現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)復(fù)習(xí)提綱西華大學(xué)

1、現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)課程期末考試復(fù)習(xí)提綱一、簡答題（6題,30分）1. 電傳動(dòng)車輛的基本類型和各種類型的具體定義。外供電源的電動(dòng)車輛指各種架空線供電車輛（電氣“火車”、城市有軌電車和無軌電車等）和各種軌道供電車輛 （地鐵、軌道車等）。它們由架空線或軌道輸入電能，直接用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛行駛。自攜電源的電動(dòng)車輛指各種純電動(dòng)車輛、燃料電池電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛 ，它們的特點(diǎn)是不受架空線或 軌道的線路和長度限制，可以自由馳騁不同的道路上和沒有道路的地方 （越野），并且可以 在外星"地面"上行駛。純電動(dòng)車輛（Battery Electric VehicBEV,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，電動(dòng)

2、機(jī)的驅(qū)動(dòng)電能來源于車載可充電蓄電池或其它能量儲(chǔ) 存裝置混合動(dòng)力（電動(dòng)）汽車（Hybrid Electric V ehicle） HEV,指能夠至少從下述兩類車載儲(chǔ)存的能量中獲得 動(dòng)力的汽車2. 純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別是什么？1）不消耗石油資源，純電動(dòng)汽車在運(yùn)行中不排放廢氣，噪聲也比內(nèi)燃機(jī)汽車低。（2）純電動(dòng)車具有比內(nèi)燃機(jī)汽車高得多的能量轉(zhuǎn)換效率。（3）純電動(dòng)汽車運(yùn)行中消耗的電能可由多種能源轉(zhuǎn)化。（4）純電動(dòng)汽車可以充分利用夜間電網(wǎng)低谷為電池充電，避免了電能的浪費(fèi)。（5）純電動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)更好的控制性能，包括運(yùn)動(dòng)控制、舒適性、故障診斷等，同時(shí)可以更容易地實(shí)現(xiàn)智能化交通管理。1低的電池能量密度

3、。（2）過重的電池組。（3）有限的續(xù)駛里程與汽車動(dòng)力性能。（4）電池組昂貴的價(jià)格及有限的循環(huán)壽命。（5）汽車附件的使用受到限制。3. 混合動(dòng)力電動(dòng)車輛具有哪幾種典型的類型？根據(jù)混合度的不同弱混合動(dòng)力系統(tǒng)輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)中度混合動(dòng)力系統(tǒng)重度混合動(dòng)力系統(tǒng)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù)混合方式的不同 根據(jù)動(dòng)力耦合系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的不同 ,轉(zhuǎn)速耦合轉(zhuǎn)矩耦合功率耦合. 簡要描述串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)？ 概念：發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)使用發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能來驅(qū)動(dòng)車輪，功率以串聯(lián)的方式流向驅(qū) 動(dòng)輪。車輛的驅(qū)動(dòng)力只來源于電動(dòng)機(jī)； 由兩個(gè)能源向單個(gè)電動(dòng)機(jī)供電，以推進(jìn)車輛的驅(qū)動(dòng)系； 可以使用小功率輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)，且在

4、相對(duì)穩(wěn)定的高效工作區(qū)間內(nèi)工作。4. 簡要描述并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)？ 概念：發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)都用于驅(qū)動(dòng)車輪，車輛根據(jù)工況選擇功率輸出，功率并聯(lián)輸送到驅(qū)動(dòng)輪。車輛 的驅(qū)動(dòng)力來源于發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)；電池充電通過轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)為發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，電機(jī)不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輪和給電池充電5. 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)動(dòng)力耦合系統(tǒng)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)電機(jī)及控制系統(tǒng)動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)仿真分析技術(shù)6. 純電動(dòng)車輛具有哪幾種典型的傳動(dòng)系統(tǒng)？輪轂電機(jī)具有哪幾種機(jī)構(gòu)方案？電機(jī)與AMT傳動(dòng)電機(jī)與AMT傳動(dòng)電機(jī)與AT傳動(dòng) 電機(jī)與CVT傳動(dòng)7. 什么是插電式混合動(dòng)力汽車？它具有什么特點(diǎn)？可利用電網(wǎng)對(duì)動(dòng)力電

