第10章新能源汽车技术应用基础

一、填空题

1.电动汽车动力蓄电池电机

2.铅酸镍氢锂离子燃料超级电容器飞轮

3.燃料氧化剂中的化学能燃料电池系统

4.电压容量比能量比功率使用寿命

5.数据采集电池状态计算能量管理安全管理通信功能人机接口

6.恒压恒流脉冲

7.频繁起动停车加速减速低速爬坡

8.ECU(发动机电控单元)VCU(整车控制单元)HCU(混合动力控制单元)PEB(电力电子箱)

二、选择题

1.C2.D3.C4.B5.D6.C7.C8.C9.C10.C

三、问答题

1.答：1）锂离子电池的优点：①单体电池工作电压高达3.7V,是镍电池的3倍,铅酸蓄电池的2倍；②质量比能量高达150W·h/kg,是镍氢电池的2倍,铅酸蓄电池的4倍,因此质量是相同能量铅酸蓄电的1/4；③体积比能量高达400W·h/L,因此体积是相同能量铅酸蓄电池的13～12；④循环寿命长,循环次数可达900～2000次；⑤自放电率低,每月不到9%；⑥无记忆效应,充电前

2.答：1）电池管理系统基本结构如图10-4所示。主要包括数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口等功能模块组成。2）BMS的的主要功能包括数据采集、状态分析、均衡控制、安全保护、热管理、数据通信等。

3.答：1)高能量密度:容量大、重量轻、体积小；2)功率密度:瞬间放电电流大,起动和加速性能好；3)使用寿命长:电池组的平均寿命要求一致；4)费/效比低:电池的更换维护费用低、效率高；5)充电时间短:充电时间须与燃油加注时间接近；6)安全性能好:防爆燃、防高温性能要稳定；7)过充/过放电性能好:充放电过程有电池管理系统监控和智能化管理。

4.答：恒压充电、恒流充电、脉冲充电、智能充电、补充充电、初充电。

5.答：驱动电机的在电动汽车上的具体任务是：在驾驶人操纵控制下,将内燃机-发电机系统、动力电池组的电能转化为车轮的动能驱动车辆,并在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。近90%的电动机由旋转场设备组成,其主要优势在于可通过旋转场从定子向转子进行非接触式能量传输。这样就不需要直流电机换向器等磨损件。因此,这类设备磨损低,所需维护少。

6.答：1）直流变换技术：同一辆新能源汽车有不同的直流母线电压需求,动力电池、超级电容器、燃料电池可以输出高电压,形成高压直流母线,常见的标称电压为DC90～400V;为了进一步提高驱动电动机的功率密度和系统效率,高压直流母线的工作电压可超过DC800V；2）逆变技术：逆变器是一个将直流电能变换成交流电能的电路系统,它能够输出频率、幅值和相位可调的正弦波。因此,逆变器广泛应用在新能源汽车等领域；3）整流技术：在新能源汽车中,车载充电桩或充电机设计与开发的基础是将公用电网的单相或三相交流电转换成直流电的整流技术。整流技术中主要利用AC/DC功率变换器(模块)将交流电压如380V、220V、19V转换成电子设备需要的稳定直流电压,电动汽车中AC/DC的功能主要是将交流发电机发出的交流电转换成直流电提供给用电器或储能设备储存。

7.答：1）整车控制器（VCU）主要作用：①整车控制器VCU读取换档控制单元(SCU换档控制单元)的PRND信息及制动开关信号,并通过CANBUS总线将报文发送到所有相同协议的控制单元以及GW(网关),协议相同的控制单元执行对驱动电机的前进和倒车的方向以及P档的驻车的控制；②当整车控制器VCU接收到加速踏板传感器信号后,经器VCU将信号转换为CANBUS数据总线传输给发动机控制单元ECU、自动变速器控制单元TCU、车身控制单元BCU、电力电子控制箱PEB以及动力蓄电池管理系统BMS等控制单元,经过HCU与BMS控制单元对动力蓄电池的荷电量的计算,判断是选择使用发动机作为驱动力,还是选择驱动电机作为驱动力,或者选择发动机与驱动电机叠加输出转矩；③整车控制器VCU根据加速踏板的位置信号判断汽车处于加速,如果BMS反馈动力蓄电池的荷电量不足,则ECU会起动发动机输出转矩；④在放开加速踏板后,整车控制器VCU将根据动力蓄电池的荷电量状态决定发动机是否为电池充电。2）整车控制器（VCU）辅助作用：①冷却风扇控制根据热管理策略控制冷却风扇的工作；②仪表显示仪表上动力系统就绪、动力系统故障的信号来自于VCU；③充电下的辅助功能充电模式下,VCU控制风扇、冷却水泵和DC/DC工作。