電動(dòng)輕型商用車控制器的開發(fā)與分析

電動(dòng)輕型商用車控制器的開發(fā)與分析

能源枯竭和環(huán)境污染迫使人們將注意力轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車控制器是電動(dòng)汽車整車控制系統(tǒng)的核心，對(duì)汽車正常行駛、安全性、能量回收、網(wǎng)絡(luò)管理、故障管理與處理以及汽車狀態(tài)監(jiān)視等功能起著關(guān)鍵作用，其性能好壞直接影響整車性能。開發(fā)的電動(dòng)汽車控制器多適用于乘用車，很少有適合于商用車的控制器。對(duì)此，開發(fā)了一個(gè)用于電動(dòng)輕型商用車的控制器，下面對(duì)該控制器進(jìn)行分析。

在所開發(fā)控制器的體系架構(gòu)中，將加速踏板輸入、制動(dòng)踏板輸入、車速傳感器、電池組荷電狀態(tài)作為控制器的輸入，結(jié)合控制器局域網(wǎng)絡(luò)傳輸輸出信號(hào)控制電機(jī)、電池組和車載顯示系統(tǒng)。整個(gè)控制器的功能模塊包括：停止啟動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊、加速控制模塊、制動(dòng)控制模塊、充電速率限制模塊以及故障確認(rèn)和消除模塊。其中，停止啟動(dòng)模塊用于降低汽車頻繁起動(dòng)、停止帶來的能源損耗；驅(qū)動(dòng)控制模塊對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，保證汽車行駛性能；車速控制模塊用來根據(jù)踏板位置和電池荷電狀態(tài)給出參考加速度；能量回收模塊用來回收制動(dòng)能量；充電速率限制模塊用來限制充電速率，防止電池?fù)p壞；故障確認(rèn)和消除模塊主要是對(duì)電池組狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并給出解決方案。聯(lián)合上述模塊，該控制器可以實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)模式、性能模式和節(jié)能模式3種模式下的行駛。控制器工作時(shí)，根據(jù)輕型商用車的負(fù)荷情況進(jìn)行不同模式切換。在Matlab環(huán)境下，對(duì)該控制器進(jìn)行仿真。仿真采用一個(gè)駕駛員模型進(jìn)行城市循環(huán)工況的輸入，仿真里程11.67km。由于標(biāo)準(zhǔn)模式在汽車性能和能源效率之間具有一個(gè)很好的平衡，因而將其作為其它模式性能的基準(zhǔn)。結(jié)果顯示：①所設(shè)計(jì)的控制器能夠滿足汽車城市循環(huán)工況下的需求；②在標(biāo)準(zhǔn)模式下，由于使用控制器具有啟動(dòng)停止模塊，因此怠速能源消耗降低了48%；③在標(biāo)準(zhǔn)模式下的整個(gè)循環(huán)工況中，能源消耗為22kWh/100km，最大車速為73.2km/h；④與標(biāo)準(zhǔn)模式相比，在性能模式下的能源消耗為32kWh/100km，最大車速提高了12.46%；⑤在節(jié)能模式下的能源消耗為19.8kWh/100km，最高車速減少了16%。

Balaji Balasubramanian et al. SAE 2015-26-0110.

編譯：王祥