5、池充電；可使用純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)車輛行駛，且純電動(dòng)行駛里程較長； 電能不足時(shí)，車輛仍然可以重度混合模式行駛。PHE V的電機(jī)功率比純電動(dòng)汽車的稍小，動(dòng)力電池的容量介于重混合系統(tǒng)和純電動(dòng)車輛之間8. 電動(dòng)汽車的共性關(guān)鍵技術(shù)問題有哪幾個(gè)？車身設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車時(shí)， 影響整車整體性能 （如續(xù)駛里程、爬坡能力、加速能力以及最高車速） 的參數(shù)需要進(jìn)一步改進(jìn)，比如減輕整車的重量、降低風(fēng)阻系數(shù)和減小滾動(dòng)阻力等。 電動(dòng)車輛專用車身的技術(shù)開發(fā)。生產(chǎn)電動(dòng)汽車有兩種基本方法，一種是改裝，另一種是專 門設(shè)計(jì)制造。對(duì)于改裝的電動(dòng)汽車， 燃油車中原來安裝發(fā)動(dòng)機(jī)以及相關(guān)組件的部位由電機(jī)、 功率轉(zhuǎn)換器和電池所取代，由于可采用現(xiàn)

6、有的燃油汽車底盤，對(duì)于小批量生產(chǎn)而言，這種 方法較經(jīng)濟(jì)。但是，對(duì)于大部分改裝車而言，均具有自重較大、重心位置較高以及重量分 配不合理等缺點(diǎn)，因而這種方法逐漸被淘汰。電力驅(qū)動(dòng)：電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電氣系統(tǒng)、變速裝置和車輪組成，其中變速裝置是選用的。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 的關(guān)鍵是電氣系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)由電機(jī)、功率變換器和電子控制器等組成。對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 的要求如下：恒功率輸出和高的功率密度； 在汽車起步和爬坡時(shí)具有低速高轉(zhuǎn)矩的輸出特性以及汽車 巡航時(shí)的高速低轉(zhuǎn)矩特性； 具有較大的轉(zhuǎn)速范圍足以涵蓋恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)； 快速的 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性；在轉(zhuǎn)矩 / 轉(zhuǎn)速特性的較寬范圍內(nèi)具有高的效率；再生制動(dòng)時(shí)的能量回收效 率高；堅(jiān)

7、固，能在不同的工作條件下可靠地工作；成本低廉。為了滿足這些特定的要求， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率與轉(zhuǎn)矩 / 轉(zhuǎn)速特性應(yīng)該在駕駛模式和系 統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上進(jìn)行確定。為優(yōu)化系統(tǒng)效率，擴(kuò)大高效率運(yùn)行工作范圍，人們正在尋 求新的電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)和控制策略，同時(shí)，應(yīng)用新開發(fā)的一些電子技術(shù)以改善系統(tǒng)的性 能及降低成本能源系統(tǒng)： 目前推廣電動(dòng)汽車的主要障礙是一次充電的續(xù)駛里程和初始價(jià)格， 而電動(dòng)汽車的能源系統(tǒng) 是引起這些問題的主要原因。 能源系統(tǒng)是電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的關(guān)鍵。 對(duì)能源系統(tǒng)要求如 下：高的比能量和能量密度；高的比功率和功率密度；快充和深放電的能力； 壽命長；自放電率小、充電效率高；安全性好且成本低廉；免維修

8、；對(duì)環(huán)境無危害，可回 收性好。鋰基電池如鋰離子電池和鋰聚合物電池在現(xiàn)代電動(dòng)汽車中的應(yīng)用將會(huì)有很好的前景； 超級(jí) 電容器和超高速飛輪由于其高的比功率將也有希望用于電動(dòng)汽車； 燃料電池能從根本上解 決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的問題，被公認(rèn)為是目前電動(dòng)汽車最重要的能源之一 。能源管理系統(tǒng)： 能量管理系統(tǒng)的目的就是要最大限度地利用有限的車載能量， 增加行駛里程。 智能能量管 理系統(tǒng)采集從各個(gè)子系統(tǒng)輸入的傳感器信息，這些傳感器包括車內(nèi)外氣溫傳感器、充/ 放電時(shí)電源電流和電壓傳感器、 電機(jī)電流和電壓傳感器、 速度和加速度傳感器以及車外環(huán)境 和氣候傳感器等。能量管理系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下基本功能： 優(yōu)化系統(tǒng)的能量分配；

