1.電動汽車的定義:由電動機(jī)(或由電動機(jī)參與)驅(qū)動的汽車。電動機(jī)的電能來源于車載可充電蓄電池或其他易攜帶能量存儲的裝置。
2.電動車輛的第二次復(fù)興是因為20世紀(jì)70年代的能源危機(jī)。
3.電動車輛的第三次興起是因為20世紀(jì)80年代內(nèi)燃機(jī)汽車的排放污染已嚴(yán)重影響了人們的身體健康。
4.推動電動汽車技術(shù)發(fā)展的三股社會力量是汽車制造商,能源生產(chǎn)商,和環(huán)保機(jī)構(gòu)。
5.一般發(fā)展電動汽車的技術(shù)路徑是:近期—混合電動汽車;中期—純電動汽車;遠(yuǎn)期—燃料電池電動汽車。
6.電動汽車的優(yōu)點是尾氣排放少、能源廣譜化、能量效率高、運行費用低、系統(tǒng)可控性好。
7.發(fā)展電動汽車目前存在的主要問題:初始成本高;續(xù)駛里程短,載質(zhì)量小;基礎(chǔ)設(shè)施投入大;蓄電池的比能量和能量密度比燃油低得多。
8.電動汽車總體分蓄電池電動汽車,燃料電池電動汽車,混合動力電動汽車。
9.電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括:車身設(shè)計,電力驅(qū)動,能源系統(tǒng),能源管理,系統(tǒng)優(yōu)化,電能補(bǔ)充技術(shù)。
10.電動汽車的動力性指標(biāo):最高車速,最高加速能力,最大爬坡度,最高超載能力。
11.車輛在道路上的行駛狀況可用車速、加/減速度、運行時間等參數(shù)來反映其運動特征。
12.混合動力電動汽車的狹義定義是既有內(nèi)燃機(jī)又有電動機(jī)驅(qū)動的車輛。
13.混合動力電動汽車的優(yōu)點:與純電動汽車相比,行駛里程延長了2~4倍;能快速添加汽油或柴油;與傳統(tǒng)燃油車相比,內(nèi)燃機(jī)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(xiàn)零排放。
14.缺點:結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜;有排放。
15.混合動力電動汽車按結(jié)構(gòu)分為串聯(lián)混合動力電動汽車SHEV;并聯(lián)混合動力電動汽車PHEV;混聯(lián)混合動力電動汽車SPHEV。
SHEV PHEV
SPHEV
16.混合動力電動汽車按主要動力源分為電力主動型HEV和發(fā)動機(jī)主動型HEV。
17. 串聯(lián)混合動力電動汽車工作特征:
①發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成輔助動力單元一起產(chǎn)生所需的電能。發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間為機(jī)械連接,且無離合器。
②發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能首先通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能,其電能一部分給蓄電池充電,另一部分經(jīng)由電動機(jī)和傳動裝置驅(qū)動車輪。
③單條驅(qū)動線路:只有電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛。發(fā)動機(jī)僅用于帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,與驅(qū)動輪無機(jī)械連接,不直接驅(qū)動車輛。
18.并聯(lián)混合動力電動汽車工作特征:
①內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)都可通過各自的驅(qū)動線路驅(qū)動車輪。
②發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動,電動機(jī)單獨驅(qū)動,發(fā)動機(jī)和電動機(jī)混合驅(qū)動。
③為電力輔助型的燃油車,可降低排放和燃油消耗。
④當(dāng)發(fā)動機(jī)提供的功率大于驅(qū)動電動車所需的功率或者再生制動時,電動機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài),將多余的能量充入電池。
19.混聯(lián)混合動力電動汽車工作特征:
① 將串聯(lián)HEV和并聯(lián)HEV相結(jié)合,具有兩者的優(yōu)點。
② 與串聯(lián)HEV相比,增加了機(jī)械動力的傳遞路線。
③ 與并聯(lián)HEV相比,增加了電能的傳輸路線。
20. 純電動汽車三大功能系統(tǒng):電力驅(qū)動系統(tǒng),電源系統(tǒng),輔助系統(tǒng)。
21. 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。
22. 電動汽車現(xiàn)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。
23. 電動汽車蓄能裝置的典型結(jié)構(gòu):
第1種結(jié)構(gòu)是以蓄電池為唯一動力源的結(jié)構(gòu)。
第2種結(jié)構(gòu)為采用高比能量與高比功率的兩種蓄電池組和結(jié)構(gòu)。
第3種為燃料電池和蓄電池組成的混合蓄能裝置。
第4種為帶小型重整器的燃料電池和蓄電池組成的混合蓄能裝置。
第5種為蓄電池和超級電容器的組合。
第6種為超高速飛輪和蓄電池的組合。
24. 在整車設(shè)計之初,合理選擇電動汽車的質(zhì)量和質(zhì)心位置對提高其使用性能具有重要意義。
25. 純電動汽車?yán)m(xù)駛里程的影響因素:
1). 行駛的環(huán)境狀況 2).滾動阻力系數(shù) 3).空氣阻力系數(shù) 4).機(jī)械效率5).整車質(zhì)量6).蓄電池參數(shù)
26. 電動汽車能耗經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)
1). 續(xù)駛里程 2). 單位里程電池組容量的消耗量。
