新能源汽車概論復習材料新能源汽車概論復習材料新能源汽車概論復習材料新能源汽車概論復習材料編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:三、知識拓展或學習總結1.什么是新能源汽車答：新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力源，綜合車輛的動力控和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進，具有新技術，新結構的汽車。2.汽車新能源主要包括_電能_、_氫能源_、_天然氣__、__醇類燃料_、_二甲醚_、_太陽能__等。3.新能源汽車有哪些類型答：(1)混合動力電動汽車,(2)純電動汽車，（3）燃料電池電動汽車，（4）天然氣汽車。4.混合動力電動汽車的優勢在于其可通過平均需用功率確定內燃機的_最大功率_，使內燃機處于油耗低、污染小的最優工況下工作，通常可以降低排放；混合動力電動汽車所使用的電池可回收制動等工況下的能量。然而，混合動力電動汽車也存在_價格高_____，續駛里程小_______、_動力相對不穩定______等問題。5.純電動汽車應用前景廣泛，具有無污染、_低噪聲______、_高效能______等優點。但蓄力電池單位重量儲存的能量太小，充電后持續行駛里程不理想；高儲量的電池使用壽命較短。6.燃料電池電動汽車，是利用_燃料電池______，將燃料中的_化學能______直接轉化為電能實現動力驅動的新型汽車。與內燃機汽車相比，，而不是利用燃料的燃燒過程。其能量轉化效率較內燃機要高_2~3_____倍。7.請查閱相關技術資料，介紹一款新能源汽車。三、識拓展或學習總結請查閱相關技術資料，談談你對新能源汽車發展趨勢的認識。三、知識拓展或學習總結1.工作電壓是指電池在一定負載條件下實際的_放電電壓_____，如鉛酸蓄電池的工作電壓：～2V；鎳氫電池的工作電壓：～；鋰離子電池的工作電壓：~。2.充電電壓：_外電路直流電壓______對電池充電的電壓。一般，充電電壓要大于開路電壓，如鎳鎘電池的充電電壓：～；鋰離子電池的充電電壓：~；鉛酸蓄電池的充電電壓：~。3.容量是指在充電以后，在一定放電條件下所能釋放出的電量，其單位為，容量與放電電流大小_______有關。與充放電截止電壓有關。比容量是指_單位質量和單位體積的電池所能給出的電量_。實際容量；是指電池在定的放電條件下實際放出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為kW。比功率則是指_單位質量或單位體積電池輸的功率，單位為kW/kg或kW/L。5.放電率是指放電時的速度，常用“時率”和“倍率”表示。時率是指以放電時間表示的放電速率，即_與一定的放電電流放出的額定容量所需的時間_。倍率是指_電池在規定時間內放出額定容量所輸出的電流值_，數值上等于額定容量的倍數。6.荷電狀態（Stateofcharge,SOC）,是指剩余電量與_額定容量或實際容量__的比例。這一參數是在電動汽車使用中十分關鍵卻不易獲取的數據。7電池自放電的大小用自放電率衡量，通常以單位時間內容量減少的百分比表示：自放電率=儲存鉛電池容量-儲存后電池容量_——————————————儲存前電池容量8.充放電循環壽命是衡量_充電電池性能______的重要參數。它是指在一定的充放電制度下，電池容量降到某規定值前，電池能耐受的充放電次數。充放電循環壽命越長，電池性能越好。目前鎳鎘電池的充放電循環壽命為500～800次，鉛酸蓄電池為_200~500______次，鋰離子電池為_600~1000_______次。充電電池的充放電循環壽命與放電深度、溫度、充放電制度工等條件有關。9.新能源汽車對動力電池的基本要求有哪些答：（1）比能量高,(2)比功率大，（3）連續放電率高，自放電率低，電池能夠適應快速放電的要求，（4）充電技術成熟，時間短，充電技術停用性強；（5）適應車輛運行環境；（6）安全可靠；（7）長壽命，免維護。10.鉛酸電池廣泛應用于內燃機汽車的低壓供電電源，是一種成熟的汽車電池，但存在比能量低、質量和體積大、續駛里程短、使用壽命短、污染嚴重等問題，制約了其在電動汽車上的應用。