纯电动汽车动力研究方法

A. 电动汽车的工作原理是什么，其动力源是什么

利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。纯电动汽车的可充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等，这些电池可以提供纯电动汽车动力。同时，纯电动汽车也通过电池来储存电能，驱动电机运转。

B. 混合动力电动汽车的研究论文

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型,具有燃油汽车的动力性能和较低的排放特性,是当前解决节能、环保问题切实可行的方案。 类菱形汽车是湖南大学自主开发的具有完全知识产权的新型汽车,该类型车在安全性与轻量化方面有其独到的优势。以此车为平台,本文围绕类菱形混合动力汽车的总体设计和控制进行了全方位的深入研究和探讨。 结合类菱形混合动力电动汽车的结构特点,采用了传统意义上的差速器即2K-H型锥齿轮负号机构、啮合方式为ZUWGW的轮系作为动力耦合器。为验证该方案的可行性,运用UG建立了新型动力耦合器的三维模型,并将其导入Adams软件中进行了仿真,确定了该耦合器三个输入输出端力矩与转速之间的运动学与动力学关系式。台架实验也验证了仿真结论的正确性。 在采用新型动力耦合器的基础上,设计了一种基于类菱形车平台的新型混合动力驱动链,并提出了一套基于CVT新型驱动链的混合动力汽车部件设计、选择与匹配的理论,对整车试制具有指导作用。这是混合动力汽车技术开发的核心和基础之一,是自主知识产权的重要体现,涉及企业的核心技术机密

C. 简述纯电动汽车动力路线

纯电动汽车,以蓄电池、燃料电池、超级电容器或高速飞轮等作相应的动力电源,提供给动力电机电能,以电动机驱动车辆行驶。并在电动机控制系统的控制下,实时控制驱动电机的功率和速度。

D. 纯电动轿车的核心技术

发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术：电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。
电池技术电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
到目前为止，电动汽车用电池经过了3代的发展，已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池，目前主要是阀控铅酸电池(VRLA)，由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电，因此是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池，主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池，其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池，但目前还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破问。
电力驱动及其控制技术电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件，要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。目前，电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。
近几年来，由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速，因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM)，它们都具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率，其体积小、惯性低、响应快，非常适应于电动汽车的驱动系统，有极好的应用前景。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电动机。
开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，应用受到了限制。
随着电动机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。
电动汽车整车技术电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻30%-50%；实现制动、下坡和怠速时的能量回收；采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。
能量管理技术蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性，必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具有良好的工作性能，就必须对蓄电池进行系统管理。
能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外，还应该有一套协调各个功能部分工作的能量管理系统，它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。
世界各大汽车制造商的研究机构都在进行电动汽车车载电池能量管理系统的研究与开发。电动汽车电池当前存有多少电能，还能行驶多少公里，是电动汽车行驶中必须知道的重要参数，也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。应用电动汽车车载能量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统，确定一个最佳的能量存储及管理结构，并且可以提高电动汽车本身的性能。
在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。

E. 电动汽车锂离子电池的研究

上图为锂离子电池的工作原理图。其主要通过离子的迁移来实现化学能与电能之间的转换，从而实现储能和放电。锂离子电池的单体电压为镍氢电池的3倍，并且
具有比能量密度相对较大、无记忆效应、充放电效率高、自放电率低、循环寿命长和无污染性等优点，因此，锂离子电池成为了目前在纯电动汽车上应用最广泛的动
力电池。其中，以磷酸铁锂三元材料为代表的锂离子电池，因其能量密度可达到130Wh/kg-140Wh/kg，且充放电平台稳定、安全性能良好、低温性
能和循环寿命较好2015年10月11日，在合肥中国新能源汽车动力电池材料高峰论坛上，华中科技大学材料学材料与工程学院院长黄云辉也表示，磷酸铁锂电
池通过纳米技术和富锂技术等手段而应用，其实际能量密度将会大幅度提升，并且磷酸铁锂电池实现2元/瓦时以下的成本没有问题。因此，以磷酸锂铁为代表的三
元材料电池，现在是目前纯电动汽车主要的动力电源。

