电动汽车目前具有多种不同的形式，包括锂离子电池、PEM电池等，还有不同的动力系统，本文主要总结电动汽车中，不同的电池和系统的一些特性。

1　电动汽车水热泵系统的温度调节[1]

开发了一种创新的解决方案，为电动汽车提供高效的热预处理，提供低能耗，最大的舒适性和动力传动系统，改善车辆的续驶里程。预处理策略有两种不同的方式，直接从用户获取触发器或预测驾驶员的行为（接近车辆），并根据用户概况提供定制调节（温度）。最后，通过水热泵系统为车辆提供有效热管理。即使在零度以下的温度，热泵系统也能使用来自环境的热量，并且还设计成收集来自功率电子器件（即逆变器和电动机）消散的多余热量。预处理的触发是通过移动通信提供的。用户在他的智能手机上有一个应用程序，它通过云服务器与车辆中的HMI（人机界面）进行通信（该项目是平板电脑）（图1）。车辆HMI连接到CAN总线网关（GW），并将相应的消息发送到热管理ECU（TMECU）。

图1　预处理构架

触发的方法是基于当司机的计划和车辆的目标。一方面，如果预处理功能在驾驶员到达之前达到目标温度，则会浪费能源。另一方面，如果驾驶员到达时车辆仍然没有达到目标温度，则舒适程度将被侵害。预测方法使用算法通过监视其运动来预测驾驶员对车辆的接近程度。但是，这种方法增加了错误触发的可能性。结果表明，可以最大限度地提高驾驶员的舒适度，并且可以达到热泵系统的高效工作点，以使车辆的行驶范围最大化。

2　燃料电池混合动力汽车动力系统建模与仿真[2]

本文分析了以燃料电池，电池和光伏电池为动力的混合动力汽车动力总成的电气系统。利用MATLAB/Simulink模块进行建模。Simulink模型采用永磁同步电机驱动系统。对转子转速、电磁转矩、电流、DC-DC转换器电流、电压、充电状态、充电器性能、光伏面板性能和机械转矩等进行仿真，并与现有技术方法进行了比较。

提出由PEM燃料电池、锂离子电池和光伏电池组成的混合动力汽车动力系统Simulink模型。在Simulink模型中使用的燃料电池堆总数为400，堆叠效率为57%。在燃料电池的情况下，工作温度起着重要的作用。在这个系统中，系统温度保持在95°C。车辆燃料电池系统可分为四个子系统，其中气流子系统对燃料电池整体性能影响较大。

400个燃料电池堆足以产生期望的280V电压，当电流为280A时，由电池堆产生的功率为85.5kW，当电流为350A时产生功率为100.02kW。由于辅助负载由太阳能光伏面板支撑，所以从燃料电池产生的电力将被完全用于车辆的推进。电池堆电压与电流的关系以及电池堆功率与电池堆电流的关系反映了燃料电池的准确发电量。

太阳能光伏面板将作为车辆的辅助电池，其典型地包含12V的额定值。从仿真结果可以看出，最初产生11.93V的面板随着时间的推移而略微减少，一直保持到15.95s。在16秒和16秒之后，实现了11.928V的恒定供电，这非常接近于为12V电池充电，这意味着光伏面板成功地满足了系统要求。

3　锂离子动力电池第二次生命应用的经济可行性[3]

这项研究的主要研究问题是，如果使用锂离子动力电池（LITB）可以经济地应用，那么可以降低电池电动车（BEV）的总体拥有成本（TCO）。在BEV中使用后，对LITB的二次生命（SL）应用进行全面的业务分析和评估，并确定BEV对TCO的影响以及回收和再利用之间的经济比较。

系统研究的方法分为以下几个步骤：

·系统的文献检索：SL应用研究、经济可行性、安全性问题和研究

·文献分析和评估SL应用当前可用的经济评估

·重复利用和回收使用的LITB的经济比较

·确定BEV对TCO的影响

·介绍结果和批判性讨论

使用数据库“Science Direct”、“WISO”、“Springer Link”、“Google Scholar”和“Research Gate”。搜索标准是2001年至2016年的出版文献，基于纯电动汽车的LITB再利用的SL申请。

LITB的再利用可以减少BEV的TCO，从而减少与传统驱动器的车辆相比TCO的差距，这大约为4,000欧元，从而支持BEV更快的市场渗透率，新的电池成本预计将继续下降。