9、預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車電源的剩余能量 和還能繼續(xù)行駛的里程數(shù)；提供最佳的駕駛模式；再生制動(dòng)時(shí)，合理地調(diào)整再生能量；根 據(jù)車輛的行駛氣候條件，調(diào)整其溫度控制方式；根據(jù)外部光照條件， 自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車的 燈光照明強(qiáng)度； 分析電源尤其是蓄電池的工作歷史； 診斷電源錯(cuò)誤的工作模式和有缺陷的 部件。智能管理系統(tǒng)如同電動(dòng)汽車的大腦，同時(shí)具有功能多、靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，它能智能地利用有限的車載能量系統(tǒng)優(yōu)化：電動(dòng)汽車系統(tǒng)是一個(gè)涉及多學(xué)科技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，電動(dòng)汽車的性能受多學(xué)科相關(guān)因素的影 響，通過系統(tǒng)優(yōu)化來改進(jìn)電動(dòng)汽車的性能和降低車輛的成本， 計(jì)算機(jī)仿真是一項(xiàng)很重要的 技術(shù)。系統(tǒng)水平上的仿真和電動(dòng)汽車的優(yōu)化應(yīng)考慮下

10、列關(guān)鍵問題：電動(dòng)汽車的各子系統(tǒng)之間的相互作用會(huì)影響整車的性能，應(yīng)分析和考慮這些相互作用的重要性； 模型的精確性通常與模 型的復(fù)雜性一致，與其可用性相矛盾，應(yīng)綜合考慮模型的精確性、復(fù)雜性、可用性以及計(jì) 算時(shí)間。在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車時(shí)，通常系統(tǒng)的電壓會(huì)引起一些相互矛盾的問題，優(yōu)化系統(tǒng)時(shí)應(yīng) 在系統(tǒng)水平上綜合考慮以下問題：蓄電池的重量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓和額定電流、加速性能、 續(xù)駛里程以及安全性能等；采用多能源系統(tǒng)提高電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程時(shí)， 應(yīng)根據(jù)整車性能 和價(jià)格來優(yōu)化相應(yīng)的混合比；由于傳動(dòng)比對(duì)整車性能和操縱性影響很大，而電動(dòng)汽車通常 采用固定減速比，因此，應(yīng)通過驅(qū)動(dòng)力平衡圖并采用迭代優(yōu)化法來確定最優(yōu)減速比。9.

11、 電動(dòng)汽車常用的車載能源有哪些？1）原電池2）蓄電池3）貯備電池4）燃料電池10. 如何定義電池的放電制度？如何定義電池的額定容量？電池的放電電流強(qiáng)度、溫度和終止電壓稱為電池的放電制度。放電制度根據(jù)電池的使用情況而定。在規(guī)定條件下電池應(yīng)放出的電量。 額定容量是制造廠標(biāo)明的安時(shí)容量， 作為驗(yàn)收電池質(zhì)量 的重要技術(shù)指標(biāo)的依據(jù)。電池的額定容量作為重要的技術(shù)指標(biāo)列入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。11. 動(dòng)力電池組SOC如何定義？即蓄電池的剩余電量。6" " ：12. 常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有哪幾種？直流電機(jī)（DCMotor）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)控制器一般采用脈寬調(diào)制（PWM）斬波控制方式交流感應(yīng)電機(jī)（ACIM）

12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)控制器采用 PWM方式實(shí)現(xiàn)高壓直流到三相交流的電源 變換，采用變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制策略實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控 制的快速響應(yīng) ;永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要包含兩類電機(jī) ：正弦波永磁同步電機(jī)（PMSM和矩形波無刷直流 電機(jī)（BDCM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；開關(guān)磁阻（SR）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。控制方式類似步進(jìn)電機(jī)控制，可以認(rèn)為是大步距角、利用磁 阻效應(yīng)控制的功率型驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。13. 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？他勵(lì)電機(jī)：勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開；并勵(lì)電機(jī)：勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞并聯(lián)到同一電源上；串勵(lì)電機(jī)：勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)在同一電源上； 復(fù)勵(lì)電機(jī)：勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的連接有串

