电动汽车技术复习题

电动汽车技术复习题电动汽车技术复习题电动汽车技术复习题电动汽车技术复习题1、名词:电动汽车、混杂动力电动汽车、燃料电池电动汽车。答：1)纯电动汽车它是指单纯以蓄电池作为汽车动力源的电动汽车。2)燃料电池电动汽车它是指以燃料电池作为汽车动力源的电动汽车。燃料电池是可以将燃料的化学能直接转变为电能的电池。3)混杂动力电动汽车依照国际电工委员会电动汽车技术委员会的定义，混杂动力电动汽车(混杂型电动车辆)是指最少有一种储存器、能源或能源变换器能供给电能的混杂型地面车辆。平时的说法是指由电力和其余动力混杂驱动的电动汽车。其余动力主若是燃用某种燃料的内燃机。2、发展电动汽车拥有什么社会效益和环境效益?答：电动汽车社会效益和环保效益集中表此刻以下几个方面：1、污染小电动汽车在实质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，间接相关的污染物主要产生于发电和电池荒弃物。2、节约能源据测算，将原油提炼成汽、柴油并用于燃油汽车驱动时，均匀能量利用率仅为14％左右。电动汽车即使使用燃烧重油发电的电厂输出的电，其能量经重油提炼、电厂热电变换、电力输配、电池充电、电机消耗等环节，在电机输出轴也可获取2O％左右的能量。其余发电方式应用于电动汽车能量利用率将更高。3、改进能源耗费构造我国已探明的石油储量仅占世界石油储量的2～3％，从1993年我国成为石油进口国以来，2005年我国进口石油及其产品超出1.3亿吨，石油对外依存度42％。4、改进电网负荷利用夜间对电动汽车充电，现有电网容量已经能适应若干年电动汽车发展电能需求，不仅有益于电动汽车的能量增补，也有益于电网的峰谷均衡，减少为保护电网低负荷运行而引起的花费。5、建立节能环保形象3、电动汽车和传统汽车在构造上拥有那些主要差别?答：4、目前发展电动汽车存在瓶颈及主要问题。答：（1）电动汽车制造成本问题撇开技术开发和先期生产投入不谈，电动汽车的批量生产成本会略高于传统燃油车的成本（含电池)。但是，假如不含电池成本，电动客车批量生产成本不会高于汽车生产成本。（2）电动汽车运行成本问题应该指出，限制电动汽车推行使用的瓶颈是动力电池。动力蓄电池目前的主要问题是：因为能量密度较低而使电动汽车续驶里程较短；生产工艺不行熟而导致循环寿命不高（400-1000次）；体积和重量较大而使车辆有效载荷降低；电池价格较高而使电动汽车使用成本增添。（3）技术靠谱性和成熟性问题：传统汽车工业已经走过100余年的漫长发展历程，现代制造业和宏大的用户集体使适此刻汽车产品技术发挥到极致，其产品靠谱性和成熟性已经达到顶峰。电动汽车技术毕竟经历了几十年的休眠期，就目前而言，其成熟性和靠谱性自然不可以和传统燃油汽车对比。正如天然气汽车的产品成熟性和靠谱性不可以和燃油汽车对比相同。（4）交通管理、环保、能源家产政策倾斜问题。这是推行使用电动汽车一定解决的问题。正如几年前推行使用LPG和CNG公交车、出租车相同，政府必定要有经济上的补助政策、使用上的优惠政策。5、纯电动汽车的基本构造。答：6、混杂动力电动汽车的四各种类，各有何构造特色?答：1．弱混杂(弱混)动力系统：这类混杂动力系统对传统发动机的起动机进行了改造，形成由带传动的发电起动一体式电机(BSG)。该电机用来控制发动机快速起停，所以可以撤消发动机的怠速过程，降低了油耗和排放。弱混杂动力系统搭载的电机功率比较小，仅靠电机没法使车辆起步，起步过程仍需要发动机介入，是一种初级的混杂动力系统。在弱混杂动力系统里，电机的电压平时有两种：12V和42V，其中42V主要用于柴油混杂动力系统。在城市循环工况下节油率一般为5％～10％。