鎳氫電池因其_能量密度高____、無鎘污染、_可大電流快速充放電______等優點，能夠滿足電動汽車對動力電池的要求，因此鎳氫電池目前被成熟地應用到商業化的電動汽車上，如豐田Prius。鋰離子電池是目前新能源汽車研究的熱點，它具備能量密度高、能量效率高、_自放電率小_、_循環使用壽命長、可實現大電流充放電、無污染等優點。11.新能源汽車動力電池有哪些分別寫出其反應式。答：鉛蓄電池鎳氫電池鋰離子電池飛輪電池超級電容三、識拓展或學習總結1.電動汽車電機有哪些要求為什么答：1；高電壓2；轉速高3；質量輕體積小4；應具有較大的啟動轉矩和較大范圍的調速性能5；有4—5倍過載6；具有較高的可控性，穩態精度，動態性能7；具有高效率，低損耗，進行能量回收8；電氣系統和控制系統的安全性應達到有關的標準規定9；能在惡劣條件下可靠工作10；結構簡單，使用維修方便價格便宜。2.效率是指_電機有效輸出功率與總功率_，不同類型電機效率曲線不同。對于電動汽車而言，電機的效率可以表示為：________________________________其中，電機總損耗主要包括_機械損耗_____和_鐵心損耗_____，二者又可稱為空載損耗或不變損耗。功率、轉矩與轉速間的關系可表示為：___________________________________3.汽車用電機有很多種，請說出有哪些，并說明其優缺點。答：（1）直流電動機，優點：控制簡單，技術成熟缺點：需要經常維護，由于損耗存在于轉子上，使得散熱困難，限制了電機轉矩質量比的進一步提高（2）交流三相感應電動機，優點：結構簡單運行可靠經久耐用，價格便宜，維修方便。缺點：耗電量較大，轉子容易發熱，功率因素較低，調速性也交差。三、識拓展或學習總結1.什么是混合動力電動汽車答：是指同時裝備兩種動力來源（1）熱動力源，（2）電動力源。2.根據2010年頒發的QC/T837——2010《混合動力電動汽車類型》，混合動力電動汽車有多種分類方式：根據驅動系統能量流的配置結構關系，混合動力電動汽車可分為串聯式______、_并聯式_____、混聯式_____。按照兩種不同能量的搭配比例不同，混合動力電動汽車可分為_微混合型_____、輕度混合型_____、_中度混合型_____及_重度混合型_____。這種劃分方式的主要依據是電動機峰值功率與發動機額定功率的比值。另外，按照外接充電能力，混合動力電動汽車分為_外接充電型______、__不可外接充電型_____；按燃油分類，混合動力電動汽車分為汽油混合動力和柴油混合動力。3.說明混合動力電動汽車的優勢與劣勢。答：優點；1；排放性能良好2；動力性能佳3；耗油量低4；對電池的性能要求相對較低。 缺點；1仍需要燃燒汽油2；成本高，價格高2技術不成熟三、知識拓展或學習總結1串聯式的工作模式通常有三種：_純電動模式_、_純發動機模式__、_混合模式_。純電動模式即發動機關閉，車輛行駛完全依靠_發電機______供電驅動；純發動機模式則僅在發動機運行情況下驅動車輛，蓄電池電力充足時作為儲備，不足時發動機同時為其充電；混合模式，即整車動力是通過_電動機______與_電池組______共同提供。2.并聯式混合動力電動汽車可以兩動力源的轉矩或轉速為對象進行耦合。按耦合對象不同，可分為_轉矩耦合______、_轉速耦合______、轉速與轉矩耦合。從結構上而言，則主要有兩軸式、單軸式結構。3.實現并聯混合動力電動汽車轉速耦合，其關鍵的兩種部件：一是_行星齒輪機構_，二是_浮動定子的電動機。4.如圖下所示，行星齒輪機結構的作用是連接電動機。離合器的作用是：將發動機和行星齒輪機構的行星齒輪支架相連接和分離。鎖定器1的作用是：鎖定釋放中心齒輪和電動機發電機軸與靜態車梁之間的聯系。鎖定器2的作用是：鎖定釋放行星齒輪支架與靜態車梁之間的聯系。5.簡述三種不同混合動力電動汽車的結構形式，并畫出其結構原理示意圖。答：6.說明并聯式混合動力電動汽車的運行原理。答；并聯式混合動力電動汽車可以兩動力源的轉矩或轉速對象進行耦合三、知識拓展或學習總結1.混合的on給力電動汽車能量管理的目標是在滿足汽車基本技術性能（動力性、平順性等）和成本等要求的前提下，根據各部件特性及汽車的行駛工況，實現能量在能源轉換（發動機、電動機、儲能裝置、功率變換裝置、動力傳遞裝置、發電機等）之間的最佳線路流動，使整車的_能源利用率______達到最優，提高整車的_燃油經濟性_____。