新能源汽车技术考点.docx

新能源汽车技术考点新能源汽车技术考点 第1章 绪论 1、 新能源汽车的定义：新能源汽车系指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。 2、 发展新能源汽车的必要性：石油短缺、环境污染、气候变暖。 3、 新能源汽车技术路线： 确定“纯电驱动”的技术转型战略； 坚持“三纵三横”的研发布局。 补充： 1、新能源汽车包括纯电动汽车、 增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其它新能源汽车等。 第2章 电动汽车用动力电池 1、化学电池：利用物质的化学反应发电。 2、化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。 3、额定电压：指电池在标准规定条件下工作时达到的电压。 4、深度放电：如果电压低于放电终止电压后电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电。 5、荷电状态：是电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。反映电池容量的变化。 6、比功率：单位质量电池所能输出的功率称为比功率，也称质量比功率。 7、比能量：也称为质量比能量，是指电池单位质量所能输出的电能,单位是W.h/kg。 8、自放电率：指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失的速度。 9、放电速率：一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来表示。 10、电动汽车对动力电池的要求主要有： 比能量高 比功率大 充放电效率高 相对稳定性好 使用成本低 安全性好 11、蓄电池常规充电方法：恒流充电法、分段电流充电法、恒压充电法、恒压限流充电法等。 12、镍氢电池的特点： 比功率高 循环次数多 无污染 耐过充过放 无记忆效应 使用温度范围宽 安全可靠 13、锂离子电池的特点： 优点： 工作电压高 比能量高 循环寿命长 自放电率低 无记忆性 对环境无污染 能够制造成任意形状 缺点： 成本高 必须有特殊的保护电路，以防止过充 14、目前，车用燃料电池急需解决以下关键问题： (1) 提高车用燃料电池单位质量(或体积)、电流密度及功率，提高车辆所必需的快速起动和动力响应的能力； (2) 必须开发质量轻、体积更小、能储存更多氢能的车载氢储存器，以便更有效地利用燃料能量，提高续驶里程和载质量； (3) 必须解决好氢气的安全问题，在一定的条件下，氢气比汽油具有更大的危险性，所以无论采用什么储存方式，储存器及其安全措施都必须满足使用要求； (4) 电池组件必须采用积木化设计，开发有效的制造工艺，并进行高效的自动化生产，从而降低材料和制造费用； (5) 发展结构紧凑及性能可靠的质子交换膜燃料电池的同时开发应用其它燃料，像甲烷、柴油等驱动的质子交换膜燃料电池，这将会拓宽质子交换膜燃料电池的应用范围。 15、燃料电池的特点： A、燃料电池的优点： 节能、转换效率高； 排放基本达到零污染； 无振动和噪声、寿命长； 结构简单、运行平稳。 B、燃料电池的缺点： 燃料种类单一； 要求高质量的密封； 制造成本高，电池价格昂贵； 需要配备辅助电池系统。 16、空气电池具有无毒、无污染、放电电压平稳、高比能量、内阻小、储存寿命长、价格相对较低、工艺技术要求较低、高比功率等优点。 17、铝空气电池具有如下优越性： 铝是一种活泼金属 铝空气电池的正极活性物质来源于空气中的氧气 空气电池可携带燃料长距离行驶，节约能源，元件可快速更换 安全可靠，无污染，从生产到使用 铝的储存量丰富，价格便宜 铝空气电池无需充电，补充铝电极和电解液后即可产生电流 铝电极的生产工艺和设备比较简单，投资少，研制费用低 第3章 电动汽车用电动机 1、电动汽车对电动机的要求： 电动机的运行特性要满足电动汽车的要求，在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足电动汽车起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足电动汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求；。 电动机应具有瞬时功率大、带负载启动性能好、过载能力强，加速性能好，使用寿命长的特点； 电动机应在整个运行范围内，具有很高的效率，以提高一次充电的续驶里程； 电动机应能够在汽车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈给蓄电池，使得电动汽车具有最佳能量的利用率； 电动机应可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作； 电动机应体积小，重量轻，一般为工业用电动机的1/21/3； 电动机的结构要简单坚固，适合批量生产，便于使用和维护； 价格便宜，从而能够减少整体电动汽车的价格，提高性价比； 运行时噪声低，减少污染。 2、直流电动机分为绕组励磁式直流电动机和永磁式直流电动机。 3、各种励磁方式直流电动机的电路： 4、直流电动机由定子与转子两大部分构成，定子和转子之间的间隙称为气隙。 5、无刷直流电动机主要由电动机本体、电子换相器和转子位置传感器三部分组成。 6、无刷直流电动机的特点 A、优点： 外特性好 可以在低、中、高宽速度范围内运行 效率高 过载能力强 再生制动效果好 体积小、重量轻、比功率大 无机械换向器 控制系统比异步电动机简单 B、缺点：电动机本身比交流电动机复杂，控制器比有刷直流电动机复杂。 