新能源汽车技术作业

一、阐述新能源汽车的定义及其发展趋势（500-800字）

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），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。新能源汽车包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。

在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。我周电动汽车发展状况与世界其他同家一样。“十五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段：国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑，设立“电动汽车重大科技专项”，集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关。我国电动汽车重大科技专项实施4年来，经过200多家企业、高校和科研院所的2000多名技术骨干的努力，目前已取得重要进展：燃料电池汽车已经成功开发出性能样车，燃料电池轿车已累计运行4O00km，燃料电池客车已累计运行8O00km；混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过l4万km；纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家有关认证试验。2011-2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。“十三五”期间即2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。

二、燃料电池主要有哪几种，其各自的特点是什么（500-1000）

可以按燃料类型分类，或者工作温度分类，但一般都是以电解质的类型来分类的，可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PENFC)五大类。

AFC的特点是：低温性能好，温度范围宽，并且可以在较宽温度范围内选择催化剂，但是才用的碱性电解质易受CO2的毒化作用因此必须要严格出去CO2，成本就偏高。

PAFC的特点是：无需考虑CO2的净化问题，高温性能好，但是需要采用较大量的贵金属做催化剂，成本较高。

PENFC的特点就是不受卡诺循环限制，能量转换效率高，可低温快速启动，无电解液流失，和腐蚀性，寿命长

比能量和比功率高、设计简单、制造方便等优点，但不足在于对CO比较敏感，需要转换为CO2，预热品位低，难以有效利用，需要采用贵金属催化剂，电解质膜的价格高，生产厂家少。

三、电动汽车用电动机主要有哪几种，且电动汽车对电动机有哪些要求（300-500字）

电动机的类型目前正在应用或开发的电动车电动机主要有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类汽车行驶的特点是频繁地启动、加速、减速、停车等。在低速或爬坡时需要高转矩，在高速行驶时需要低转矩。电动机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求，即要求电动机具有高的比功率和功率密度。电动汽车电动机应满足的主要要求可归纳为如下10个方面: (1) 高电压。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。工作电压由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不变的条件下，最高功率由33 kW提高到50 kW,最大转矩由350 N"m提高到400ON"m。可见，应用高电压系统对汽车动力性能的提高极为有利。(2)转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到8 000一12 000 r/min，高转速电动机的体积较小，质量较轻，有利于降低装车的装备质量。(3)质量轻，体积小。电动机可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机的质量，各种控制装置和冷却系统的材料等也应尽可能选用轻质材料。电动汽车驱动电动机要求有高的比功率(电动机单位质量的输出功率)和在较宽的转速和转矩范围内都有较高的效率，以实现降低车重，延长续驶里程;而工业驱动电动机通常对比功率、效率及成本进行综合考虑，在额定工作点附近对效率进行优化。(4)电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。电动机应具有自动调速功能，以减轻驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。(5)电动汽车驱动电动机需要有4一5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。(6)电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以满足多部电动机分马力电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定的性能。(7)电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量回收。(8)电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。电动汽车的各种动力电池组和电动机的工作电压可以达到300 V以上，因此必须装备高压保护设备以保证安全。(9)能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性、耐温和耐潮性，并在运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长期工作。(10)结构简单.适合大批量牛产，使用维修方便.价格便宜等。

四、阐述纯电动汽车的特点及其关键技术（400-600字）

纯电动汽车的优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。

纯电动汽车的缺点：目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

相对于传统内燃机汽车，纯电动汽车的结构有很大差别，具体组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

新型纯电动轿车的技术构成分为：整车部分、电机及其控制系统、动力系统主控制器、电池及其管理系统、车载充电机、车身低速总线控制系统、数字VFD仪表（含组合仪表节点）、车载记录仪（车载终端）及运行数据分析系统、故障诊断及安全管理系统、车辆运行智能化监控管理平台以及相应的支持平台，如虚拟设计平台、整车性能仿真平台、CAN总线开发平台、各关键子系统开发平台、整车及子系统测试评价平台等

五、叙述混合动力电动汽车较内燃机汽车和纯电动汽车有哪些优点（300-450字）

混合动力汽车一般是指同时安装有内燃机和电机的汽车。在加速时将电机作为电动机使用，和内燃机同时提供驱动力以提高加速性能、减小油耗；中低速行驶时将电机作为发电机使用，内燃机既驱动发电机向蓄电池充电，又驱动汽车以中低速行驶；高速行驶时由内燃机全额提供驱动力；减速时将电机当发电机使用，回收动能，转化为蓄电池中的电能。如果匹配得当，混合动力汽车具有油耗低、环保性能较普通内燃机汽车好的优点，同时也不像纯电动汽车那样价格高昂或者续驶里程少。

纯动力汽车就是指只采用一种能源来驱动的汽车，比如目前的普通内燃机汽车。

1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充;负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

2、因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。

4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。混合动力电动汽车的的缺点：长距离高速行驶基本不能省油。

六、燃料电池电动汽车由哪几部分组成、其作用是什么（300-400字）

（1）燃料电池发动机：在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外，还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换系统等。（2）辅助动力源：①在FCEV起动时，带动燃料电池发动机起动，或带动车辆起步。②车辆行驶时，剩余的电能储存到辅助动力源装置中。③在加速和爬坡时，辅助动力源可提供额外的电能，使驱动电动机的功率或转矩达到最大，形成燃料电池发动机与辅助动力源同时供电的双电源的供电模式。④贮存制动时反馈的电能，以及向车辆的各种电子、电器设备提供所需要的电能。（3）DC/DC变换器：①调节燃料电池的输出电压②调节整车能量分配③稳定整车直流母线电压（4）驱动电机：驱动作用（5）动力电控系统：控制作用

七、叙述天然气汽车和二甲醚燃料汽车的特点（500-800字）

(1)天然气汽车是清洁燃料汽车.天然气汽车的排放污染大大低于以汽油为燃料的汽车,尾气中不含硫化物和铅,一氧化碳降低80%,碳氢化合物降低60%,氮氧化合物降低70%.因此,许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段.(2)天然气汽车有显著的经济效益:可降低汽车营运成本.目前天然气的价格比汽油和柴油低得多,燃料费用一般节省50%左右,使营运成本大幅降低.由于油气差价的存在,改车费用可在一年之内收回；可节省维修费用.发动机使用天然气做燃料,运行平稳、噪音低、不积炭,能延长发动机使用寿命,不需经常更换机油和火花塞,可节约50%以上的维修费用.

(3)比汽油汽车更安全 :表现在:燃点高、密度低、辛烷值高、爆炸极限窄、释放过程是一个吸热过程。

二甲醚（DME）在常温常压下是一种无色、易燃的气体，无腐蚀、无毒，能溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等溶剂，燃烧时火焰亮度高。由于二甲醚有较高的16烷值，燃烧值高，因此使用二甲醚作为汽车燃料，发动机的功率可提高10%～15%，热效率可提高2%～3%，噪音可降低10%～15%，汽车尾气无需催化、转化处理，即可达到高标准的欧洲Ⅲ排放标准。

用二甲醚替代汽油在汽车上应用，经检验有下表结果：检测项目国家标准二甲醚（DME）COCO≤4.5CO＝0.01 HCHC≤900HC ＝4