虽然锂离子电池经过发展能量密度及其他性能都得到了很大的提高，但是按照现在车辆油箱的位置大小，且电池重量符合车辆承载能力和轴荷分配要求，动力电
池比能量应达到
500-700Wh/kg。而目前的锂离子电池的能量密度远远低于该值。因此目前提高动力电池能量密度是制约锂离子电池发展的一个瓶颈问题。

目前，为了突破能量密度低这个电池的瓶颈问题，国内外学者主要做了以下几个方面的研究。

在材料方面，而以硅基和锡基合金作为锂离子电池的负极材料。通过这种材料的改进的锂离子电池其理论的容量可分别高达4200Wh/kg和990Wh
/kg，完全能满足纯动力汽车动力电池能量的要求，但是硅基锂离子电池由于充放电过程产生巨大材料体积膨胀效应，以及锂在硅膜中扩散系数相对较小、电化学
性能显著恶化；锡基合金负极材料电池理需解决首次不可逆容量高，充放电循环性能差的问题，目前未能在纯电动汽车动力电池领域得到产业化。

另外一方面，主要是从制备技术和成组技术上进行突破。从电池的制备技术综合考虑，采用纳米技术制备来提高电池的性能，开发新型的纳米材料。从成组技术
上考虑，可合理设计动力电池系统模块化结构，减少由电池单体组成的电池组产生的性能衰减，减小电池组中电池单体一致性的影响；并且通过对实车上电池系统进
行能量管理，实现能量的进一步合理分配利用。目前主要集中在对电池组的能量管理、充放电均衡、以及SOC估算等方面。在电池组能量管理研究方面，针对混合
动力电动汽车能量分配，国内外学者对电池组能量管理分配策略做了大量的研究，总结出了功率跟随控制策略、开关式控制策略、固定因子功率分配控制策略、模糊
控制策略等一系列能量管理控制策略。

综合以上分析，目前纯电动汽车动力电池，主要采用的是锂离子电池。其提高性能的主要的技术瓶颈在于进一步提高纯电动汽车单体电池的性能水平，以及提升纯电动汽车动力电池系统的管理等方面。

F. 能量流分析的纯电动汽车电耗优化的研究是什么

1、能量流分析是了解车辆能量利用和优化车辆经济性的有效途径针对能耗大的问题，设计了纯电动汽车的能量流测试方案，完成了主要零部件的性能对标测试分析；通过理论分析，影响功耗的数学模型及基于值因子的优化参数选择方法；基于巡航功耗仿真分析模型，从电驱动系统从系统效率提升、滚动阻力优化、制动能量回收和附件控制策略优化等方面进行定量功耗优化分析。实车应用测试结果表明，优化后的整车能量流动效率显着提升，DC电效率提升至90%，制动能量回收率提升至18%如上所述，NEDC工况下整车的功耗降低了13.78%，进一步提高了纯电动汽车能源利用的经济性。能量流测试是分析新能源汽车能耗的重要方法。

3、纯电动汽车能量流测试分析了常温行驶和常温充电时的能量流分布核心部件功耗的标杆测试与分析。建立影响整车功耗的数学模型和依据基于巡航的车辆功耗优化分析模型[J].提出一个基地基于价值因子的优化参数选择方法。选择电机效率、滚动阻力系数、制动恢复和优化了几个高值优化参数，例如附件控制策略和量化不同参数和优化策略对整车功耗的影响分析。

4、整车优化后的能量流动效率得到显着提升，NEDC工况下，整车功耗降低13.78%，进一步提升纯电动汽车能源利用的经济性能，说明该方法对纯电动汽车功耗控制具有很强的参考意义。