13、有并，接在同一電源上14. 直流電機(jī)及控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？特點(diǎn)： 1、勵(lì)磁電流和電樞電流可分別控制，轉(zhuǎn)矩控制性能好。2、控制簡單。15. 無刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)： 1. 具有直流電機(jī)的控制特性。2. 控制相對(duì)簡單。3. 電機(jī)效率高，體積小。缺點(diǎn)： 1. 由于永磁材料貴，電機(jī)價(jià)格較貴2. 過熱容易導(dǎo)致永久性失磁。3. 弱磁運(yùn)行較困難。4. 需要轉(zhuǎn)子位置傳感器。開關(guān)磁阻電機(jī)及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)？主要優(yōu)點(diǎn)：1. 電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。2. 控制相對(duì)簡單。3. 控制器主電路不會(huì)出現(xiàn)直通現(xiàn)象。缺點(diǎn)：1. 起動(dòng)時(shí)的噪聲脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。2. 需要轉(zhuǎn)子位置傳感器。16. 多動(dòng)力混合系統(tǒng)機(jī)電耦合方式及

14、特點(diǎn)。17. 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的主要性能參數(shù)額定電壓、額定電流、 額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)矩、額定功率、額定效率、電機(jī)及控制器整體效率、最高工作轉(zhuǎn)速、最高 機(jī)械轉(zhuǎn)速、峰值功率、峰值轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩等如何定義？最高機(jī)械轉(zhuǎn)速在無帶載條件下，電機(jī)允許旋轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速；峰值功率在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，電機(jī)允許輸出的最大輸出功率；峰值轉(zhuǎn)矩電機(jī)在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)允許輸出的最大轉(zhuǎn)矩； 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)子在所有角位堵住時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最小測(cè)得值； 絕緣等級(jí)、防護(hù)等級(jí)。18. 燃料電池車的概念及特點(diǎn)與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、零排放或近似零排放。2、減少了機(jī)油泄漏帶來的水污染。3、降低了溫室氣體的排放。4、提

15、高了燃油經(jīng)濟(jì)性。5、提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率。6、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。19. 燃料電池車的布置形式有哪些？單一fc , fc+b , fc+uc , fc+ b + uc , fc+b+fW20. 超級(jí)電容的特點(diǎn) 體積小，容量大，電容量比同體積電解電容容量大 3040 倍 充電速度快， 10 秒內(nèi)達(dá)到額定容量的 95% 充放電能力強(qiáng)失效開路，過電壓不擊穿，安全可靠 超長壽命，可長達(dá) 40 萬小時(shí)以上 充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，真正免維護(hù) 電壓類型： 2.7v-12.0v容量范圍： 0.1F-1000F21. 超高速飛輪的特點(diǎn)？ 超高速飛輪主要具有以下特點(diǎn)：比能量高、比功率高、電能和

16、機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化效率高， 成為遠(yuǎn)期儲(chǔ)能裝置的一種選擇。首先，減弱了對(duì)電池比能量和比功率之間的要求， 有利于優(yōu)化電池的比能量密度和循環(huán)壽 命設(shè)計(jì)； 其次，由于飛輪的負(fù)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(dòng)時(shí)，飛輪可以高效率地實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充充電。由于負(fù)載均 衡裝置和主能源之間的協(xié)調(diào)工作和再生制動(dòng)時(shí)的能量回收，車輛的續(xù)駛里程明顯提高。22. 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略的類型及特點(diǎn)當(dāng)汽車速度低于某一設(shè)定值 Mod時(shí)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，僅當(dāng)功率需求超過 了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的最大功率值時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)接通；當(dāng)汽車速度大于Vmod時(shí)

17、，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，在更高的速度，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足以滿足汽車行駛的功率需求時(shí)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置參 與工作，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率有富裕時(shí)，可由控制系統(tǒng)決定是否向電池組充電 對(duì)于荷電消耗性混合動(dòng)力汽車，設(shè)定車速愈低，汽車一次充電的續(xù)駛里程愈長，也可將設(shè)定車速設(shè)計(jì)為蓄電池組放電深度的函數(shù)23. 混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略的類型及特點(diǎn)采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?, 電機(jī)和電池通過提供附加轉(zhuǎn)矩的形式進(jìn)行功率調(diào)峰 , 使系 統(tǒng)獲得足夠的瞬時(shí)功率。 由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以不隨車速變化 , 這樣 使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)的工作點(diǎn) , 提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出 , 而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電機(jī)提供。 這樣 電動(dòng)機(jī)來負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)部

