淺談電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制策略

黃強(qiáng)

摘 要：由于電動(dòng)汽車(chē)具有零污染、零排放、高效等特點(diǎn)，因此電動(dòng)汽車(chē)具有廣闊的發(fā)展空間。電動(dòng)汽車(chē)由于續(xù)駛里程還存在不足，需要加深電動(dòng)汽車(chē)電池的研究。同時(shí)完善電動(dòng)汽車(chē)的控制策略，由此提高電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制器展開(kāi)分析，深入探討了電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制策略，為電動(dòng)汽車(chē)性能的提高提供保障。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);整車(chē)控制;策略

0 引言

由于具有高效、低噪聲、零排放以及零污染等優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)汽車(chē)目前發(fā)展迅猛，然而電動(dòng)汽車(chē)也存在不足，主要表現(xiàn)為消費(fèi)者并不非常滿意電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛的里程，基于此必須要使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛的里程提高，這就需要一方面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的電池進(jìn)行深入研究，另一方面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的控制策略進(jìn)行完善，由此使電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性能得到保障。

1 電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制器分析

作為電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制的中樞，整車(chē)控制器的作用是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的各種部件信號(hào)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等進(jìn)行采集，同時(shí)對(duì)于信號(hào)與狀態(tài)信息進(jìn)行判斷，采取相應(yīng)的處理措施，基于電動(dòng)汽車(chē)的CAN總線將指令發(fā)送給對(duì)應(yīng)電器模塊，在接收到整車(chē)控制器指令以后，電動(dòng)汽車(chē)其他的控制器與電氣部件等進(jìn)行動(dòng)作。電動(dòng)汽車(chē)中的整車(chē)控制器下級(jí)部件利用CAN總線將信息反饋給整車(chē)控制器，并且各部件的信號(hào)的采集都是通過(guò)整車(chē)控制器實(shí)現(xiàn)的，基于駕駛員指令同時(shí)和整車(chē)控制器軟件相結(jié)合，將調(diào)控指令發(fā)送給電動(dòng)汽車(chē)，從而實(shí)現(xiàn)安全管理的控制、能力管理的控制等。與此同時(shí)，基于對(duì)電動(dòng)汽車(chē)狀態(tài)信息的采集，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的工作狀態(tài)、故障等進(jìn)行判斷。

2 電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制策略

第一，電動(dòng)汽車(chē)的起步控制策略。電動(dòng)汽車(chē)起步狀態(tài)指的是當(dāng)開(kāi)始通電時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng)，加速踏板的輸入值是0，電動(dòng)汽車(chē)由靜止?fàn)顟B(tài)加速到某一車(chē)速。電動(dòng)汽車(chē)的起步模式關(guān)鍵是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的限制。電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)工作的區(qū)間包括恒轉(zhuǎn)矩輸出區(qū)間與恒定功率輸出區(qū)間。如果基速比轉(zhuǎn)速大，那么電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)工作，輸出恒定的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)增加轉(zhuǎn)速時(shí)輸出功率會(huì)變大;如果基速比轉(zhuǎn)速小，那么電機(jī)在恒定功率區(qū)工作，輸出恒定的功率，當(dāng)增加轉(zhuǎn)速時(shí)輸出會(huì)降低。

第二，電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)模式的控制策略。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言，當(dāng)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，任何轉(zhuǎn)速都和某一相應(yīng)最大輸出轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)，需要和電動(dòng)汽車(chē)的整體實(shí)際的運(yùn)行情況相結(jié)合，如果在某確定的轉(zhuǎn)速下，電機(jī)工作時(shí)其轉(zhuǎn)矩不能達(dá)到最大的輸出值，那么受較多的因素影響。例如行駛過(guò)程中，電動(dòng)汽車(chē)不斷的消耗車(chē)載電能，從而逐漸降低動(dòng)力電池SOC，由此降低了驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電壓，使輸出的轉(zhuǎn)矩比理想情況的最大轉(zhuǎn)矩要小。基于電動(dòng)汽車(chē)的起步控制策略來(lái)說(shuō)，為了使電動(dòng)汽車(chē)在起步過(guò)程中因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)矩比較大導(dǎo)致?lián)p失，由此電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩的輸出控制進(jìn)行限制時(shí)，轉(zhuǎn)矩比最大值要小。基于電動(dòng)車(chē)的整車(chē)性能角度，電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)模式對(duì)于動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性都兼顧，標(biāo)準(zhǔn)模式控制策略的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為整車(chē)控制器能夠快速的響應(yīng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