混合動力電動汽車的能量轉換裝置包括_動力電池_____、_發動機裝置_____、_功率變換裝置_____、_動力傳動裝置_____、_充放電裝置_______等。因此能量傳遞路線通常有四類：由發電裝置到車輪；由動力電池到車輪；由發電裝置到能量儲存裝置，再到車輪；由_車輪到能量的儲存裝置_____________。2.串聯式混合動力電動汽車中，發動機要經由電動機才能將動力傳遞給車輪，整車的控制策略目標是_防凍劑最佳效率區和排放區______，主要采用_靜態門線控制策略邏輯門線控制策略，較為典型的有恒溫模式（發動機開關控制策略）、峰值電源最大荷電狀態的控制策略(peakingpowersource))。并聯式混合動力電動汽車能量控制通常需要根據_動力電池電荷狀態，_加速踏板位置_______、_車輛與驅動輪的平均功率_______、_發動機與電機輸出的轉矩_______等參數進行控制，因此，綜合這些因素，并聯式混合動力電動汽車常采用瞬時優化控制策略、全局優化控制策略、模糊邏輯控制策略，以及神經網絡控制策略等。混聯是混合動力電動汽車結合了串聯與并聯式的結構特點，其總體能量控制策略：低速行駛時，驅動系統采用_串聯混合動力電動汽車能量控制策略__。因此目前采用的混聯式混合動力電動汽車能量控制策略包含了串聯式、并聯式控制策略。3.從動力性、排放性的角度，混合動力電動汽車有哪些要求答：（1）車輛應根據行駛工況噸能量的需要，合理分配發動機與動力電池的能量，達到最佳的燃料消耗與排放效果；(2)在復雜行使工況下，竟可能減少發動機工作轉速的變化，關閉與驅動的次數，精良避免發動機在低于一定轉速和負荷時運行。4.混合動力電動汽車的工作模式有哪些答；純電動驅動模式：純發動機模式；混合驅動模式；行車充電模式；制動能量回收模式；怠速/停車模式等。5.查閱相關資料，說明某一款混合動力電動汽車是如何進行能量管理的。三、知識拓展或學習總結1.為滿足嚴格要求的排放標準，混合動力車用發動力設計，目標從傳統發動機追求的_高功率_______轉向了__高效率______，將功率的調峰任務交由__驅動電機_______完成。2．試說明阿特金森循環工作原理。3.混合動力電動汽車除采用傳統內燃發動機外，還可以選用燃氣輪機______、__斯特林發動機_____、或___燃氣發動機_____等其他熱機，利用它們各自的優勢，可以構成不同特點的混合動力系統。4.混合動力電動汽車對動力電池的要求有哪些答：混合動力系統的電池應當在快速充放電和充放電過程變工況的條件下保持性能的相對穩定。5.混合動力電動汽車可采用的電機類型有哪些試分析混合動力電動汽車各種電機的優缺點。答：三、知識拓展或學習總結混合動力電動汽車，其混合動力系統屬于_油電______，采用的發動機是__四缸直列置凸輪軸電噴16氣門______，動力電池類型屬于_Mi-MH(鎳氫電池)________，驅動電機的類型是_同步交流電動機__________，其配備的雙電機MG1與MG2的作用分別是，MG1：_主要用于啟動發動機___________________；MG2：_主要用于在低速時提供牽引力__。從混合動力電動汽車驅動系統結構形式來分類，Prius混合動力電動汽車屬于__THS。2.請根據低油耗行駛能量分配圖，說明Prius在不同行駛狀況下的能量分配。答：（1）在啟動及低速行駛時，THS竟僅利用電動機的動力來行使，應為這時發動機的效率不高。(2)在一般行駛時發動機效率很高，發動機產生的動力不僅是車輪的驅動力，同時也用來發動帶動電動機，并給HV蓄電池充電。(3)在減速或制動時，THS油電混合動力系統以車輪的旋轉力驅電動機發電，將能量回收到HV蓄電池中。三、知識拓展或學習總結1.純電動汽車的優點在于：_零排放________；電動汽車比汽油機驅動汽車的_能源率用率______要高；因使用單一的電能源，省去了發動機、變速器、油箱、冷卻和排氣系統，所以結構較簡單；_噪聲小______；可在用電低峰時進行汽車充電，可以平抑電網的峰谷差，使發電設備得到充分利用。純電動汽車主要有_續駛里程較短______、采用蓄電池及電機控制器使成本較高、_充電時間長_____、_維護成本較高______、_蓄電池壽命較短________等缺點。2.