4　模拟驾驶循环条件下PEM燃料电池堆的性能评估[4]

除了电池之外，聚合物电解质膜（PEM）燃料电池堆已经成为混合动力车和电动车的动力源。在此应用中，PEM燃料电池的动态性能对于确保车辆的平稳运行至关重要。本研究旨在通过利用计算流体动力学（CFD）方法来评估用于车辆应用的PEM燃料电池堆受到新欧洲驾驶循环（NEDC）的性能。

研究了NEDC曲线对PEM燃料电池性能的影响。根据数值结果检查并讨论几种可能的情况。即稳定的入口流量，阳极、阴极、冷却剂及其组合的可变入口流量。评估了代表动态入口流动条件的可能场景的六种情况，即稳定入口流量（情况1）、所有入口流量变化（情况2）、阳极入口流量变化（情况3）、阴极入口流量变化（情况4）、阴极入口流量变化（情况5）和冷却剂入口流量变化（情况6）。

发现情况1（稳定的入口）产生最高的总功率密度。另一方面，阳极、阴极和冷却剂（情况2）的动态入口流动状态在整个行驶周期中产生最高的净功率，并具有与稳定入口流量情况相同的热、水和气管理。实现了在实际汽车应用中根据PEM燃料电池堆的驱动循环特性控制进气流的潜在实施方式，以获得更高的净堆功率，改进的气体、热和水管理以及更坚固耐用的电池堆。

5　环境温度变化对电动车辆性能的影响[5]

美国能源部阿尔贡国家实验室（ANL）和欧共体联合研究中心（JRC）合作，共同研究关于电动车辆（EV）的能源效率。在ANL的先进动力总成试验室（APRF）和JRC的车辆电气实验室（VeLA 8）评估了装备有增程器（REX）的2014款宝马i3插电式电动车。除了运行特定的循环之外，针对欧盟和美国的立法循环进行了测试，车辆在-30°C至50°的变化的环境条件下操作，数据分析侧重于针对不同温度和功率需求的车辆和部件特定的能源使用情况。

为了从车辆测试中产生可重复的、准确的结果，需要在受控的热环境中加载灵活和可行的方法。对于这些结果，使用了两个4轮驱动的底盘测功机：ANL的APRF和JRC的VeLA8。APRF的四驱车底盘测功机包括一个热室和一个大型制冷系统的空气处理单元，使车辆在-18℃到+35℃温度范围。另外，所有的测试温度都可以通过或不通过提供高达1000W/m2的太阳辐射能的太阳能仿真灯进行评估。JRC的VeLA8是一款汽车动力装置，设计用于在受控的环境条件下，在-30℃至+50℃的温度范围内测试轻型至中型全电动和混合动力车辆。测试单元中嵌入了一个四轮驱动底盘测功机。它能够模拟真实的驾驶动作，速度可达260 km/h，加速度可达±10 m/s2，并可正确测量再生制动，排放测量系统也是专门针对混合动力汽车排放的准确评估而设计的。

6　燃料电池混合动力电动汽车：功率调节单元和拓扑的综述[6]

燃料电池（FC）在汽车技术中的应用已经在过去几年得到了很大的普及。通常，燃料电池混合动力电动车辆（FCHEV）由燃料电池、电池和/或超级电容器（UC）作为动力源组成，电源转换器与电源集成在一起形成混合FC系统。

这有助于弥补个别电源的缺点。除了电源本身的技术效率之外，FCHEV的性能受电力电子和相关控制器的效率影响。本文综述了汽车分类技术的最新进展，重点介绍了燃料电池、电池、超级电容器和飞轮的部署。还讨论了FCHEV中使用的配置，以及更新后的功率转换器拓扑结构（图2和图3）。

图2　FCHEV构型图

根据配置中使用的功率级和控制技术对拓扑结构进行分类和讨论。然后，按时间顺序描述多级转换和单级拓扑。还讨论了FCHEV的各种拓扑结构、安全标准、现状和环境影响的优缺点。此外，还阐述了FCHEV的当前发展、挑战和未来前景。基于FC的研究和技术的快速增长在不久的将来为FCHEVs带来了巨大的前景，预测氢气与汽油相比的竞争成本。

图3　FCHEV拓扑结构

7　燃料电池堆在多用途车辆混合动力装置中的动力学研究[7]