18、分 , 避免了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失。 而且與發(fā)動(dòng)機(jī)相比 , 電機(jī)的 控制也更為靈敏 , 容易實(shí)現(xiàn)二、論述題 （4 題）1. 電傳動(dòng)車輛有哪些優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)？ 優(yōu)勢(shì)：良好的環(huán)境保護(hù)效果，噪聲低，熱效率高，排放廢熱少，可回收能量多， 可以 改善能源結(jié)構(gòu)、解決汽車的替代能源問題，滿足新形勢(shì)下現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的需求，滿足新形勢(shì)下現(xiàn)代 化戰(zhàn)爭的需求2. 電動(dòng)車輛的動(dòng)力性評(píng)價(jià)方法及特點(diǎn)。3. 試分析純電動(dòng)車輛對(duì)車載電源系統(tǒng)的性能要求？4. 試分析混合動(dòng)力電動(dòng)車輛對(duì)車載電源系統(tǒng)的性能要求？5. 試分析鉛酸蓄電池充放電過程？6. 試分析電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能要求？低速高扭矩? 汽車起步快? 低速爬坡性能好高速

19、大功率? 最高車速高? 高速超車性能好寬恒功率調(diào)速區(qū)? 電機(jī)的成本低體積小、重量輕? 適應(yīng)汽車的空間布置能量效率高節(jié)能基本評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)? 重量比功率 = 峰值功率 / 電機(jī)重量? 系統(tǒng)效率? 過載能力。 轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬。 根據(jù)車型與駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計(jì)。? 高的功率密度和好的效率圖。可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)性能好。適應(yīng)空間小、工 作條件惡劣的要求。有高效的制動(dòng)能回收能力7. 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類和工作特點(diǎn)。a）直流電機(jī)（DCMotor）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)控制器一般采用脈寬調(diào)制（PWM斬波控制方式;勵(lì)磁電流和電樞電流可分別控制，轉(zhuǎn)矩控制性能好。2、控制簡單。b）交流感應(yīng)電機(jī)（ACIM）驅(qū)動(dòng)系

20、統(tǒng)。電機(jī)控制器采用PW方式實(shí)現(xiàn)高壓直流到三相交流 的電源變換， 采用變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速， 采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制策略實(shí) 現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的快速響應(yīng) ;c）永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要包含兩類電機(jī)：正弦波永磁同步電機(jī)（PMSM和矩形波無 刷直流電機(jī)（BDCM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；d）開關(guān)磁阻（SR）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?？刂品绞筋愃撇竭M(jìn)電機(jī)控制，可以認(rèn)為是大步距角、 利用磁阻效應(yīng)控制的功率型驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。8. 試比較分析國內(nèi)外燃料電池車 在眾多的新能源汽車中，燃料電池汽車因其具有零排放、效率高、 燃料來源多元化、能源可再生等優(yōu)勢(shì)而被認(rèn)為是未來汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要方向，是解決全球能源 問題和氣候變化理想方案。

21、國際燃料電池汽車現(xiàn)已進(jìn)入技術(shù)與市場(chǎng)示范階段。 我國燃料電池汽車面臨著發(fā)展后勁不足，技術(shù)創(chuàng)新突破難、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱、專業(yè)人才缺 乏等難題，嚴(yán)重阻礙了我國燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)步。的技術(shù)狀態(tài)對(duì)比？2009 年，歐盟批準(zhǔn)燃料電池和氫能技術(shù)項(xiàng)目行動(dòng)計(jì)劃，計(jì)劃拿出 4.7 億歐元持續(xù)資助燃 料電池汽車及基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)研發(fā)。德國政府高度重視燃料電池汽車及氫能研發(fā)，擬與企業(yè)聯(lián)合資助14 億歐元用于燃料電池汽車、氫能等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。日本政府在過去 30 年時(shí)間內(nèi)先后投入上千億日元用于燃料電池汽車和氫能的基礎(chǔ)科學(xué)研 究、技術(shù)攻關(guān)和示范推廣。 2011年 1 月，包括豐田、本田、尼桑等在內(nèi)的日本 13家汽車 和能源企業(yè)