2.轻度混杂(轻混)动力系统：该混杂动力系统采纳了集成起动电机(ISG)。与弱混杂动力系统对比，轻混动力系统除了可以实现用电机控制发动机的起停外，还可以在车辆制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收；内行驶过程中，发动机的动力可以在车轮的驱动需乞降发电机发电需求之间进行调理。轻混杂动力系统的混杂度一般在20％以下，代表车型是通用汽车公司的混杂动力皮卡车。3.中度混杂(中混)动力系统：该混杂动力系统相同采纳了ISG系统。与轻度混杂动力系统不一样之处在于，中混动力系统采纳的是高压电机，在汽车加速也许大负荷工况时，电动机可以辅助发动机驱动车辆，增补发动机自己动力输出的不足，提升整车性能。这类系统的混杂程度较高，可以达到30％左右，在城市循环工况下节油率可以达到20％～30％，目前技术比较成熟，应用广泛。4.重度混杂(重混)动力系统：重度混杂动力系统采纳了272～650V的高压电机，混杂度可以达到50％以上，在城市循环工况下节油率可以达到30％～50％。其特色是动力系统以发动机为基础动力，动力电池为辅助动力。采纳的电机功率更为强盛，完整可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。所以重度混杂车型无论是在起步还是低速行驶状态下都不需要起动发动机，依靠电机可以完整胜任，在低速时就像一款纯电动车。在急加速和爬坡运行工况下车辆需要较大的驱动力时，电机和发动机同时对车辆供给动力。跟着电机、电池技术的进步，重度混杂动力系统逐渐成为混杂动力技术的主要发展方向。丰田普锐斯混杂动力汽车采纳的就是重度混杂动力系统。5.插电式混杂动力系统：插电式混杂动力汽车(Plug—inHybridElectricVehicle，PHEV)是可以利用电网对动力电池充电的混杂动力汽车，可以使用纯电模式驱动车辆行驶，且纯电动行驶里程较长；电能不足时，车辆依旧可以重度混杂模式行驶。一般插电式混杂动力轿车都有车载充电机，可以使用家用电源为电池充电，而插电式混杂动力公交车因为行驶路线固定，平时利用外接充电机充电。插电式混杂动力系统的电机功率比纯电动汽车的稍小，动力电池的容量介于重混系统和纯电动车辆之间。因为拥有益用夜间用电低谷对动力电池充电、降低排放等优势，插电式混杂动力汽车已成为主流发展方向之一。7、结合图解说串通式、并联式电动汽车的各种工作模式。答：串通式混杂动力电动汽车的功率流控制可以用以下四种工作模式来描述：1）车辆启动、正常行驶或加速行驶时，发动机经过发电机和蓄电池一起输出电能并传达给功率变换器，而后驱动电动机，经过机械传动装置驱动车轮；2）车辆轻载时，发动机发出的功率大于车辆所需功率，剩余的能量经过发电机给蓄电池充电直到SOC达到顶定的限值；3）车辆制动或减速时，电动机把驱动轮的动能转变为电能，并经过功率变换器给蓄电池充电；4）车辆泊车时，发动机也可以经过发电机和功率变换器给蓄电池充电。并联式混杂动力电动汽车有四种工作模式：1）车辆启动或节气门全开加速时，发动机和电动机同时工作，共同分担驱动车辆所需的动力，比方，发动机和电动机分别担当总功率的80％和20％；2）车辆正常行驶时，电动机关闭，仅由发动机工作供给车辆行驶所需动力；3）车辆制动或减速行驶时，电动机工作于发电机模式，经过功率变换器给蓄电池充电。4）因为发动机和电动机驱动同一根驱动轴，所以当车辆轻载时，发动机发出的功率也可以经过电动机转变为电能给蓄电池充电。8、解说并联式混杂动力汽车机械耦合的转矩耦合和转速耦合。答：机械耦合可以是转矩或转速耦合。