将四模块PEM燃料电池组结合到电力公用车辆的混合动力装置之前，对其进行电化学表征。为了确定其最佳操作参数，表征了具有开放阴极和空气冷却配置的4个3kW的燃料电池堆，具有100个膜电极（MEA）。

开放的阴极配置是提高燃料电池能量效率的常用方法。然而，强制对流经常导致内部脱水。特别是在高电流需求下，由于缺乏反应物而导致的电压反转，多次由于反应位置（膜-电极界面）处的脱水而成为这种配置的常见故障源。因此，水的管理对于防止燃料电池的性能下降和永久性失效至关重要。随后，在发电厂集成到车辆中之前，必须建立智能水管理策略，以保证在车辆工作周期中保证燃料电池的性能。为此，建立了测试方案，基于线性伏安表，电化学阻抗谱和热图像测试每个模块，以便观察电池的电压和电阻，作为内部水合作用，反应物浓度和堆内热量分布的指标操作。对于每个模块获得极化曲线，并且从它们中稳定运行的点（电压、电流、温度和通气口）被确定为在电动车辆混合动力装置中的燃料电池操作期间额定性能的推荐条件。

从该研究中获得的结果表明，在燃料电池组操作期间保持恒定的水合作用需要避免电池电压反转的发生。建议在电池组运行过程中每10分钟进行一次这种调节，以避免电池堆电压损失。

8　提高混合动力汽车整体效率的热管理方法[8]

本文提出了一种多层燃料电池电动汽车（FCEV）在效率、耐久性和对环境的生态影响方面的创新解决方案。主要目的是说明除了优化电动汽车运行效率之外，使用多堆叠燃料电池（FC）系统对整体效率提升的兴趣。

在电动汽车中，电池和功率放大器被用作辅助能源。使用FC最重要的好处之一是零CO2排放的副产物，例如水和热。所考虑的系统主要是利用过热来预热堆叠式FC以节省能量并改善全局系统性能。由FC和电池组成的混合结构如图4所示。电源总线将FC连接到电机，转换器监测FC需求的电力。为了设计该结构并获得实时多域耦合问题（例如电和热），使用数学时间计算模拟（MTCSim©）软件。该软件由Segula Technologies于2012年开发，主要用于开发新型发动机，能源管理和零部件尺寸。使用MTCSim©，可以确定系统的电力需求，以模拟电动汽车的整体效率问题。

图4　FC混合动力结构

基于MTCsim软件的数值模拟结果，多堆叠FC集成被认为是提高FC车辆效率的理想解决方案。此外，由于每个/所有FC的管理激活过程，每个FC的激活响应时间和每个FC的使用寿命增加。热管理解决方案显示，FC的热量增加了25.3%，整个FCEV系统的热量增加了5%，FC过热恢复是提高在FCEV中的多堆FC系统的整体效率的创新解决方案。

9　用于EMI测量的电动汽车动力电池建模无源阻抗网络的开发[9]

建立了一个无源阻抗网络，建模动力电池的阻抗。因此，首先测量360V混合电池组的阻抗。基于这些测量结果，提出了代表电池阻抗及其特征值和共振的等效电路。使用这个等效电路，设计阻抗网络，用于混合动力汽车（HV）牵引系统部件的电磁干扰（EMI）测试。在最后一个步骤中，使用牵引系统组件集成在电动车辆牵引系统中的回路设置中来验证该无源阻抗网络。

动力电池一般是由多个串联并联的电池单元组成，以提高总电压和容量。主要由两个电极组成，两个电极之间有一个隔离器。电阻和电感可以用来模拟两个电极。中间的隔板用电容器和等效电阻建模。由于所有电池串联连接，电感、电阻和电容可以相加。混合动力车辆电池组的阻抗在10kHz至30MHz的频率范围内以主动模式进行测量。验证测量显示，当使用阻抗网络时，在示例性牵引系统的EMI测量期间可以获得几乎相同的结果。使用网络可以改善在EMI测量期间获得的结果，因为DC端口的高频阻抗等于使用真实动力电池的情况。基于所提出的等效电路，甚至可以模拟其他电池的阻抗来研究其对牵引系统的EMI的影响。

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[2]Muhammad Sifatul Alam Chowdhury.Modelling and simulation of power system of battery,solar and fuel cell powered Hybrid Electric Vehicle[C].Electrical Engineering and Information Communication Technology(ICEEICT),2017.

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