第4章 纯电动汽车 1、纯电动汽车的特点： 无污染，噪声低 能源效率高，多样化 结构简单，使用维修方便 动力电源使用成本高，续驶里程短 2、纯电动汽车的关键技术： 电动机及控制技术 电池及管理技术 整车控制技术 整车轻量化技术 3、等速续驶里程：汽车在良好的水平路面上一次充电后等速行驶直至消耗掉全部携带的电能为止所行驶的里程。 4、纯电动汽车续驶里程影响因素： 滚动阻力系数对续驶里程的影响 空气阻力系数对续驶里程的影响 机械效率对续驶里程的影响 整车质量对续驶里程的影响 蓄电池参数对电动汽车续驶里程的影响 续驶里程其他影响因素的分析： 1) 行驶工况对续驶里程的影响 2) 行驶的环境状况对续驶里程的影响 3) 辅助系统和低电压电器系统对续驶里程的影响 5、车辆行驶的动力性能4个评价指标： 起步加速性能 最高车速稳定行驶的能力 额定车速稳定行驶的能力 最大爬坡能力 6、电池管理系统的功能： 实时采集电池系统运行状态参数 确定电池的SOC 故障诊断与报警 电池组的热平衡管理 一致性补偿 通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通信 7、制动能量回收：把汽车制动时的一部分动能转化为其他形式的能量储存起来，在减速或制动的同时达到回收制动能量的目的，然后在汽车起步或加速时又释放储存的能量。 8、电动汽车制动能量回收系统主要由两部分组成：电机再生制动部分和传统液压摩擦制动部分。 9、电动汽车制动能量回收控制策略： 前后轴制动力理想分配时的控制策略 前后轴制动力比例分配时的控制策略 最优能量回收控制策略 第5章 增程式电动汽车 1、增程式电动汽车是以电能为主要驱动能源，发动机为辅助动力源的一种新型电动汽车。 2、增程式电动汽车动力传动系统由电驱动系统、发动机/发电动机系统、功率分配装置、动力电池等组成。 3、增程式电动汽车的工作模式：纯电动模式和增程模式。 4、增程式纯电动汽车的特点如下： 在电量消耗模式下，发动机不起动，由动力电池驱动整车行驶，这样可减少整车对石油的依赖，缓解石油危机； 在电池电量不足时，为了保证车辆性能和电池组的安全性，进入电量保持模式，由动力电池和发动机联合驱动整车行驶； 整车纯电动续驶里程满足大部分人员每天行驶里程要求，动力电池可利用晚间低谷电力充电，缓解供电压力； 整车大部分情况下在电量消耗模式下行驶，能达到零排放和低噪音的效果； 发动机与机械系统不直接相连，发动机可工作于最佳效率点，大大提高整车燃油效率。 5、鉴于增程器工作条件的特殊性，对电动汽车的增程系统提出了以下的要求： 增程系统要稳定可靠，可以立刻启动并进入正常工作状态。当长时间不用的时候要定期开启发动机运转，以使得各个部件得到良好的润滑和维护。 由于工况复杂，为了实现高效率和低排放的要求，要求系统处在最优工作点工作，因此控制器非常关键，通过控制策略和优化措施，在保证整车动力性前提下提高经济性和效率。 第6章 混合动力汽车 1、混合动力汽车的分类： 按照电动机相对于燃油发动机的功率比大小可以将其分为以下4类： 微混混合动力汽车 轻混混合动力汽车 强混混合动力汽车 全混混合动力汽车 2、混合动力汽车的组成： 串联式混合动力汽车并联式混合动力汽车混联式混合动力电动汽车 3、较之纯电动汽车，混合动力汽车具有如下优点： 由于有原动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可减少； 汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平； 借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，无需消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。 较之内燃机汽车，混合动力汽车具有如下的优点： 可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行，使得发动机的排污和油耗大为降低； 在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放； 可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低了汽车的能量消耗和排污。 4、混合动力汽车的工作模式： A、串联式混合动力汽车的工作模式 ： 纯电动模式 纯发动机模式 混合模式 发动机牵引和蓄电池充电模式 再生制动模式 蓄电池组充电模式 混合式蓄电池充电模式 B、并联式混合动力汽车的工作模式： 纯电动模式 纯发动机模式 混合驱动模式 行车充电模式 再生制动模式 怠速/停车模式 第7章 燃料电池电动汽车 1、燃料电池电动汽车：采用燃料电池作为电源的电动汽车。 2、燃料电池电动汽车的类型： FCEV按主要燃料种类可分为： 以纯氢气为燃料的FCEV； 经过重整后产生的氢气为燃料的FCEV。 FCEV按“多电源”的配置不同，可分为： 纯燃料电池驱动的FCEV； 燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的FCEV； 燃料电池与超级电容联合驱动的FCEV； 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的FCEV。 3、燃料电池电动汽车的特点： A、燃料电池汽车的优点： 效率高 续驶里程长 绿色环保 过载能力强 低噪音 设计方便灵活 B、燃料电池电动汽车的主要缺点： 燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高,燃料电池发动机的制造成本居高不下，使用成本过高，燃料电池汽车还有相当的距离； 辅助设备复杂，且质量和体积较大； 起动时间长，系统抗振能力有待进一步提高。