新能源汽车概论 课后答案

《新能源汽车概论》课后习题答案模块1新能源汽车概述任务1.1新能源汽车方针政策解读一、分析我国为什么要大力发展新能源汽车1.汽车尾气的危害汽车尾气有害成分危害COCO能与\t"/item/%E7%A2%B3%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9%E6%B1%A1%E6%9F%93/_blank"血红蛋白结合，降低输氧能力，严重时可使人窒息死亡。CO能参与\t"/item/%E7%A2%B3%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9%E6%B1%A1%E6%9F%93/_blank"光化学烟雾的形成反应而造成危害。HCHC和NO在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染——光化学烟雾。NOX氮氧化物可以刺激和损害呼吸系统和眼睛，导致眼睛、喉咙、鼻子和肺部不适、疼痛和呼吸困难。它能形成酸雨，对土壤、水源和植物造成损害，使得生态系统受到严重破坏。颗粒引发呼吸道炎症，侵蚀肺泡诱发心血管疾病CO2引发温室效应2.中国的碳达峰、碳中和承诺2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。3.我国为什么要大力发展新能源汽车？（1）汽车尾气排放导致大气污染严重。（2）汽车尾气排放导致环境温度上升。（3）我国能源短缺严重。（4）我国传统汽车发展核心技术创新能力不强，专利受制于人。（5）我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。（6）应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。（7）对建设清洁美丽世界、构建人类命运共同体具有重要意义。二、列举我国新能源汽车发展的方针政策与措施1.新能源汽车技术方面的重要文件有哪些？《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》、《中国制造2025》、《节能与新能源汽车技术路线图2.0》等。2.新能源汽车整车技术创新链的“三纵”与“三横”分别是什么？三纵：纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车、燃料电池汽车三横：动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术3.我国新能源汽车发展目标（纯电动汽车、插电式混动汽车、燃料电池汽车）到2035年，新能源汽车占汽车总销量的50%以上，其中纯电动汽车将占新能源汽车的95%以上。未来，纯电动技术将在家庭用车、公务用车、出租车、租赁服务用车以及短途商用车等领域全面推广。2030-2035年，实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用，燃料电池汽车保有量达到万辆左右；同时完全掌握燃料电池核心关键技术，建立完备的燃料电池材料、部件、系统的制备与生产产业链。任务1.2新能源汽车认知一、列出新能源汽车的类型二、混合动力汽车的分类1.依据动力源对混合动力汽车分类（填表1.2.3）表1.2.3混合动力汽车的动力源类别定义及特点油电混合动力定义：燃料和电能的混合，是有\t"/item/%E6%B2%B9%E7%94%B5%E6%B7%B7%E5%90%88%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"电动马达作为发动机的辅助\t"/item/%E6%B2%B9%E7%94%B5%E6%B7%B7%E5%90%88%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"动力驱动汽车。特点：燃油经济性能高，行驶性能优越；减少车内的机械噪音、低速或\t"/item/%E6%B2%B9%E7%94%B5%E6%B7%B7%E5%90%88%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"怠速时采用电动机工作液压混合动力定义：液压混合车辆的动力系统包括一台发动机、液压传动系统和一套液压蓄能器。蓄能器就像是电池储存电能一样用来储存液压能量。在制动时，液压传动系统能够从低压蓄能器向高压蓄能器抽送液压传动液，等待下一次的车辆加速。蓄能器令制动时的高水平动力存储下来供之后再利用。特点：高功率密度、成本低。多重燃料混合动力定义：使用两具以上使用不同燃料的引擎，其中一具作为主要动力来源，其他则作为起步补助或提高出力的备用动力。特点：燃料兼容性强，设计复杂2.依据混合程度对混合动力汽车分类（填表1.2.4）表1.2.4混合动力汽车的混合程度类别定义及特点代表车型微混合动力系统该系统是在传统发动机的起动马达（一般为12V）上加装了皮带驱动起动马达，成为发电启动一体式马达，用于控制发动机的起动和停止，从而消除了发动机的怠速，降低了油耗和排放。PSA的混合动力版C3、丰田的混合动力版Vitz轻混合动力系统该系统采用了集成起动马达（IntegratedStarterGenerator，ISG），与微混合动力系统相比，该系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：①在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；②在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。