纯电动汽车控制策略
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纯电动汽车电动机的电磁场分布与力矩控制纯电动汽车是当今汽车行业中的一项重要技术进步,其驱动系统中的关键组件是电动机。
电动机的稳定运行和高效性能是电动汽车的关键要素之一。
在这篇文章中,我们将探讨纯电动汽车电动机的电磁场分布与力矩控制,以深入了解这一技术并了解如何优化电动机的性能。
首先,让我们来了解一下纯电动汽车的电动机的基本工作原理。
电动机以电能为输入,将电能转换成机械能,驱动汽车运动。
电动机的核心部件是定子和转子。
转子上的永磁体或线圈被电流激活,产生静态或动态的磁场。
这个磁场与定子上的磁场相互作用,产生力矩,推动转子运动。
关于电动机的电磁场分布,它是由电流在定子线圈和转子永磁体之间产生的磁场所决定的。
在电机设计和优化中,电机磁场的分布需要合理地控制和优化,以提高电机的效率和性能。
通常,电机的磁场由磁感应强度、磁场分布图和磁场密度等指标来描述。
通过精确控制电流和磁场分布,可以改变电机的工作状态,实现对电机的力矩和转速的调节。
在纯电动汽车中,力矩控制是电动机的关键控制策略之一。
力矩控制是指通过合理控制电机的输入电流来实现对电机输出的力矩的精确控制。
这对于提高汽车的动力性能和驾驶体验至关重要。
在力矩控制中,电机控制器通过监测电机的运行状态和车辆的需求,动态调整输入电流,以控制转矩的大小和变化速率。
这种精确的力矩控制使得电动汽车具有优秀的加速性能和高效率的能量转换。
为了实现纯电动汽车电动机的电磁场分布与力矩控制的优化,有几个关键的技术和策略可以采用。
首先是磁场优化技术。
通过控制线圈中电流的大小和分布,可以优化电机的磁场分布。
这可以通过在设计和制造过程中选择合适的材料、优化线圈的结构和布局等方式来实现。
通过优化磁场分布,可以改善电机的效率和减少磁场损耗。
其次是磁场调节技术。
通过对电机控制器输入电流的控制,可以实现对电机磁场强度的调节。
这种调节可以根据车辆负载、加速需求和能量消耗等因素进行动态优化。
通过精确调节磁场的强度,可以实现对电机力矩的精确控制,提高车辆的响应性能和能量利用率。
新能源汽车电池热管理系统热性能优化控制策略摘要:当代交通事业发展速度越来越快,汽车数量越来越多,汽车行驶动力主要是发动机,主要依靠汽油等燃料的燃烧,但是应用汽油等燃料,不仅成本较高,且能够导致严重的环境污染,所以当前纯电动的新能源汽车已经受到了广泛关注。
在新能源汽车当中,三元材料锂离子电池以及磷酸亚铁锂离子电池能量更高、重量更轻、污染更少,使用寿命更长的优势,但是其中安全性能不够理想,所以需要对其中的动力电池包进行合理优化,采用电池热管理系统使其性能不断改善,从而提升新能源汽车电池的使用效果和使用寿命。
由此可见,针对新能源汽车电池热管理系统性能优化控制策略进行探究具有重要意义。
关键词:新能源汽车;电池热管理系统;热性能优化控制策略引言近年来新能源汽车越来越多地向公众开放,在满足人们的需要、保护环境、减少污染物排放等方面发挥了重要作用。
新能源汽车的整体性能基本上取决于内置电池包。
电池包内温度上升将严重影响电池组的电化学系统的运行、循环寿命和充电可接受性、电池包功率、安全性和可靠性;电池包中各单元之间的温度不均衡最终会影响电池性能的一致性及电池荷电状态估计的准确性,影响到电动车的系统控制及寿命。
因此,电池包的热管理成为影响新能源汽车产业生存和发展的瓶颈问题。
为了提高整车性能,使电池组发挥最佳性能和寿命,需要优化电池包的结构,设计合理的电池包热管理系统。
一、新能源汽车动力电池工作原理概述新能源汽车动力电池主要以锂电池为主,而锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子。
锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。
在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。
在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
