8. 试比较分析国内外燃料电池车在众多的新能源汽车中，燃料电池汽车因其具有零排放、效率高、
燃料来源多元化、能源可再生等优势而被认为是未来汽车工业可持续发展重要方向，是解决全球能源问题和气候变化理想方案。
国际燃料电池汽车现已进入技术与市场示范阶段。
我国燃料电池汽车面临着发展后劲不足，技术创新突破难、产业化基础薄弱、专业人才缺乏等难题，严重阻碍了我国燃料电池汽车技术进步。的技术状态对比？
20**年，欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划，计划拿出4.7亿欧元持续资助燃料电池汽车及基础设施技术研发。
德国政府高度重视燃料电池汽车及氢能研发，拟与企业联合资助14亿欧元用于燃料电池汽车、氢能等关键技术研发。
日本政府在过去30年时间内先后投入上千亿日元用于燃料电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。20**年1月，包括丰田、本田、尼桑等在内的日本13家汽车和能源企业共同决定在东京、大阪、名古屋和福冈四大都市圈的市区和高速公路上建立100座加氢站，并通过完善设计、改善生产技术等方法大幅降低燃料电池汽车生产成本，培育燃料电池汽车市场。
美国政府对燃料电池汽车支持在布什任职期间达到顶峰，在奥巴马政府期间，美国能源部宣布从美国振兴计划中拨款4190万美元支持燃料电池特种车的研发和示范，另在20**年美国财政预算中安排5000万美元用于燃料电池和氢能技术研发。
加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国和英国等国家政府积极支持燃料电池汽车和氢能研发。
20**年，戴姆勒、福特、通用、丰田、本田和现代汽车6个世界主要汽车公司签署备忘录，持续开展燃料电池汽车研发，计划于20**大力推广燃料电池汽车，并快速形成几十万辆燃料电池汽车保有量。
经过长时间、持续稳步的支持，国外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性(如低温启动性能)取得了重大突破，示范运行不断深入，并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车，燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。产品成本控制与配套基础设施建设成为制约燃料电池汽车商业化推广主要因素。
在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术；建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台；形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件配套研发体系，具有百量级燃料电池汽车动力系统平台与整车生产能力。
9. 比较分析超级电容与蓄电池电池的特性
体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍 充电速度快，10秒内达到额定容量的95% 充放电能力强
失效开路，过电压不击穿，安全可靠 超长寿命，可长达40万小时以上
充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护 电压类型：2.7v---12.0v 容量范围：0.1F--1000F
2历史长，技术成熟、成本低。1、比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较
短；
2、使用寿命短，使用成本过高。
三、 分析题 (2题)
1． 对指定的混合动力汽车动力耦合装置，分析其耦合机理，列写动力耦合方程式；
2. 对指定的混合动力系统，分析其具有的工作模式；
1.串联式混合动力系统（SHEV）
串联式混合动力系统由发动机、发电机、蓄电池组、驱动电机和控制器等主要部件组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电机，电机驱动汽车行驶。发动机和发电机集成组成一个系统，即辅助动力单元（APU），发动机发出的功率只驱动发电机，发电机发出的电能向蓄电池充电，由蓄电池提供电能给电机，驱动车辆行驶，发动机不直接参加工作。
在起动和低速时，由蓄电池供电给电机驱动汽车行驶。在正常工作时，由发动机带动发电机给蓄电池充电，由蓄电池的电能供电机驱动汽车行驶。在加速时，发动机发出功率带动发电机，蓄电池的电能均提供给电机驱动车辆行驶。 在制动、减速时，制动能量回收，电机转变为发电机，向蓄电池充电。串联式混合动力驱动系统结构如图1所示。