22、共同決定在東京、大阪、名古屋和福岡四大都市圈的市區(qū)和高速公路上建立100 座加氫站，并通過完善設(shè)計(jì)、改善生產(chǎn)技術(shù)等方法大幅降低燃料電池汽車生產(chǎn)成本， 培育燃料電池汽車市場(chǎng)。美國政府對(duì)燃料電池汽車支持在布什任職期間達(dá)到頂峰， 在奧巴馬政府期間， 美國能源部 宣布從美國振興計(jì)劃中撥款 4190 萬美元支持燃料電池特種車的研發(fā)和示范， 另在 2011年 美國財(cái)政預(yù)算中安排 5000 萬美元用于燃料電池和氫能技術(shù)研發(fā)。加拿大、韓國、澳大利亞、巴西、法國和英國等國家政府積極支持燃料電池汽車和氫能研 發(fā)。2009 年，戴姆勒、福特、通用、豐田、本田和現(xiàn)代汽車 6 個(gè)世界主要汽車公司簽署備忘 錄，持續(xù)開展燃

23、料電池汽車研發(fā)，計(jì)劃于 2015 大力推廣燃料電池汽車，并快速形成幾十 萬輛燃料電池汽車保有量。經(jīng)過長時(shí)間、持續(xù)穩(wěn)步的支持，國外燃料電池汽車產(chǎn)品的可靠性、環(huán)境適應(yīng)性 （ 如低溫啟 動(dòng)性能 ）取得了重大突破，示范運(yùn)行不斷深入，并陸續(xù)推出用于租賃商業(yè)化示范的先進(jìn)燃 料電池汽車， 燃料電池汽車進(jìn)入技術(shù)與市場(chǎng)示范階段。 產(chǎn)品成本控制與配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 成為制約燃料電池汽車商業(yè)化推廣主要因素。在國家“十五”“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)重大科技專項(xiàng)和“十一五”節(jié)能與新能源汽 車重大項(xiàng)目支持下，我國燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)取得重要進(jìn)展，基本掌握了整車、動(dòng)力系統(tǒng)與關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)；建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃

24、料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平 臺(tái)；形成了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池、 DC/DC變換器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、儲(chǔ)氫與供氫系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件配套研發(fā)體系，具有百量級(jí)燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)與整車生產(chǎn)能力。9.比較分析超級(jí)電容與蓄電池電池的特性體積小，容量大，電容量比同體積電解電容容量大3040倍充電速度快，10秒內(nèi)達(dá)到額定容量的95%充放電能力強(qiáng)失效開路，過電壓不擊穿，安全可靠超長壽命，可長達(dá)40萬小時(shí)以上充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，真正免維護(hù)電壓類型：2.7v-12.0v容量范圍：0.1F-1000F2歷史長，技術(shù)成熟、成本低。1、比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，且一次充電行駛里程較短; 2、使用

25、壽命短，使用成本過高。分析題（2題）1.對(duì)指定的混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置，分析其耦合機(jī)理，列寫動(dòng)力耦合方程式;2.對(duì)指定的混合動(dòng)力系統(tǒng)，分析其具有的工作模式；1.串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)（SHEV ）串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器等主要部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機(jī)所發(fā)岀的電能供給電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)集成組成一個(gè)系統(tǒng)，即輔助動(dòng)力單元（APU ），發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)岀的功率只驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)岀的電能向蓄電池充電， 由蓄電池提供電能給電機(jī)， 驅(qū)動(dòng)車輛行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)不直接參加工作。在起動(dòng)和低速時(shí)，由蓄電池供電給電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。在正常工作時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電

26、機(jī)給蓄電池充電，由蓄電池的電能供電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。在加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)岀功率帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，蓄電池的電能均提供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛。在制動(dòng)、減速時(shí)，制動(dòng)能量回收，電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，向蓄電池充電。串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。車疑衆(zhòng):動(dòng)機(jī) |Z圭業(yè)機(jī)r7申.川軀刑橋1丄 二機(jī)械醴|齡克池追1車耗12并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)（PHEV ）并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2，發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)橋連接，電機(jī)通過動(dòng)力裝置與驅(qū)動(dòng)橋相連，汽車可由 發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。在起動(dòng)和低速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，由蓄電池向電機(jī)供電，通過變速器、驅(qū)動(dòng)橋驅(qū) 動(dòng)車輛行駛。在正常工作時(shí)，發(fā)機(jī)機(jī)處于經(jīng)濟(jì)工況下行駛，