新能源汽车电控系统故障诊断与维修策略目录1. 新能源汽车电控系统概述 (3)1.1 新能源汽车电控系统介绍 (4)1.2 电控系统在新能源汽车中的重要性 (5)1.3 电控系统常见故障类型 (6)2. 电控系统核心组成及功能 (8)2.1 电池管理系统 (9)2.2 电机控制器 (10)2.3 变速器控制单元 (12)2.4 能量回收系统 (14)2.5 充电系统 (15)3. 电控系统故障诊断技术 (17)3.1 故障检测与识别 (18)3.2 ECU诊断通信协议 (19)3.3 故障码分析与解读 (20)3.4 系统测试与数据分析 (21)3.5 故障诊断仪器与软件 (23)4. 电控系统常见故障分析 (25)4.1 BMS故障分析 (26)4.2 EMC故障分析 (27)4.3 TCU故障分析 (28)4.4 ERS故障分析 (29)4.5 CS故障分析 (31)5. 电控系统故障维修策略 (32)5.1 故障排除流程 (34)5.2 故障修复技术 (35)5.3 系统更新与重置 (36)5.4 备件更换与系统对接 (37)6. 电控系统故障案例分析 (39)6.1 案例一 (40)6.2 案例二 (41)6.3 案例三 (42)6.4 案例四 (43)6.5 案例五 (43)7. 安全与环保措施 (45)7.1 安全操作规程 (46)7.2 环境保护法规 (47)7.3 废弃电控系统的处理 (49)8. 电控系统维护与保养 (49)8.1 定期维护计划 (51)8.2 保养要点与方法 (52)8.3 清洁与润滑 (53)8.4 安全检查 (54)9. 未来发展趋势与技术展望 (55)9.1 高级驾驶辅助系统 (57)9.2 无人驾驶技术 (58)9.3 高度集成化与智能化 (59)9.4 新能源汽车电控系统的未来发展 (60)1. 新能源汽车电控系统概述新能源汽车电控系统是确保新能源车辆高效、安全运行的核心组成部分。
增程式电动汽车发动机多工作点控制策略增程式电动汽车是一种采用电动机作为主要驱动力的汽车,同时搭载有一个发动机作为增程器,用于给电池充电以增加汽车的续航里程。
在增程式电动汽车中,发动机的工作点控制策略至关重要,可以影响汽车的燃油经济性、性能和排放。
首先,发动机的工作点控制策略应该根据车辆负载和驾驶模式进行自适应调节。
根据车辆的负载情况,发动机的工作点需要进行相应的调整,以确保车辆能够在不同的负载条件下以最佳效率工作。
同时,根据驾驶模式的不同,发动机的工作点也需要调整,以提供足够的动力和加速性能。
其次,发动机的工作点控制策略应该充分考虑燃油经济性和排放要求。
根据增程式电动汽车的使用场景和路况,发动机的工作点应该尽可能选择在最佳燃烧效率区域,以提高燃油经济性。
同时,对于排放要求,发动机的工作点控制策略应该考虑减少尾气排放,可以采用尾气后处理技术来降低排放物的含量。
另外,发动机的启停控制策略也是增程式电动汽车中重要的工作点控制策略之一、在车辆长时间停车时,可以通过关闭发动机来降低能耗和排放。
同时,在启动时,发动机的启动策略需要考虑最佳启动方式,以达到快速启动和降低乘坐的不适感。
此外,发动机的负载分配策略也是增程式电动汽车中需要考虑的工作点控制策略之一、在车辆行驶过程中,发动机的输出功率需要根据电池容量、电池剩余电量和车辆功率需求来进行合理分配。
通过在发动机和电动机之间动态分配负载,可以最大限度地利用发动机的能量输出,提高整个车辆系统的能量利用效率。
最后,发动机的控制策略还应该考虑到发动机的寿命和可靠性。
合理的工作点控制策略可以降低发动机的磨损和损坏风险,延长发动机的使用寿命。
同时,发动机的工作点控制策略还可以考虑到发动机的可靠性,通过合理的控制策略来降低发动机的故障率和维修成本。
总之,在增程式电动汽车中,发动机的工作点控制策略是影响车辆性能、燃油经济性和排放的重要因素之一、通过自适应调节、考虑燃油经济性和排放要求、合理的启停和负载分配策略以及考虑发动机寿命和可靠性等控制策略,可以提高增程式电动汽车的整体性能和用户体验。
42ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2020.11设计应用esign & ApplicationD基于电动汽车零速换挡抖动控制策略优化分析Optimization analysis of zero speed shift jitter control strategy based on electric vehicle陈士刚 (奇瑞新能源汽车股份有限公司,安徽 芜湖 241002)摘 要:本文通过对某纯电动汽车换挡抖动工况现象分析,整车在零速换挡动力方向切换时,各传动部件花键出现反转啮合,啮合过程中出现打齿、咬齿现象导致整车出现换挡抖动。