转矩耦合是将发动机和电动机的转矩一起相加，或将发动机转矩分解为两部分：分别用于驱动和蓄电池组充电。图看法性地表示了拥有两个输入转矩的机械转矩耦合方案，其输入之一来自于发动机；另一输入来自于电动机。机械转矩耦合输出连接到机械传动装置。转速耦合的并联式混杂动力电驱动系9、结合图说明采纳行星齿轮式转速耦合装置实现各种工作模式的方法:答：图显示了两种典型的转速耦合器件：其一是行星齿轮机构；另一是拥有浮动定子的电动机。10、名词:混杂度答：混杂度指的是电系统功率占动力源总功率的百分比，即11、目前，适用于电动汽车的能源系统主要有哪几种?答：目前，合适电动车的能源系统有：蓄电池、燃料电池、电容器储能和飞轮储能等。12、名词:容量、能量、比容量、比能量、荷电状态、放电深度答：容量：蓄电池的容量表征蓄电池的蓄电能力。平时以充分电后的蓄电池，放电至其端电压到达规定的终了电压时，电池所放出的总电量来表示。蓄电池的能量：指按必定标准所保证的放电条件下，蓄电池所能输出的电能。单位是W·h(瓦时)或kW·h(千瓦时)。比能量：又称能量密度或能流密度，是议论电动汽车一次充电所能行驶里程的指标。它是指单位质量或单位体积电池所能输出的电能，故有质量比能量和体积比能量之分。荷电状态：SOC，全称是StateofCharge，荷电状态，也叫节余电量，代表的是电池使用一段时间或长远搁置不用后的节余容量与其完整充电状态的容量的比值，常用百分数表示。放电深度：在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。13、目前，应用于电动汽车的蓄电池的主要有那些种类?答：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、锌-空气电池、锂电池。可用作电动汽车动力电池的蓄电池有数十种，但是截止目前还没有一种可以胜任工作。从已经达到的指标和发展看，一般以为新式铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池等是最有潜力的电动汽车动力电池。14、超级电容的基本工作原理和特色。答：原理：当导体电极插入电解液中时，因为库仑力、分子间作用力(范德华力)或原子间作用力（共价力）的作用，其表面上的净电荷将从溶液中吸引部分不规则分配的带异种电荷的离子，使它们在电极／电解质溶液界面的溶液一侧离电极必定距离排成一排，形成一个电荷数目与电极表面节余电荷数目相等而符号相反的界面层，从而形成了—层在电极上，另一层在溶液中的两个电荷层，称为双电层。因为界面上存在一个位垒，两层电荷都不可以超出界限相互中和，双电层构造将形成一个平板电容器。特色：超级电容的电容比传统电容的大得多，这是因为超级电容与传统电容比，储蓄电荷的面积大得多，电荷被隔断的距离小得多。传统电容的电极采纳的是平板导电资料，靠环绕来增添储蓄电荷的面积，将电荷板分开的绝缘资料是塑料薄膜、纸张或陶瓷，不行能做得很薄。所以在必定的体积要求下，其电容的增幅相当有限；而超级电容的电极采纳的是多孔碳基导电资料，其原理是在高度多孔状电极与约束态电解质(高分子导体等)的接触表面所特定的电双层上直接充电。应该指出，超级电容的储能能力固然还远大干一般电容，但是不如蓄电池。15、蓄电池和超级电容的型号编制方法。答：16、超高速飞轮的基本工作原理和特色。答：原理：与传统质量飞轮不一样的是，超高速飞轮质量轻而转速极高，下边从飞轮所储蓄的能量C的计算公式出发进行解析：超高速飞轮可采纳等应力设计原则。为获取最大的能量储存量，飞轮转子的每一部分都拥有相等的应力，结果飞轮外形跟着转子半径的增添飞轮厚度递减。