27、發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器、驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輛行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)岀的功率除 驅(qū)動(dòng)車輛行駛外，還可向蓄電池充電。而在汽車加速時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)合工作。在減速、制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量回收，電機(jī) 變?yōu)榘l(fā)電機(jī)向蓄電池充電。3.混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)（PSHEV ）混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，它的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮了兩種驅(qū)動(dòng)形式各自的優(yōu)點(diǎn)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，因此更容易實(shí)現(xiàn)排放和燃油消耗的控制目標(biāo)。如圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)岀的功率一部分通過動(dòng)力分配裝置輸送給驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輛行駛。另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)岀的電能由控

28、制器控制，輸送給電機(jī)或蓄電池；電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過動(dòng)力分配裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。蓄電池組混合動(dòng)力車的工作模式和能量流動(dòng)1.SHEV 的工作模式和能量流動(dòng)（ 1）發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組單獨(dú)供電模式在正常工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)汽車行駛。如圖1 能量流動(dòng)線路為發(fā)動(dòng)機(jī)T發(fā)電機(jī)T電機(jī)T驅(qū)動(dòng)輪。（2）動(dòng)力蓄電池組單獨(dú)供電模式在起動(dòng)、 低速行駛時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉， 蓄電池組單獨(dú)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)汽車行駛。 這樣可以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的零排 放，以滿足市中心等某些排放要求嚴(yán)格的地區(qū)的要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，還可以使用蓄電池的剩余電量將汽車開到最近的維修點(diǎn)。如圖

29、 1,此時(shí)的能量流動(dòng)線路為蓄電池 -電機(jī)-車輪。（3）發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組和蓄電池共同供電 在全負(fù)荷加速或重載工況下,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率不足以滿足汽車的需求時(shí),則由蓄電池組提供所需峰值功率,此時(shí),汽車的負(fù)載功率等于發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組輸出功率和蓄電池組輸出功率之和。（4）發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組向蓄電池組充電模式汽車在行駛過程中,當(dāng)蓄電池組的充電狀態(tài) SOC 低于預(yù)先設(shè)定的低限值,則需要發(fā)動(dòng)機(jī)向蓄電池組充電,直到蓄電池組 SOC 超過預(yù)先設(shè)定的高限值,由蓄電池向電機(jī)供電,驅(qū)動(dòng)汽車。如圖1 ,這時(shí)的能量流動(dòng)線路為發(fā)動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī) -蓄電池。（5）再生制動(dòng)模式在汽車制動(dòng)、 減速時(shí), 可以回收制動(dòng)或減速過程中

30、所損失的能量,并將其反饋給蓄電池,從而達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。這時(shí),通過控制逆變器使電機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作,驅(qū)動(dòng)車輪反過來驅(qū)動(dòng)此“發(fā)電機(jī) ”轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生電能,并給蓄電池充電。如圖 1 ,這時(shí)的能量流動(dòng)線路為驅(qū)動(dòng)車輪 -電機(jī)-蓄電池。2.PHEV 的工作模式和能量流動(dòng)（1 ）純電動(dòng)模式在汽車起步時(shí), 動(dòng)力蓄電池組提供電能來驅(qū)動(dòng)電機(jī), 利用電機(jī)低速大扭矩的特性使車輛起步； 在城市道路上車輛低速運(yùn) 行時(shí),為避免發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低效率和高排放的工作范圍,高效且動(dòng)態(tài)特性好的電機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車低速運(yùn)行。如圖2 所示,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為蓄電池組 -電機(jī)-車輪。（2）純發(fā)動(dòng)機(jī)模式 車輛在正常經(jīng)濟(jì)工況（中、高速）行