基于原换挡控制策略,本文提出一种阶梯形扭矩请求模式,同时优化扭矩响应精度。
经实车验证,在换挡时整车抖动现象明显减弱,为整车抖动问题提出一种解决方法。
关键词:电动汽车;零速;换挡抖动;响应精度0 引言随着石油资源日趋紧张及环境问题日益严重,电动汽车的普及率越来越高,并随着技术的发展及人们认知的提升,消费者不仅仅追求电动汽车的动力性和经济性,对整车的舒适性要求越来越高。
整车起步抖动的原因有很多,如整车悬置支架强度、悬置软垫强度、减速器内部齿轮间隙结构,传动半轴刚度、电机、发动机扭矩波动、底盘防震能力等原因。
针对电动车换挡以及其他形式的抖动,历来有很多文献对此进行了研究。
王朝建等根据蠕行抖动分析为电机阶次震动原因引起,通过对蠕行扭矩进行标定优化[1]。
唐柏强针对换挡时整车抖动特性,提出了一种基于改进电机驱动扭矩滤波算法改善换挡抖动的方法[2]。
曾晰等通过对新型纯电动汽车急加速松踏板工况的声振测试及测试数分析,提出了依靠优化整车结构件如悬置、副车架等连接方式来改善振 动[3]。
高洁等通过对电动汽车换挡抖动现象研究,提出一种换挡能量回收策略,对电机施加负扭矩实现快速调节转速以达到换挡整车不抖动的目的[4]。
本文通过对某纯电动汽车零速换挡抖动工况现象分析,提出一种优化控制扭矩请求和响应精度策略以改善换挡抖动现象。
一种纯电动汽车驾驶模式的切换控制方法及系统-回复纯电动汽车作为可持续交通方式的代表,正逐渐受到越来越多消费者的关注。
然而,与传统燃油汽车相比,纯电动汽车的驾驶模式切换控制仍然存在一些挑战。
本文将介绍一种针对纯电动汽车驾驶模式切换控制的方法及系统。
首先,我们需要了解什么是纯电动汽车的驾驶模式切换。
纯电动汽车通常拥有不同的驱动模式,如纯电动模式、混合动力模式和燃油模式等。
不同的驾驶模式将影响汽车的驱动力源和动力分配方式。
因此,合理而准确地选择适合的驾驶模式可以最大程度地提高纯电动汽车的能源利用效率和行驶性能。
在纯电动汽车的驾驶模式切换控制方法中,首先需要建立一个适应性驾驶模式切换策略。
这个策略基于当前驾驶状况和车辆的能量需求,通过分析和评估不同驾驶模式的性能和能量消耗,选择合适的驾驶模式。
例如,在城市道路上,选择纯电动模式可以减少能源浪费和环境污染;而在高速公路上,选择燃油模式可以提高行驶效率和续航里程。
其次,纯电动汽车的驾驶模式切换还需要考虑实时控制策略。
该策略根据当前的驾驶要求和路况等因素,及时调整车辆的驱动模式和动力分配。
例如,在需要加速的情况下,可以切换至混合动力模式,将电动机和内燃机的动力共同作用,提供更大的驱动力;而在惯性滑行或制动的过程中,可以将电动机转换为发电机,回收制动能量并储存起来。
这些实时的切换控制可以优化纯电动汽车的能量利用和动力输出,增强驾驶的舒适性和安全性。
最后,纯电动汽车的驾驶模式切换还可以通过智能化系统实现。
这种系统可以通过车辆动力控制单元和信息传感器等技术装置相互配合,自动分析和识别驾驶模式的切换需求,并实现自动切换控制。
智能化系统可以根据驾驶者的驾驶习惯和行驶特点,学习和优化驾驶模式的选择,提高整体的驾驶性能和能源利用率。
同时,智能化系统还可以与其他智能交通设施和网络进行通信,获取实时交通信息和环境数据,进一步优化驾驶模式切换控制,提供更加智能化和便捷的驾驶体验。
汽车研发:整车控制器(VCU )策略及开发流程!摘要:纯电动汽车整车控制系统以VCU为中心,电池、电机及充电系统为外围辅助系的一套完整的电控系统。
随着汽车纯电动汽车的发展,将来对VCU的要求会越来越高。
电动汽车资源网讯:整车控制器是电动汽车各个子系统的调控中心,协调管理整车的运行状态, 也是电动汽车的核心技术之一。
就像真正的美女是需要智慧与美貌并存,光有身材,哪怕前凸后翘,S型,xiong器逼人,也只能从肉体上感觉很诱人,可远观却无法多沟通,这就是大家常说的胸大无脑,而VCU就是汽车的大脑,能够让汽车变得智能化,更懂你,可远观也可亵玩焉!今天,漫谈君就和大家聊一聊,整车控制器(VCU )开发的方法和流程。
、VCU的作用与功能在电动汽车中,VCU是核心控制部件,它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数,从而协调各个动力部件的运动,保障电动汽车的正常行驶。
此外, 可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。
在完成能量和动力控制部分控制的同时,VCU还可以与智能化的车身系统一起控制车上的用电设备,以保证驾驶的及时性和安全性。