铃木SHVS混合动力系统中混合动力系统该系统同样采用了ISG，但与轻混合动力系统不同的是其装备了高压电机。此外，中混合动力系统还增加了一个功能：在车辆处于加速或者大负荷工况状态下，电动机能够辅助驱动车轮，从而弥补发动机本身动力输出的不足，从而提高整车的性能。本田第一代IMA混合动力系统完全混合动力系统以发动机和（或）电动机为动力源，且电动机可以独立驱动车辆行驶的汽车。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度更高，可以达到50%以上。丰田THS-I、THS-II、THS-C混合动力系统插电式混合动力系统将纯电动系统和现有混合动力系统相结合的产物。由于车辆带有外接插入式充电系统，可以单独利用电动机行驶较长的距离，将内燃机的工作比例进一步缩小，提供了更好的节油比例，但会消耗一定的电能。大众GTE混动系统3.依据结构对混合动力汽车分类（填表1.2.5、填图1.2.13～图1.2.15）表1.2.5混合动力汽车的结构类别定义及特点代表车型串联式混合动力系统混合动力汽车的一种，主要用于\t"/item/%E4%B8%B2%E8%81%94%E5%BC%8F%E6%B7%B7%E5%90%88%E5%8A%A8%E5%8A%9B/_blank"客车。所谓串联技术，需在传统汽车上增加一个发电机(Generator)，电池（Battery），驱动电机(TractionMotor)，逆变器(Inverter)。发动机启动后持续工作在高效区，通过发电机给电池发电，而驱动电机作为整车的动力源驱动整车运行。由此可见，串联混合动力技术，需要将机械能转化为电能(Engine->Generator->Battery)，然后再将电能转化为机械能(Battery->Traction)，因为需要两次能量转换，所以整体的效率会比较低第二代日产e-POWER混动系统并联式混合动力系统并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，成本低。本田的Accord混动系统混联式混合动力系统混联式混合动力系统的内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂，成本高。上汽EDU混动系统图1.2.13串联式混合动力系统图1.2.14混联式混合动力系统图1.2.15并联式混合动力系统三、新能源汽车的结构认知雪佛兰Volt串联插电式混合动力系统组成江淮iEV6S纯电动汽车基本组成模块2新能源汽车操作基础知识任务2.1新能源汽车仪表系统认知一、查阅资料并填表表2.1.3仪表指示灯及含义指示灯含义高压蓄电池深度放电（*）12V车载蓄电池（*）电驱动装置过热/存在故障（*）高压蓄电池电量已耗尽，无法继续行驶（或限功率）制动系统故障/电控机械式制动助力器失灵/制动液液位过低（*）充电插头已连接踩下制动踏板驱动防滑系统已关闭或ESCSPORT已打开电子驻车制动器故障风窗刮水器故障空调运行故障或无法测量CO2浓度后雾灯自适应巡航不可用自动定车功能（AUTOHOLD）已激活车道保持辅助系统（LaneAssist）已激活车速限制器已激活保养周期提示器接管方向盘预碰撞安全系统（FrontAssist）车距报警任务2.2新能源汽车高压安全及防护一、计算人体阻值及电流值流经人体的电流强度取决于所施加的电压和人体的电阻，而电阻的大小则取决于电流流经人体的路径。请根据图2.2.15所示计算表2.2.3中不同路径的人体阻值及电流值。图2.2.15人体阻值表2.2.3不同路径的人体阻值及电流电流路径图示人体电阻（Ω）电流（mA）（假设电压为300V）手—手1080278手—单足1015296手—双足765392手—胸580517手—臀515583二、请讨论以下行为是否正确，并说出理由1.当不知道物体是否存在危险电压时，可以用手背触碰物体，万一带电便于摆脱。错。不能用身体任何部位接触。发生电火灾事故时，我们应该奋不顾身地抢救人员和财产，避免损失。错。先确保自身安全。一旦发现高压电车辆的高压电电池发出刺鼻性气味，应该将车辆停放在一个密闭空间内，防止造成环境污染。错。这样容易引起爆炸。当人员受到电击伤害时，可以使用除颤器进行急救。错。应该分情况。如果不慎吞入蓄电池电解液，应立即大量饮水，但要避免呕吐。对。人身体着火时，应该立即使用干粉灭火器进行施救。错。CO2易引起人员窒息。如果有人员触电昏迷，且对询问无法做出回应时，应立即呼叫医生进行急救，在医生到来前，应守在伤员跟前，但不能采取急救措施。错。应立即采取施救措施。如果有人员触电昏迷，且人员附近有一根断裂的电缆，应该查看电缆是否接触人体，如果没有，就可以对人员进行施救。错。可能有危险。三、新能源汽车下电操作1.按下启动开关，让车辆整车下电。2.断开蓄电池负极，等待5分钟。3.拆下维修开关，并把维修开关妥善保管。模块3新能源汽车关键技术任务3.1动力电池系统认知一、分析电池特征并填表根据不同类型电池的组成特征和工作原理填写表3.1.4。