超高速飞轮特色超高速飞轮主要拥有以下特色：比能量高、比功率高、电能和机械能之间的转变效率高，成为远期储能装置的一种选择。使用超高速飞轮作辅助能量源的混杂动力电动汽车拥有和使用超级电容器作辅助能量源的混杂动力电动汽车相同的长处。第一，减弱了对电池比能量和比功率之间的要求，有益于优化电池的比能量密度和循环寿命设计；其次，因为飞轮的负载均衡作用，降低了电池的输出功率以及放电电流，电池的可利用能量、使用寿命获取了提升；最后，在车辆低功率行驶以及再生制动时，飞轮可以高效率地实现增补充电。因为负载均衡装置和主能源之间的协调工作和再生制动时的能量回收，车辆的续驶里程明显提升。超高速飞轮还可以像蓄电池和燃料电池相同，作为独立的能源系统向电动汽车供电，并有可能成为电动汽车应用的远期目标。飞轮有望拥有比其余任何电池都高的比能量和比功率，甚至有可能超出内燃机。别的，飞轮的使用寿命不受限制(最少高于车辆寿命)解决了其余能量源存在的使用寿命有限的问题。与固定储能装置不一样，超高速飞轮用作电动汽车的储能装置面对两大问题。第一、当车辆转弯或产生颠簸偏离直线行驶时，飞轮将会产生陀螺力矩，陀螺力矩将严重影响车辆的操控性能；其次，若飞轮出现故障，以机械能形式储存在飞轮中的能量就会在短时间内开释出来，相应地，产生的大功率输出将对车辆会产生巨大损坏。比方，若1kWh的飞轮无效，在1-5s内将产生720—3600kW的功率输出，所以故障克制向来是超高速飞轮用于电动汽车面对的巨大阻碍。17、超高速飞轮在汽车上实质应用需要解决的技术难点。答：飞轮电池仍需要解决的技术问题有：①飞轮资料问题。因为飞轮转速很高，使飞轮资料自己遇到很大的离心力的作用，越距边沿地方受的离心力越大。②磁浮轴承问题。因为飞轮的转速很高，要保存其动能，第一一定除掉轴承的摩擦消耗(这也是延长飞轮寿命所必要的)，也就是使飞轮的旋转的部分和静止部分没有接触，即使飞轮悬浮起来。③飞轮在真空环境中旋转问题。为了保存飞轮的动能，还一定除掉空气的阻力，为此一定把飞轮密封于真空的壳体中，使飞轮在真空中旋转，真空壳体中的气压应保持在10-3-10-4Pa以下。目前要达到这样高的真空度已不太难，难的是如何在较长的一段时间内保持这样的真空度。一是密封问题，二是解决真空壳体内某些资料逸出气体的问题。④动均衡问题。因为飞轮的转动部分有必定的质量，转速高达200000r／min，故该转动部分一定有特别好的动均衡精度，并且要长远保持这类精度。不然会引起振动和噪声，并可能损坏轴承。这对飞轮的几何对称性，对飞轮资料均匀性、强度、弹性和塑性变形，都提出了较高的要求。提升动均衡精度是个难点，要保持已获取的动均衡精度则更难。要使飞轮电池成为电动车辆的适用电池，除了上述技术问题要获取很好的解决外，还要降低飞轮电池的成本。18、什么是复合储能系统？有什么长处？结合图说明复合储能系统的工作方式。答：19、能量管理系统需要完成那些基木任务?答：电池能量管理系统要完成的基本任务包含：①对电动车辆电池组中的每块电池的端电压和温度进行收集，对每组电池充放电电流进行及时收集，成立每块电池的使用历史档案。②随时预告电动车辆还可以运行多少行程，即预告电动车辆储能电池还节余多少能量，使驾驶员内行车过程中做到胸有成竹。③电池需要充电时，及时报警，以防范电池过放电而影响其使用寿命。特别是铅酸电池，过放电会严重损坏电池，明显地缩短电池的寿命。④电动车辆运行时，假如电池组中有哪块电池损坏了或因使用时间过长需要更换，自动用好的电池替代，从而提升了系统的靠谱性，并显示相关信息，以便操作者在方便时取下坏的电池。⑤合理地分配电池能量在电动车辆上的使用，以便达到节能的目的。