因此,VCU的设计直接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其他性能。
1、VCU主要功能.接收驾®S指令,輸岀电机I区前扭矩, 实现躯动系统控制★整车能■分配及优化S理*监测和协调管理车上其他用电器★故障处理及诊断功能★系统状态仪裘显示亠*整车设备營理1)整车能量分配及优化管理;根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整,以实现优化能量供给,延长车辆使用寿命,提高车辆运行经济性。
2 )故障处理及诊断功能;对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作。
3)系统状态仪表显示;4)整车设备管理监控各设备运行状态,及时进行动态调整。
5)系统控制根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应,实时与数据库进行比对,对各节点进行动态控制。
纯电动汽车整车控制器(VCU)详细介绍纯电动汽车整车控制器(VCU)是电动汽车的核心部件之一,它负责控制和管理整个车辆的电气系统。
VCU的主要功能包括电池管理、电机控制、能量回收和驾驶辅助等。
本文将详细介绍VCU的基本原理、结构和工作原理,以及其在实际应用中的问题和挑战。
一、1.1 纯电动汽车整车控制器的基本原理纯电动汽车整车控制器(VCU)的基本原理是将来自传感器的信息与预设的参数进行比较和计算,然后通过执行器对电动汽车的电气系统进行控制。
其中,传感器可以检测到车辆的位置、速度、加速度等信息,而执行器则可以控制电动机的转速和扭矩。
通过对这些信息的实时处理和分析,VCU可以实现对电动汽车的精确控制和优化。
二、1.2 纯电动汽车整车控制器的结构纯电动汽车整车控制器通常由多个模块组成,包括处理器、存储器、通信接口和各种输入输出接口等。
其中,处理器是整个控制器的核心部件,它负责处理来自传感器的信息和执行器的指令;存储器用于存储车辆的状态和参数;通信接口用于连接其他设备和网络;输入输出接口则用于与电动汽车的各种部件进行交互。
三、2.1 纯电动汽车整车控制器的工作原理纯电动汽车整车控制器的工作原理可以分为三个主要阶段:感知、决策和控制。
在感知阶段,VCU通过传感器收集车辆的状态信息,如位置、速度、加速度等;在决策阶段,VCU根据这些信息和预设的参数进行计算和分析,制定出合适的控制策略;在控制阶段,VCU通过执行器对电动汽车的电气系统进行控制,实现对车辆的精确控制和优化。
四、2.2 纯电动汽车整车控制器的问题和挑战尽管纯电动汽车整车控制器具有很多优点,但在实际应用中也存在一些问题和挑战。
例如,由于电动汽车的特殊性质,VCU需要具备更高的精度和可靠性;为了提高能源利用效率和减少排放量,VCU还需要具备更好的能量管理和回收能力。
随着技术的不断发展和创新,VCU也需要不断地进行升级和完善。
AUTO TIME187AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场时代汽车 吉利帝豪EV450电动汽车热管理系统控制策略与故障检修王景智广东轻工职业技术学院 广东省广州市 510300摘 要: 纯电动汽车热管理系统整体结构复杂,控制策略各异,故障检修难度较高。
本文以主流纯电动汽车—吉利帝豪EV450为例,剖析其热管理系统的组成结构与工作原理,对其配备的电池智能热管理系统ITCS 2.0控制策略进行分析,并对其热管理系统两例典型的故障进行检修,为电动汽车热管理系统故障诊断及排除提供参考。
关键词:EV450 热管理系统 电池智能热管理 控制策略纯电动汽车热管理系统性能的好坏直接影响车辆的续航里程,是电动汽车的核心管理系统之一。
纯电动汽车热管理系统通常包括电驱动系统、驾乘舱和动力电池的热管理,由于电动汽车热管理系统组成部件多,电驱动系统和动力电池对温度的控制要求更高,电动汽车热管理系统控制策略相对于传统燃油车更为复杂。
吉利帝豪电动汽车的热管理系统是目前主流电动汽车中较为先进的热管理系统,下面对吉利帝豪EV450电动汽车热管理的组成结构与工作原理、控制策略进行剖析,结合热管理系统常见故障的检修归纳其检修的基本流程。
1 吉利EV450电动汽车热管理系统组成与工作原理吉利帝豪EV450电动汽车热管理系统分为三个部分:驾乘舱热管理、动力电池热管理、电驱动系统热管理[1]。
