運行要求和電動機的情況，采取不同控制方法和參數值，即可使之運行于最佳狀態（如出力最大、效率最高等），還可使之實現各種不同

24、的功能的特定曲線。如使電動機具有完全相同的四象限運行能力，并具有最高起動轉矩和串勵電動機的負載能力曲線。由于SRD速度閉環是必備的，因此系統具有很高的穩速精度，可以很方便的構成無靜差調速系統。5. 動力電池管理系統(BMS)的主要任務與要求？答：電池管理系統（BMS）是使電池工作在合理的電壓、電流、溫度范圍以荷電狀態SOC等要求下，以確保電池組能安全有效地運行，使能量得到最大發揮的同時，合理延長電池循環使用壽命。電池管理系統主要包括對電池各種性能參數的檢測、數據采集、數據運算處理分析、充放電能量管理、電池溫度熱管理控制、狀態數據顯示、安全管理和故障診斷報警等功能。6. 電動汽車蓄電池有哪幾種充

25、電方法？說明其特點與應用。 答：（1）恒壓充電。保持充電器端電壓始終不變的一種充電方法。充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統。這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。鑒于這種缺點，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如，汽車運行過程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。 （2

26、）恒流充電。充電電流保持不變的一種充電方法。恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法。控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產生氣體，使出氣過甚，因此，常選用階段充電法。 （3）階段充電4）脈沖充電 5）變電流間歇充電 6）變電壓間歇充電五、分析題1. 分析質子交換膜燃料電池的組成、工作原理及反應步驟。質子交換膜燃料電池單體主要由膜電極（陽極、陰極）、質子交換膜和集流板組成，工作原理：陽極反應生成的質子（H+）通過質子交換膜傳導到達陰極，陽極反應產生的電子通過外電路到達陰

27、極。生成的水以水蒸汽或冷凝水的形式由過剩的陰極反應氣體從陰極室排出。其具體反應步驟為：經增濕后的H2和O2分別進入陽極室和陰極室，經電極擴散層擴散到達催化層和質子交換膜的界面，分別在催化劑作用下發生氧化和還原反應：2分析并聯混合動力汽車控制策略的類型及特點。類型：1、基于車速的發動機控制2、 以功率為主要參數的控制策略3、基于負載的發動機控制4、采用優化技術的控制策略5、以成本和燃油經濟性為目標的控制策略。特點：基于車速的發動機控制：當汽車速度低于某一設定值VMODE時，電動驅動裝置單獨驅動汽車行駛，僅當功率需求超過了電動驅動裝置的最大功率值時發動機接通；當汽車速度大于VMODE時，發動機單獨

28、驅動汽車行駛，在更高的速度，發動機功率不足以滿足汽車行駛的功率需求時，電動驅動裝置參與工作，而當發動機功率有富裕時，可由控制系統決定是否向電池組充電。對于荷電消耗性混合動力汽車，設定車速愈低，汽車一次充電的續駛里程愈長，也可將設定車速設計為蓄電池組放電深度的函數以功率為主要參數的控制策略：當車輪平均功率低于某設定值時, 汽車由電動機單獨驅動當車輪平均功率高于該設定值時, 發動機被啟動, 電動機則停止運行。一旦車輪平均功率超過發動機，所能提供的功率時, 電動機啟動, 輔助發動機提供額外的功率。基于負載的發動機控制：利用加速踏板位置來控制發動機的使用。當加速踏板被踩下時，電動機扭矩隨之增加直到達到

29、最大功率，然后利用發動機輸出來彌補為滿足加速需求的，功率空缺，或者當加速踏板被踩下時，發動機和電動機輸出功率隨之增加。3. 試分析鉛酸蓄電池充放電過程？4. 比較分析超級電容電池的特性1）電容是以將電荷分隔開來的方式儲存能量的，儲存電荷的面積越大，電荷被隔離的距離越小，電容越大。2）傳統電容是從平板狀導電材料得到其儲存電荷面積的，只有將一很長材料纏繞起來才能獲得大的面積，從而獲得大的電容。另外傳統電容是用塑料薄膜、紙張或陶瓷等將電荷板隔開。這類絕緣材料的厚度不可能做得非常簿。3）超級電容是從多孔碳基電極材料得到其儲存電荷面積的，這種材料的多孔結構使它每克重量的表面積可達2000平方米。而超級電

30、容中電荷分隔的距離是由電解質中的離子大小決定的，其值小于10埃。4）巨大的表面積加上電荷之間非常小的距離，使得超級電容有很大的電容。一個超級電容單元的電容值，可以從一法拉至幾千法拉。5. 說明純電動汽車電驅動系統的結構形式（繪出結構原理圖5-1），并說明其特點。答：純電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。6分析電動汽車制動系統的組成，及其控制特點。答：電動汽車制動系統由制動踏板、制動主缸、與制動主缸靠液壓相聯動的制動輪缸以及與制動輪缸機械相連的制動摩擦片組成。制動摩擦片設于車輪上且在制動輪缸的作用下可與車輪的一個部位緊貼摩擦以產生制動力，用于感應制動踏板位置移動并把該位置移動轉化為電信號的位移傳感器，接收來自位移傳感器的電信號并發出動作指令的電子控制單元，接收電子控制單元的動作指令并產生動作的執行器，而執行器通過傳動裝置與所述制動主缸相連。制動系統通過電子控制的制動助力系統產生制動助力，取消了體積龐大的真空助力器，達到優化整車結構布置的效果。7. 分析鋰離子電池工作原理鋰離子電池電化學反應機理鋰離子電池電