根據國家標準，純電動汽車必須符合哪些條件答：（1）純電動車輛的研發、制造、運營必須符合國家各項相關規定。整車、零部件性能必須滿足國家技術標準和各項具體要求。（2）純電動車輛是以電為能源，由電動機驅動行駛的，不再產生新的污染，不再產生易燃、易爆的隱患。(3)純電動車輛儲能用的電池必須是無污染、環保型的。且具有耐久的壽命，且具備超快充電功能。3.純電動汽車的續駛里程有哪些計算方法根據國家標準，查閱相關資料，說明純電動汽車如何運用等速法測算續駛里程答：4.純電動汽畫冊續駛里程影響因素有哪些答：（1）桂東阻力系數對續駛里程的影響；（2）空氣阻力系數對續駛里程的影響；（3）機械效率對續駛里程的影響；（4）整車質量對續駛里程的影響；（5）蓄電池參數對電動汽車續駛里程的影響。5.純電動汽車的能量消耗指標采用_單位里程的能耗______、_噸公里的能耗和_百公里綜合耗電量進行評價。單位里程的能耗是_單位里程消耗的電池組的能量，設計階段可采用等速法或工況法進行計算。三、知識拓展或學習總結1.純電動汽車主要由_電力驅動______、_控制系統_______、等機械系統、完成既定任務的工作裝置等組成。_控制器_______式電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。汽車行駛時，由_蓄電池__輸出電能（電流）通過_控制器_____驅動電動機運轉，電動機輸出的_轉矩傳動系統__經傳動系統帶動車輪前進或后退。電力驅動及控制系統由_啟動電動機、_電源和_電動機_等組成。2.電動汽車傳動形式有多種，請說出有哪些結構類型。答：1；配置多檔裝置和離合器的傳統驅動系統。2；無離合器需求的單檔傳動裝置。3；固定檔的傳動裝置和差速器的集成。4；兩個獨立的電動機和帶有驅動軸的固定檔傳動裝置。5；配置兩個獨立電動機和固定檔傳動裝置的直接驅動。6；兩個分離的輪式驅動形式。3.純電動汽車行駛速度和啟動速度取決于_電機的功率和性能_______，其續駛里程之長短取決于_車載的動力電池容量______之大小，車載動力電池之重量取決于選用何種動力電池如鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。4.電動機功率的選擇將對電動汽車的動力性有著重要的影響，試分別寫出純電動汽車在最高車速行駛、滿足爬坡要求、加速時的需求功率的計算公式。答：5.電動汽車對電機的要求較高，具體要求有：_高密度小形輕量化_____；_高效率_____、_可靠性、耐久性、適應性______；_低進高轉矩和高速恒功率______；_低噪聲與地成本_______，適合惡劣的工作環境；結構簡單、運行噪聲低、使用維修方便等。6.純電動汽車驅動電機有哪些類型，試說明不同類型驅動電機的優缺點。答：三、知識拓展或學習總結1.純電動汽車的關鍵技術主要在于：_動力電池技術______、_電機啟動及其電力控制技術_______、_電動汽車整車技術_______與_能量管理______。2.能量管理系統是電動汽車的智能核心，請說明純電動汽車能量管理系統必須滿足的條件及主要功能。答：3.燃料汽車的制動過程通常是利用_制動裝置______將汽車行駛的動能通過_機械摩擦_____方式轉化為_熱能______而散發掉，從而達到_汽車制動_____或_減速_______的目的。制動能量回收就是把電動汽車電機的無用的、不需要的或有害的慣性轉動產生的_動能______轉化為電能，并回饋蓄電池。同時產生_制定力矩______，使電動機快速停止無用的慣性轉動這個過程也稱為再生制動。4.影響電動汽車再生制動的因素有許多，主要包括行駛工況、制動安全性要求、車輛驅動型式、電機類型、儲存系統，請說明它們如何影響純電動汽車的制動。答：5.查閱相關資料，說明純電動汽車電機是如何實現汽車再生制動的。答：三、知識拓展或學習總結1.比亞迪E6采用的動力電池屬于_鐵電池_______，采用的電機屬于_永磁電動機_______；日產LEAF采用的動力電池屬于_鋰離子電池______，采用的電機屬于_________。2.查閱相關資料，說明比亞迪E6的充電方式有哪些，具體性能如何。答：3.日產LEAF汽車在正常行駛時通常由_鋰離子電池_______輸出電能經由_逆變器______轉化后，輸送到_啟動電機_______，驅動電機繼而驅動車輪轉動，帶動整車行駛。