第三，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力模式控制策略。電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力模式指的是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)動(dòng)力性能給予重視。如果電動(dòng)汽車(chē)的加速度需求較大，那么驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出響應(yīng)盡可能快，從而對(duì)充足的輸出力矩進(jìn)行提供。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)要求對(duì)轉(zhuǎn)矩靈敏度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行提供時(shí)，直接方式是基于相同加速踏板開(kāi)度，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷系數(shù)增加。和標(biāo)準(zhǔn)控制模式策略相比，電動(dòng)汽車(chē)基于動(dòng)力模式的控制策略時(shí)，駕駛員對(duì)于加速踏板踩踏到相同的位置，加速響應(yīng)更快，并且輸出轉(zhuǎn)矩更大。電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力模式控制曲線在標(biāo)準(zhǔn)模式的控制曲線的上方，同時(shí)在曲線的上段有著比較快的上升趨勢(shì)，相對(duì)而言后段變緩。在全行程的范圍中，加深踏板在動(dòng)力模式下的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷系數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)模式下要大，由此極大的提升了整車(chē)的動(dòng)力性能，特別是起步時(shí)期加速踏板的開(kāi)度行程不大，那么迅速增加控制曲線，起步時(shí)期的轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)靈敏度較大，然而提高了電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性，但是降低了整車(chē)的操控性，同時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)模式相比，其經(jīng)濟(jì)性也不高。

第四，電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)模式控制策略。電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)經(jīng)濟(jì)模式控制主要是對(duì)于經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行考慮。在工況與運(yùn)行條件都適合的情況下，電動(dòng)汽車(chē)通常對(duì)于經(jīng)濟(jì)模式控制策略進(jìn)行選擇，由此使電動(dòng)汽車(chē)的能量利用效率提高，使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程提高，電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)經(jīng)濟(jì)性能得到改善。電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程是消費(fèi)者最為關(guān)心的問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)控制模式策略下的核心問(wèn)題就是電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程的延長(zhǎng)。電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)控制模式常用的策略是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的下調(diào)，使電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于動(dòng)力電池的放電功率需求降低，由此盡可能的使電動(dòng)汽車(chē)的電池能夠在高效放電區(qū)工作，優(yōu)化了電池的放電效率，電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)備了同樣的電能，由此延長(zhǎng)了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。然而，該方法提升電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能的基礎(chǔ)是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的一部分動(dòng)能的犧牲，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的加速踏板轉(zhuǎn)矩負(fù)荷系數(shù)下調(diào)能夠直接影響電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性，從而電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)就會(huì)變慢，由此缺失了動(dòng)力性能，最為明顯的表現(xiàn)是在電動(dòng)汽車(chē)的起步以及加速的情況。與此同時(shí)，為了使利用電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)能量的效率提高，能夠基于對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式，使工作點(diǎn)的工作區(qū)間盡可能的是高效區(qū)間。驅(qū)動(dòng)電機(jī)同樣能夠?qū)﹄妱?dòng)汽車(chē)的性能有著重要的影響，因此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作效率對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能有著直接的影響。比如電動(dòng)汽車(chē)可以通過(guò)對(duì)單速比速器進(jìn)行配置的方法，微調(diào)電機(jī)的工作點(diǎn)，從而使低效區(qū)間避開(kāi)，由此優(yōu)化了電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制系統(tǒng)。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)減小了加速踏板的開(kāi)度時(shí)，其轉(zhuǎn)矩負(fù)荷的系數(shù)變化就會(huì)放緩，電機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)荷系數(shù)在加速踏板的打開(kāi)度區(qū)間具有較大的變化，因此，在全行程的電動(dòng)汽車(chē)的加速踏板在經(jīng)濟(jì)模式下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)荷系數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)模式控制策略下小，電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能得到了提升。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)而言，整車(chē)控制器是其控制中樞，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的各個(gè)部件的信號(hào)、電動(dòng)汽車(chē)的狀態(tài)信息等進(jìn)行采集，同時(shí)對(duì)于駕駛員的操作信息進(jìn)行接收，基于整車(chē)控制策略進(jìn)行有關(guān)指令的輸出。通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制策略的分析，從而提高電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制性能。

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