31、駛時(shí)，車輛以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式行駛，保持發(fā)動(dòng)機(jī)在高效率工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖 2，此 時(shí)的能量流動(dòng)路線為發(fā)動(dòng)機(jī) T變速器T驅(qū)動(dòng)橋T車輪。（3）混合驅(qū)動(dòng)模式在城市中加速行駛或爬坡時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同工作。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)， 同時(shí)電機(jī)提供輔助的功率滿足車輛在加速 或爬坡時(shí)對(duì)功率的要求。如圖 2,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器-驅(qū)動(dòng)橋-車輪；（2）蓄電池-電機(jī)-變 速器驅(qū)動(dòng)橋車輪。（ 4）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) +發(fā)電模式當(dāng)動(dòng)力蓄電池組的 SOC 較低時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)可以反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)蓄電池組充電；汽車正常運(yùn)行工況下當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大 于車輛需求功率時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)一部分可以驅(qū)動(dòng)以發(fā)電狀態(tài)工作的電機(jī)向蓄電池充電。如

32、圖2,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：（ 1）發(fā)動(dòng)機(jī) -變速器 -驅(qū)動(dòng)橋 -車輪（ 2）發(fā)動(dòng)機(jī) -電機(jī)/發(fā)電機(jī)-蓄電池組。（ 5）再生制動(dòng)模式 車輛滑行、下坡、減速或制動(dòng)時(shí),車輪通過驅(qū)動(dòng)橋反向拖動(dòng)電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)發(fā)電,把能量儲(chǔ)存在蓄電池組內(nèi),回收部分 制動(dòng)能量。如圖 2,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：車輪 -驅(qū)動(dòng)橋-電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī) -蓄電池組。（ 6）停車充電模式起步前或停車后,如果蓄電池 SOC 很低,可以進(jìn)行停車充電,如圖 2,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：發(fā)動(dòng)機(jī) -電機(jī)/發(fā)電機(jī) -蓄電池組。3.PSHEV 的工作模式和能量流動(dòng)（ 1 ）純電動(dòng)模式車輛起動(dòng)時(shí),動(dòng)力蓄電池組向電機(jī)提供電能,由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛,如圖3,此

33、時(shí)的能量流動(dòng)路線為：蓄電池組 -電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋-車輪。（ 2） 發(fā)動(dòng)機(jī) +發(fā)電機(jī) +充電模式在正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過動(dòng)力分配裝置分為二條路線， 一條是通過動(dòng)力分配裝置直接傳到驅(qū)動(dòng)橋， 另一條是驅(qū)動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電，給蓄電池充電，如圖 3。此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)T動(dòng)力分配裝置T驅(qū)動(dòng)橋T車輪；（2 ）發(fā)動(dòng)機(jī) T動(dòng)力分配裝置-發(fā)電機(jī)-蓄電池組。（3）混合驅(qū)動(dòng)模式在車輛加速或爬坡時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)通過動(dòng)力分配裝置到驅(qū)動(dòng)橋，而電機(jī)從蓄電池獲得能量，此時(shí)系統(tǒng)工作在混合模式。 如圖3,此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：（1 ）發(fā)動(dòng)機(jī)-動(dòng)力分配裝置-驅(qū)動(dòng)橋-車輪；（2）蓄電池組-電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋-車輪。（4）再生制動(dòng)模

34、式在滑行、下坡、減速或制動(dòng)時(shí)，利用電機(jī)的反拖作用，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)電，向蓄電池充電。如圖3，此時(shí)的能量流動(dòng)路線為：車輪-驅(qū)動(dòng)橋-電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī) -蓄電池組。3.分析質(zhì)子交換膜燃料電池的組成、工作原理及反應(yīng)步驟。質(zhì)子交換膜燃料電池單體主要由膜電極（陽極、陰極）、質(zhì)子交換膜和集流板組成。陽極反應(yīng)生成的質(zhì)子（H +）通過質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)到達(dá)陰極，陽極反應(yīng)產(chǎn)生的電子通過外電路到達(dá)陰極。生成的水以水蒸汽或冷凝水的形式由過剩的陰極反應(yīng)氣體 從陰極室排出。其具體反應(yīng)步驟為：經(jīng)增濕后的H2和02分別進(jìn)入陽極室和陰極室，經(jīng)電極擴(kuò)散層擴(kuò)散到達(dá)催化層和質(zhì)子交換膜的界面，分別在催化劑作用下發(fā)生氧化和還原反應(yīng)：4. 分析指定蓄電池的組成、工作原理及反應(yīng)方程。鉛蓄電池一般由3個(gè)或6個(gè)單