G. 电动汽车动力来源是什么

电动汽车技术技术概述 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池，有时则需要更多。无污染，噪声低 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。众所周知，内燃机汽车废气中的co、hc及nox、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。能源效率高，多样化 电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。 另一方面，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。结构简单，使用维修方便 电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。动力电源使用成本高，续驶里程短 目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，尤其是动力电源（电池）的寿命短，使用成本高。电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但从发展的角度看，随着科技的进步，投入相应的人力物力，电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短，电动汽车会逐渐普及，其价格和使用成本必然会降低。

H. 如果想研究新能源电动车（汽车）f方面的问题，需要学习哪方面的知识

电动车要看你想做哪方面。是想做电动车本身呢，还是电动车入网呢

I. 纯电动汽车CAN总线应用整车控制策略研究与经验

纯电动汽车的国内外发展背景

汽车享有“第一商品”的美誉，因为，汽车工业的发展，可以带动众多产业发展。一辆轿车的零部件数以万计，附加值很高，一辆车背后是一系列的产业。因此，汽车工业也就成为了衡量一个国家工业化水平和综合科技水平的重要标志。

我国的汽车工业水平落后先进国家，短时间内在内燃机领域是不可能消除差距的，中国大规模发展燃油车动力汽车，在环境、资源、技术等方面面临严重压力，所以，从国内的资源和环境条件，也要求中国在未来的汽车工业必须探索新的思路。

随着我国国民经济持续高速发展，轿车成为我国居民消费的主要商品之一，我国汽车工业也将迎来一个快速发展的机遇，发展燃油车，会依赖石油资源需求的激增，同时会造成对环境、环保的负面影响，电动汽车恰好避免或者减少这些不利因素。

当代融合多种高新技术企业而兴起的纯电动汽车、混合动力汽车正在引发世界汽车工业一场革命，展现了中国企业工业的光明未来。近些年来，美国、日本、欧洲的一些国家和跨国公司已经投入大量资金和研发成本，我国也奋起直追，积极投入电动汽车研究与开发，目前新能源车在市场、整车、生产、应用等多方面实现了赶超和创新成果转化及产业化。

在电动汽车领域，我们和世界发达国家处于同一起跑线，不少方面还处于世界领先地位，这为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇。更重要的是我国还有后发优势，因为生产电动汽车不仅仅是发动机的更改，而且是设计、制造、材料、电气、控制和整个社会服务体系的全面变革，我国电动汽车发展，没有包袱，市场巨大，生存空间充足。

此外，我们还可以通过开发自主的电动汽车，申请专利、制定标准，保护自己的汽车工业。加入世贸组织后，再靠关税、政府政策来保护本国利益已经不行了，一流企业做标准，国家也一样，这是产业的游戏规则。电动汽车的零排放标准及低排放控制政策就可以很好的保护本国的合法权益。

我国电动汽车开发走在国际的前列，目前还需要攻破关键的电池技术，电机和电控基本已经完善，面向世界推出纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。

纯电动汽车CAN总线实际应用

2016年，速锐得科技与中汽中心、清华大学、国家计量、环保部等，用一年时间研究了纯电动汽车和重型燃油车排放等标准。速锐得作为合作方，主要任务是定制纯电动汽车CAN总线应用层和开发CAN总线整车控制策略节点的软件部分和主控制器CAN总线底层DBC驱动程序。在充分理解整个系统的基础上，参考SAEJ1939协议定制符合电动汽车特点又兼容混合动力汽车的CAN总线协议，定制完成后，将适配好的DBC文件提交中汽中心。

CAN总线位定时?是在CAN中比较复杂的内容，现有的CAN总线方面对位定时讲解的过于含糊而且不统一，在纯电动汽车系统开发过程中，我们实际使用了远不止几款CAN芯片，在SAEJ1939的基础和CAN2.0B基础上，设计了符合电动汽车特点的CAN总线协议，引入了调度算法，提高了系统的性能，给纯电动汽车系统提供了一个良好的调试测试环境，还在CAN总线系统测试指导下，开发出指定车型的CAN总线监控节点的DBC文件。