⑥当给电池组充电时，能量管理系统依据所检测的电池组中每块电池的相关数据，经过必定的运算办理，确立每块电池的充电状态，依据电池的充电与保护要求，控制充电机的充电过程，综合考虑各电池的充电状态，确立何时该停止充电，从而在必定程度上填充电池组在充电过程中，因为各电池的不均衡性而造成某些电池过充电或欠充电问题，这样有益于延长电池的使用寿命。别的，能量管理系统还可以确立哪块电池因长远处在欠充电状态，而需要单独恩赐完整充电或合适的过充电，省得该电池过早损坏。20、结合图说明燃料电池的看法及基本工作原理。答：燃料电池：简单地说，燃料电池就是把化学反应的化学能直接转变为电能的装置。工作原理：氢氧燃料电池装置从实质上说是水电解的一个“逆”装置。电解水过程中，经过外加电源将水电解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧经过电化学反应生成水，并开释出电能。所以，燃料电池的基本构造与电解水装置是邻近似的，它主要由4部分构成，即阳极、阴极、电解质和外面电路。21、燃料电池与一般电池的差别。答：它们的不一样之处在于，燃料电池是能量变换装置，电池是能量储蓄装置。严格地讲，燃料电池是电化学能量发生器，是以化学反应发电；原电池是电化学能量生产装置，可一次性将化学能转变为电能；充电电池是电化学能量的储蓄装置，可将化学反应能与电能可逆变换。22、电动汽车驱动系统对电机的要求。答：电动汽车驱动系统对于电机有以下要求：1）高电压。在同意的范围内，尽可能采纳高电压面积，特别是可以降低功率变换器的成本。这样可以减小电机的尺寸和导线截面积。（2）小质量。电机应尽量采纳铝合金外壳，以降低电动机的质量，还要设法降低电机控制器和冷却系统的质量，一般为工业用电动机的1/2~1/3。3）较大的起动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的起动性能和加速性能，从而获取起动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。（4）高效率，低消耗。应在车辆减速时，实现再生制动能量回收，再生制动回收能量能达到总能量的10％～15％。（5）电气系统和控制系统的安全性一定吻合国家(或国际)相关车辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。（6）高靠谱性。耐平和耐潮性能强，运行时噪声低，可以在较恶劣的环境下长时间工作，构造简单，合适大量量生产，使用维修方便。23、结合图说明直流电动机的工作原理，据此推导直流电动机的调速公式。答：24、说明直流电动机的调速方式及应用处合。答：1．调压调速由式可知，在负载转矩T和磁通量不变时，降低电枢电压，可以降低转速，从而获取一系列平行的机械特征，以下列图。但只好在额定电压以下进行调速。其长处是：可光滑调速，控制方便；机械特征硬，稳固性好；调速范围大，可达6～10倍。2．在额定转速以上弱磁升速由式还可知，在负载转矩T和电枢电压不变时，减弱磁通量(经过在励磁绕组上串通一个可变电阻进行调理，若电阻增大，励磁电流减少，磁通量也随之减弱)可以在额定转速以上升高转速，由此获取一系列变陡了的不平行的机械特性，但仍属硬特征，以下列图。其长处是：可光滑调速，控制方便；机械特征虽然没有调压调速的机械特征硬，但也是斜率不大的直线，仍属较硬特征，稳固性也较好；有必定的调速范围，特地生产的弱磁升速的电动机，其调速范围可达3～倍。25、结合图说明直流电动机再生制动的基根源理。答：1、串通制动串通制动的特色是当再生制动达到其最大值时，机械摩擦制动才参加工作，以满足驾驶员的制动需求。