當汽車減速時，電機回收能量進行發電，通過_逆電器______對_動力電池________進行充電。三、知識拓展或學習總結1燃料電池汽車是指以_氫氣_______、_甲醇_______等為燃料，通過化學反應產生電流，依靠電機驅動的汽車。其核心部件是_燃料電池______，燃料電池是一種能夠持續通過發生在陽極和陰極的氧化還原反應將化學能轉化為電能的能量轉換裝置。燃料電池與常規電池的區別在于：_他工作是需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑，只要持續供應，燃料電池就會不斷提供電能_。燃料電池由陽極、陰極和離子導電的電解質構成，其工作原理與普通電化學電池類似，燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路產生電流_。燃料電池的基本組成有：電極、電解質、燃料和催化劑。與傳統汽車相比，燃料電池汽車具備_燃料電池能量轉換率極高______、_零排放近似零排放_________、_車輛性能接近內燃機汽車________、_結構簡單運行平穩________、等優點。2.按電解質類型，燃料電池常分為：_堿性燃料電池、_磷酸、_熔融碳酸鹽________、_固體氧化物________、_質子交換膜________、_燃料電池_________、以及_甲醇燃料電池________等。3.質子交換膜燃料電池的關鍵部件包括：_電催化劑________；_電極________；_質子交換膜________；_雙極板_______。主要結構包括：_電池本體________、_輔助系統________和_燃料________在實際應用中，還有電池的安全系統和功率調節系統。4.燃料電池中燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路，產生電流。試寫出化學反應式，并分別寫出不同類型燃料電池的化學反應。答：三、知識拓展或學習總結1.燃料電池是通過電化學反應將化學能轉化為電能，電化學反應所需的還原劑一般采用氫氣，氧化劑則采用空氣_____，因此最早開發的燃料電池電動車多是直或_______等形式。2.氫燃料電池發動機通常包括哪些功能結構各自的功能是什么答；3.燃料電池汽車的動力電控系統主要由燃料電池發動機管理系統、蓄電池管理系統、動力控制系統及整車控制系統組成。其中，燃料電池發動機管理系統的主要功能是控制功率輸出及檢測發動機的工作狀態_____；蓄電池管理系統的作用是_測量電池組電壓，溫度等生理參數_；整車控制系統的作用是_接收來自駕駛員的需求信息以及動力系統的狀況，進行能量分配調節控制_______。4.燃料電池的關鍵技術有哪些查閱相關資料，介紹一項關鍵技術的發展。三、知識擴展或學習總結Clarity采用的燃料電池是_氫氣______，這種由本田公司研發的燃料電池的特點是_提高了電池的可靠性；蓄電池屬于鋰離子電池_。Clarity動力系統結構主要由_動力控制單元_、燃料儲氣罐__、_驅動電機_、_燃料電池堆_、_高功率的鋰離子電池__等五部分組成。Clarity的儀器儀表主要包括功率指示器、氫氣量及剩余使用范圍、氫氣指示球，及人性化的功能界面。功率指示器用于_顯示燃料電池輸出功率和鋰離子電池輔助或再生制動提供功率____、氫氣量及剩余使用范圍的作用是顯示可供行駛的范圍___；氫氣指示球的作用是通過改變尺寸及顏色，提供氫氣使用量連續直觀的信息反饋_____。4.結合燃料電池汽車相關知識，說明FCXClarity如何運行。三、知識擴展或學習總結1.壓縮天然氣（CNG）是指_壓縮到—的天然氣_______。壓縮天然氣（CNG）是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是_甲烷___。液化天然氣（LNG）是指__常壓下溫度為-162攝氏度的液體天然氣____。液化天然氣（LNG）具備__燃點高___、_安全性能強____、_適合長途運輸和儲存___等優點。液化石油氣（LPG）在常溫常壓下為氣態的_烴類混合物_______，比空氣重，有較高的_辛烷值_______，具備_混合均勻_______、_燃燒充分_______、不積碳、不稀釋潤滑油等優點，能夠延長發動機使