纯电动汽车各ECU单元的作用

在纯电动汽车控制系统中，主要包括4个节点，即主控制器ECU、电机控制ECU、电池管理系统BMS及CAN总线控制单元。

主控制器ECU相当于纯电动汽车的大脑，它起到控制全局的作用，主控制器ECU接受汽车上传感器的信息，通过A/D转换后计算，编码为CAN报文，发送到总线上控制其他节点的工作。同时，将一些整车相关的信息（车速、电池SCO、踏板位置、电池状态、门锁信息）在组合仪表上显示出来。其中最核心的就是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值，通过CAN总线发送到电机控制系统，指挥电机正确工作。另外，主控制器ECU还控制主继电器的开关，使得整个系统上电和断电，行业有的把这些集成在VCU里面。

电机控制ECU相当于纯电动汽车的四肢，它的主要工作是主控制器发送扭矩值为输入值，采用双闭环控制来调速电机，使电机工作在需要的转速下，根据电动机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇，从而有效的调节电机温度。

纯电动汽车的电池是有几十块单体电池成组供电的，并能保证在不供电时电池不成组，每块电池的电压不超过5V，这样由于单个电池的性能差异，就需要在电池充放电过程中经常要均衡电压，保证电池性能，这个由BMS电池管理系统来控制。BMS等同于电动汽车血液循环的心脏，电池为血液循环及能量系统。

纯电动汽车CAN总线的特点

CAN总线控制单元主要是在不干扰总线数据传输的情况下，对总线上传输的数据进行实时监控，实时记录和实时报警，还提供了离线分析功能在纯电动汽车调试阶段对主控制器主要计算参数进行标定。各个子系统依靠CAN总线传输数据，进行数据交换，实现整个分布式系统的控制功能，为了充分利用总线的带宽，合理分配了8个数据字节的空间，将相关的数据放到一个报文里进行传输，保证数据帧有效信息传输比重。

在纯电动汽车运行过程中，是一些固定的工作状态之间进行切换，一般有停车状态、充电状态、启动状态、运行状态、车辆前进和后退状态、回馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、重大故障状态。纯电动汽车控制系统正是通过CAN总线协议进行通讯和传递参数，将各个分散的节点连成一个闭环系统，把每个节点的特点发挥到最好，在CAN总线技术总有几个关键技术（定位时、总线终端匹配阻抗、CAN驱动器电路设计和DBC应用层协议的设计）这也是CAN调试中的难点。

CAN总线定位时本质上和总线的同步是紧密相关联的，CAN总线系统的收/发双方必须以同步时钟来控制数据的发送和接收。接收端在相当长的数据流中保持位同步。必须要能识别每个二进制位是从什么时候开始的。为此，对于硬件终端的处理能力提出了高处理能力的需求，如果是直接通过4G/5G远程传输到云端，目前行业内可能成熟的产品有速锐得的V81。为保证接收时钟和发送时钟严格一致，采用接收器通过调节器从数据中提出同步信号或者是接收器和发送器统一时钟的方法，CAN总线的定位时在系统位编码/解码时采用自有的方式保证系统同步。

CAN总线的一般按照功能的不同分为几个不同的时段：在预分频倍数确定时，一定波特率的CAN总线系统的同步段就是已经确定下来了，而其他几个时间段是可变的，所以，我们可以发现在位定时配置中可以存在几组不同的参数都可以满足波特率的要求，应用这些参数，系统基本上可以正常运行。但是在这些组的参数中，存在一组最优的，这组最优的配置参数需要根据系统的最大总线长度和总线节点的振荡器容差来确定。

如果要获得一个给定速率下的最大总线长度，就应考虑采样点应该尽可能接近周期的末尾处。如果要使系统中每个节点可以有更大的振荡器容差，则需要在位周期中点附近选择采样点，正是由于振荡器容差和总线长度的矛盾，所以需要我们优化位定时参数，使得系统获得更大的振荡器容差和最大总线长度。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。