表3.1.4不同类型电池的组成类型正极材料负极材料电解质工作原理铅酸电池二氧化铅铅硫酸溶液镍氢电池Ni（OH）2金属氢化物\t"/item/%E9%95%8D%E6%B0%A2%E7%94%B5%E6%B1%A0/_blank"氢氧化钾溶液燃料电池氢气等燃料氧气氢氧化钾、磷酸溶液三元锂电池镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂石墨碳酸丙烯酯等当电池充电时，正极上生成的锂离子会经过电解液和隔膜最终嵌入到负极的微孔中。当电池放电时，嵌在负极微孔中的锂离子将会脱出，再经过电解液和隔膜移动到正极。磷酸铁锂电池磷酸铁锂石墨碳酸丙烯酯等充电：放电：二、用18650电池制作笔记本电源一个18650单体电池的额定电压为3.7V、额定容量为2200mAh，如图3.1.16所示。如何用18650电池连接成一个额定电压为11.1V、额定容量为4400mAh的笔记本电源呢?有如下4种连接方案（图3.1.17-图3.1.20），请分析哪些方案可行？总结每种方案的特点。图3.1.16用单体电池连接形成新的电源图3.1.17方案1图3.1.18方案2图3.1.19方案3图3.1.20方案4方案1：相当于相同容量、不同电压的电芯并联，此种情况会形成环流，11.1V向3.7V充电，如果电池内阻很小，充电电流将很大，如果电压平台相差很大的电芯并联会直接烧毁电芯，11.1V超过此种电芯的充电截止电压，此电芯将会出现不可逆转的损坏。对于动力电池而言，必须要求单体电池内并联的电芯电压平台的一致性。结论：不同电压的电池最好不要并联使用。方案2：相当于不同容量、相同电压的电芯串联，2节3.7V2200mAh与1节3.7V4400mAh的电芯串联，此组合方式遵循木桶原理，总的输出容量不会大于所有串联电芯中最小的那个，因此此组合方式容量仍为2200mAh。放电过程中肯定会有容量小的电芯首先放电截止，而容量大的电芯还处在放电状态，容量小的电芯会出现反极现象(反向充电)而报废。另外并联后电芯内阻会变为原来一半，持续大电流放电时，容量小的电芯因内阻较大而发热严重，安全系数低。结论：不同容量的电池最好不要串联使用。方案3：相当于3个相同容量4400mAh、相同电压3.7V的电芯串联，串联后的电压为11.1V，容量为4400mAh。结论：可行。方案4：相当于2个相同容量2200mAh、相同电压11.1V的电芯并联，并联后的电压为11.1V，容量为4400mAh。结论：可行。三、请描述以下电池参数的含义及表示方法。SOC：表示荷电状态也称剩余电量，代表的是电池放电后剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。用百分比表示。SOH：表示电池的工作状态，用来衡量电池组相当于新电池组来说传递能量的能力，也就是电池的健康状态。用百分比表示。电池容量：指电池在充满电后，在一定放电条件下所能释放出来的电量。容量是电池性能的重要指标，它由电极的活性物质决定。容量用C表示，单位Ah（安时）公式：C=It电池能量：在一定放电制度下，电池所输出的电能，用Wh来表示。能量（Wh）=额定电压（V）×工作电流（A）×工作时间（h）能量密度：单位体积或单位质量所释放的能量，通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/Kg）表示。充/放电深度：电池保有容量数值的表示方法，以百分比来表示。四、动力电池铭牌认知如图3.1.21所示为某动力电池的铭牌，请根据该铭牌填写电池信息表，见表3.1.5。图3.1.21某动力电池铭牌表3.1.5电池信息表电池品牌CATL电池类型三元锂生产日期2018.12.27额定电压346V额定容量150Ah额定能量51.9kWh五、找出动力电池是组成结构请查阅资料找出如图3.1.22所示的ID.4CROSS的动力电池组成结构。任务3.2充电系统认知一、填写交流充电系统部件名称查找资料，理清如图3.2.11所示的交流充电系统的逻辑连接关系，并填写相关部件的名称。二、填写端子编号及功能把交流充电接口的7个端子的编号和相应功能填入表3.2.4中。端子编号功能L1交流电源（单相）L2交流电源（三相）L3交流电源（三相）N中线PE保护接地，连接供电设备地线和车辆电平台CC充电连接确认CP控制引导三、填写直流充电系统部件名称查找资料，理清如图3.2.12所示的直流充电系统的逻辑连接关系，并填写相关部件的名称。模块4纯电动汽车技术任务4.1纯电动汽车认知二、纯电动汽车前机舱高压部件基本组成与逻辑关系三、前机舱高压系统核心零部件识认及功能描述图4.1.16北汽EV200前机舱高压系统核心零部件任务4.2纯电动汽车典型车型分析一、我国纯电动汽车的品牌及技术参数（a）北汽EV200纯电动汽车铭牌（b）吉利EV300纯电动汽车表4.2.1我国纯电动汽车企业、车型及相关信息序号车企品牌动力电池类型、容量及工作电压驱动电机型号额定功率续航里程1北汽EV200工作电压：332V额定容量：91.5AhTZ30S01额定功率：30kW峰值功率：53kW200km2吉利帝豪EV300工作电压：346V额定容量：126AhTZ220XS508峰值功率:120kW300km模块5混合动力汽车技术任务5.1混合动力汽车认知二、混合动力汽车前机舱高压部件基本组成与逻辑关系任务5.2混合动力汽车典型车型分析二、高压部件位置识认三、观察PHEV车辆的高压部件1.写出主要高压部件的名称，并熟悉各个部件的位置。LFPHEV车辆：驱动电机、DC-DC转换器、空调压缩机、逆变器、动力电池及BMS。2.主要高压部件均采用液体冷却方式进行散热。画出高压部件冷却系统防冻液流动