串通制动需要与ABS集成控制，它可以对单个车轮的液压制动力进行单独调整，并可以保证使用再生制动到路面附着所能允许的最大极限。很明显，因为充分利用了再生制动力，所以串通制动将获取最大的能量回收率。但是，串通制动构造复杂、成本高，需要集成的控制系统。2、并联制动与串通制动不一样，并联制动是按一个固定的比率分配再生制动和机械摩擦制动。因为没有充发散挥再生制动的作用，所以其回收的能量没有串通制动高。但并联制动对传统机械制动系统的改动少，构造简单，只需增添一些控制功能即可，成本低。26、依据电动汽车动力性要求，如何确立电机功率?答：电机功率包含额定功率和最大功率。电动机的功率不可以选得太大，应该依照电动汽车的最高行驶车速、爬坡度和加速性能来确立电动机的功率。1）依据汽车最高车速确立电动机功率已知电动汽车希望的最高车速，选择的电动机功率应大体上等于但不小于汽车以最高车速行驶时行驶阻力耗费的功率之和。PMgfCDA3umaxumaxUmax360076140式中，M为整车质量（kg）；f为转动阻力系数；CD为迎风阻力系数；A为迎风面积（㎡）；umax为最高行驶车速（km/h）。2）依据汽车爬坡度确立电动机功率MgfCDA3Mgi电动汽车以某一车速爬上必定坡度耗费的功率为iP3600ua76140ua3600ua式中，ua为电动汽车行驶速度（km/h）；i为坡度。3）依据电动汽车加速性能确立电动机功率1Ifig2i02MgfCDA3Mdu11IwtP3600ua76140ua3600dtuaMR2MR2a27、依据仿真系统构造和实现手段分类，建模拟真分哪几类?各有何特色?答：依据此方法可以将仿真分为物理仿真、数学仿真、半实物仿真等。(1)物理仿真依如实质系统的物理性质成立系统的物理模型，并在物理模型长进行试验研究。直观、形象是物理仿真的长处，但物理仿真模型构造与更正困难，周期长，投资大。(2)数学仿真对实质系统进行抽象，成立系统的数学模型，并将数学模型转变为仿真计算模型，在仿真计算模型上试验的过程称为数学仿真。数学仿真以计算机为仿真环境，拥有方便、灵巧、经济的长处，但系统越复杂，数学模型越难以成立，从而影响仿真的精度和正确性。(3)半实物仿真又称为硬件(实物)在回路仿真(HardwareintheLoop，简称HIL)，是将数学模型与物理模型(或实物)结合起来进行仿真，即系统的一部分以数学模型描述，这一部分平时是较为简单或规律较为清楚的子系统；另一部分以物理模型(或实物)引入仿真回路，这一部分一般是较为复杂或规律尚不完整清楚的子系统。半实物仿真兼备了物理仿真和数学仿真的优势，是不行缺乏的仿真手段。28、结合图，依照后向仿真的路径，解析电动汽车的能量流动，并据此推导放电深度的迭代公式。答：后向仿真模型不考虑驾驶人的企图。后向仿真模型从系统的需求出发，先假定车辆可以依照拟定的循环工况行驶，经过仿真计算获取为了满足循环工况要求车辆各个部件应该处于的状态，以此作为车辆性能解析的依照。在这类构造中，对车辆行驶所需的驱动转矩，依照循环工况要求的车速进行每一时间步长的及时计算，并沿着与实质转矩传达路线相反的方向进行传达。控制器依据能量管理策略，将传动部件传递的整车需求功率进行分配后，将其以需求值的形式传达给各个动力源，从而实现控制。29、名词:再生制动答：再生制动是指在车辆减速或制动时，将其中一部分动能转变为其余形式能量储蓄起来以备驱动时使用的过程。平时，因为电动汽车的电动机可被控制作为发电机运行，所以，电动汽车可以方便的实现能量回收。30、形响再生制动力的要素主要有那些?答：1、电机：电机是影响再生制动力大小的直接要素。明显，电机能供给的再生