2.并联式混合动力系统（PHEV）
并联式混合动力系统结构如图2，发动机通过机械传动装置与驱动桥连接，电机通过动力装置与驱动桥相连，汽车可由发动机和电机共同驱动或各自单独驱动。在起动和低速时，发动机停止工作，由蓄电池向电机供电，通过变速器、驱动桥驱动车辆行驶。在正常工作时，发机机处于经济工况下行驶，发动机通过变速器、驱动桥驱动车辆行驶。发动机发出的功率除驱动车辆行驶外，还可向蓄电池充电。而在汽车加速时，由发动机和电机联合工作。在减速、制动时，制动能量回收，电机变为发电机向蓄电池充电。
3.混联式混合动力系统（PSHEV）
混联式混合动力系统是串联式与并联式的综合，它的结构形式和控制方式充分发挥了两种驱动形式各自的优点，能够使发动机、发电机、电机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统工作在最优状态，因此更容易实现排放和燃油消耗的控制目标。如图3所示，发动机发出的功率一部分通过动力分配装置输送给驱动桥，驱动车辆行驶。另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制，输送给电机或蓄电池；电机产生的驱动力矩通过动力分配装置传送给驱动桥。
混合动力车的工作模式和能量流动 1.SHEV的工作模式和能量流动
（1）发动机-发电机组单独供电模式
在正常工作时，发动机-发电机组发出的电能直接驱动电机，电机驱动车轮，实现汽车行驶。如图1能量流动线路为发动机→发电机→电机→驱动轮。 （2）动力蓄电池组单独供电模式
在起动、低速行驶时，发动机关闭，蓄电池组单独驱动电机以驱动汽车行驶。这样可以实现串联式混合动力汽车的零排放，以满足市中心等某些排放要求严格的地区的要求。在发动机-发电机组出现故障时，还可以使用蓄电池的剩余电量将汽车开到最近的维修点。如图1，此时的能量流动线路为蓄电池→电机→车轮。 （3）发动机-发电机组和蓄电池共同供电
在全负荷加速或重载工况下，当发动机的最大功率不足以满足汽车的需求时，则由蓄电池组提供所需峰值功率，此时，汽车的负载功率等于发动机-发电机组输出功率和蓄电池组输出功率之和。 （4）发动机-发电机组向蓄电池组充电模式
汽车在行驶过程中，当蓄电池组的充电状态SOC低于预先设定的低限值，则需要发动机向蓄电池组充电，直到蓄电池组SOC超过预先设定的高限值，由蓄电池向电机供电，驱动汽车。如图1，这时的能量流动线路为发动机→发电机→蓄电池。
（5）再生制动模式
在汽车制动、减速时，可以回收制动或减速过程中所损失的能量，并将其反馈给蓄电池，从而达到提高燃油经济性的目的。这时，通过控制逆变器使电机作为发电机工作，驱动车轮反过来驱动此“发电机”转动以产生电能，并给蓄电池充电。如图1，这时的能量流动线路为驱动车轮→电机→蓄电池。 2.PHEV的工作模式和能量流动 （1）纯电动模式
在汽车起步时，动力蓄电池组提供电能来驱动电机，利用电机低速大扭矩的特性使车辆起步；在城市道路上车辆低速运行时，为避免发动机工作在低效率和高排放的工作范围，高效且动态特性好的电机可以单独驱动汽车低速运行。如图2所示，此时的能量流动路线为蓄电池组→电机→车轮。 （2）纯发动机模式
车辆在正常经济工况（中、高速）行驶时，车辆以发动机驱动模式行驶，保持发动机在高效率工况下运转。如图2，此时的能量流动路线为发动机→变速器→驱动桥→车轮。 （3）混合驱动模式
在城市中加速行驶或爬坡时，发动机和电机共同工作。发动机工作在高效区，同时电机提供辅助的功率满足车辆在加速或爬坡时对功率的要求。如图2，此时的能量流动路线为：（1）发动机→变速器→驱动桥→车轮；（2）蓄电池→电机→变速器→驱动桥→车轮。 （4）发动机驱动+发电模式
当动力蓄电池组的SOC较低时，发动机可以反向驱动电机对蓄电池组充电；汽车正常运行工况下当发动机输出功率大于车辆需求功率时，发动机一部分可以驱动以发电状态工作的电机向蓄电池充电。如图2，此时的能量流动路线为：（1）发动机→变速器→驱动桥→车轮（2）发动机→电机/发电机→蓄电池组。 （5）再生制动模式
车辆滑行、下坡、减速或制动时，车轮通过驱动桥反向拖动电机变为发电机发电，把能量储存在蓄电池组内，回收部分制动能量。如图2，此时的能量流动路线为：车轮→驱动桥→电机变为发电机→蓄电池组。 （6）停车充电模式
起步前或停车后，如果蓄电池SOC很低，可以进行停车充电，如图2，此时的能量流动路线为：发动机→电机/发电机→蓄电池组。
现代电动汽车技术复习提纲西华大学