要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關(guān)鍵是開發(fā)住比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的電池。
27. 電動汽車使用的動力電池可以分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類。
28. 電動汽車對動力電池的要求主要有:
(1)比能量高(2)比功率大(3)充放電效率高(4)相對穩(wěn)定性好(5)使用成本低(6)安全性好
29. 鎳氫電池的特點:
(1)比功率高(2)循環(huán)次數(shù)多(3)無污染(4)耐過充過放(5)無記憶效應(yīng)
(6)使用溫度范圍寬(7)安全可靠。
鋰離子電池具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應(yīng)、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(yōu)點。
一、填空題(20分,每空2分)
1)、串聯(lián)式電動汽車的能源來源于_內(nèi)燃機(jī)。 2)、根據(jù)燃料電池提供功率占整車總需求功率的比例,燃料電池混合動力車可分為_能源混合、功率混合兩種。 3)、化學(xué)電池一般由電極、電解質(zhì)、隔膜、外殼 組成。 4)、C3表示_3小時率放電容量。 5)、蓄電池的容量決定了汽車一次充電后的續(xù)航里程。 6)、PEMFC最大的優(yōu)勢在于它的工作溫度。 7)、充電過程中的主要參數(shù)有_充電接受能力、充電最高電壓、電池過沖能力8)、縮短充電時間的有效方法是充電電流接近可接受電流。
9)、成本最低的電機(jī)是_直流電機(jī)。10)、永磁同步電機(jī)的調(diào)速方法有_矢量控制、變頻調(diào)壓。
二、判斷題(20分,每題2分)
1)、輪轂電機(jī)都是內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)。(X) 2)、混合動力車不需要用外接電源對電池進(jìn)行充電。(√ )
3)、實際充電過程按順序是恒壓充電、橫流充電最后是涓流充電。(√ )
4)、PHEV代表是并聯(lián)式混合動力車。( X ) 5)、燃料電池車可進(jìn)行制動能量回收。( X )
6)、鋰離子電池比鎳氫電池壽命長。(X ) 7)、直流電機(jī)調(diào)速范圍寬。( X )
8)、調(diào)速電動機(jī)四個運行象限中,第二象限是正轉(zhuǎn)制動,第四象限是反轉(zhuǎn)制動。(√ )
9)、永磁同步電機(jī)可用交流電驅(qū)動,也可用直流電驅(qū)動。(X )
10)、電動汽車一般都要設(shè)計兩個以上的檔位。( X )
三、簡答題(20分,每題2分)
1) 簡述矢量控制的基本原理。答:將定子電流分解出d,q兩個分量,分別進(jìn)行控制。即控制定子電流在d-Q軸上的分量,就可控制相應(yīng)的刺痛核輸出轉(zhuǎn)矩,這就是矢量控制的基本原理。
2)、簡述開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理。答:磁阻電機(jī)有裝有勵磁繞組的定子和具有凸極的轉(zhuǎn)子組成,轉(zhuǎn)子并無任何繞組和永磁體,需利用磁阻轉(zhuǎn)矩進(jìn)行工作。轉(zhuǎn)子磁極一般比定子少兩個或以上,這樣在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的時候,遵循磁阻最小原理即磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合,正是這一對齊趨勢才使開關(guān)磁阻電機(jī)工作起來。
3)、簡述新能源汽車能源管理的組成和基本原理。答:包含各種能源的協(xié)調(diào)管理和電池管理系統(tǒng)。能源的協(xié)調(diào)管理主要是按主輔動力源的性能特點進(jìn)行能量分配和優(yōu)化控制。電池管理系統(tǒng)是使電池工作在合理的電壓、電流、溫度范圍以及荷電狀態(tài)下。
四、問答題(30分,每題15分)
1)、鉛酸電池,鋰電池,鎳氫電池,超級電容,飛輪電池,燃料電池在能量密度和功率密度,壽命,容量等電池指標(biāo)上分別有什么樣的特性?
答:1.鉛酸電池:單體電壓2.0伏特,比能量35~40,比功率50,壽命400~1000h,優(yōu)點是技術(shù)成熟,原料豐富,價格低,溫度特性好。缺點是比能量和比功率較低,壽命較短,存在鉛污染。
2.鋰電池:單體電壓3.6伏特,比能量110,比功率300,壽命1000h以上,優(yōu)點是比功率和比能量大,充電效率高,環(huán)保性能好,壽命長,缺點是成本高,需要保護(hù)電路。
3.鎳氫電池:優(yōu)點是是充放電倍率高,充放電性能好,深度放電性能好,效率高。缺點是自放電高,存在記憶效應(yīng)。4.燃料電池:使用壽命長,能量轉(zhuǎn)換效率高,環(huán)保性能好,響應(yīng)性能好,電源補(bǔ)充快,制作氫原料多。
5.超級電容:比能量低,比功率大,壽命最長,能源轉(zhuǎn)化效率高,成本高。
6.飛輪電池:充放電效率高,比功率大,無污染,效率高,缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。
2)、直流電機(jī)、交流感應(yīng)電機(jī)、交流同步電機(jī)、永磁無刷直流電機(jī)、磁阻電機(jī)的機(jī)械特性與性能指標(biāo)各有什么不同?
答:直流電機(jī):成本較低,利于平滑調(diào)速,控制簡單,技術(shù)成熟,缺點是效率低于交流電機(jī),原因是電刷有磨損,壽命低,體積質(zhì)量較大,轉(zhuǎn)速低。
交流感應(yīng)電機(jī):效率高,結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,體積小,質(zhì)量輕,易于冷卻壽命長。
交流同步電機(jī):效率高,成本低,控制簡單,技術(shù)成熟,體積小,質(zhì)量輕,壽命長。
永磁無刷直流電機(jī):高效率,高控制精度,環(huán)境限制小,缺點是成本高。
磁阻電機(jī):結(jié)構(gòu)簡單,堅固可靠,制造成本地,調(diào)速性能好。