1.1 驾乘舱热管理驾乘舱热管理如图1所示,制冷系统由电动涡旋式压缩机、平行流式冷凝器、层叠式蒸发器和H 型膨胀阀等组成,采用的制冷剂是R134a。
在H 型膨胀阀的前端设置有制冷管路电磁阀,在驾乘舱不需要制冷时电磁阀关闭,切断通向蒸发器的制冷回路。
由于没有发动机,驾乘舱制热靠液暖电加热PTC 来实现。
需要制热时,热管理控制器控制PTC 加热器(HVH)工作,控制三通电磁阀WV1的1、2号管路接通,PTC 加热水泵驱使经PTC 加热后的冷却液流进空调箱的加热芯体,实现采暖。
新能源电动汽车整车控制系统关于汽车电控系统,它其实并不是新能源电动汽车专有的,燃油车同样具备,只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂,也更强大。
汽车电控系统,就是汽车电子控制系统,是由模块控制的系统总称,它由硬件和软件构成,电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称,我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统,这个系统可以控制车辆的运行能力,所以电控系统越强大,车辆的控制与行驶能力越出色。
今天咱们就来聊聊新能源汽车的整车控制系统。
整车控制系统由加速踏板位置传感器,制动踏板位置传感器,电子换挡器等输入信号传感器,整车控制器(VCU),电机控制器(MCU),电池管理系统(BMS)等控制模块和驱动电机,动力电池等执行元件组成。
组成构架图汽车上的这些控制器通过CAN网络来通信。
CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。
比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。
1.驾驶员驾驶意图解析主要是对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。
因而驱动电机对驾驶员操作的响应性能完全取决于整车控制的油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。
2.整车驱动控制根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向整车管理系统发出相应的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱动的动力性要求;同时根据车辆状态,向整车管理系统发出相应指令,保证安全性、舒适性。
3.制动能量回馈控制整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度、车辆行驶状态信息以及动力电池的状态信息(如SOC值)来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,在满足安全性能、制动性能以及驾驶员舒适性的前提下,回收部分能量。
纯电动汽车整车控制器VCU技术要求目录1. 概述 (5)2. 术语 (5)3.1定义 (5)3.2缩略语 (5)3. 开发流程 (5)4.1VCU控制策略开发流程 (5)4.2VCU控制策略开发需求输入 (6)4.3VCU控制策略开发交付物 (6)4. VCU软件功能需求 (6)5.上下电功能需求 (7)6.1功能概述 (7)6.2功能实现描述 (7)6.2.1上电功能逻辑图 (7)6.2.2上电功能需求 (8)6.2.3下电功能逻辑图 (9)6.2.4下电功能需求 (10)6.挡位管理功能需求 (10)7.1功能概述 (10)7.2功能实现描述 (10)7.2.1功能逻辑图 (10)7.2.2功能需求 (11)7.驾驶员需求扭矩计算功能需求 (11)8.1功能概述 (11)8.2功能实现描述 (11)8.2.1功能逻辑图 (11)8.2.2功能需求 (12)8.蠕行功能需求 (14)9.1功能概述 (14)9.2功能实现描述 (14)9.2.1功能逻辑图 (14)9.2.2功能需求 (14)9.驱动扭矩控制功能需求 (15)10.1功能概述 (15)10.2功能实现描述 (15)10.2.1功能逻辑图 (15)10.2.2功能需求 (15)10.高压能量管理功能需求 (16)11.1功能概述 (16)11.2功能实现描述 (16)11.2.1功能逻辑图 (16)11.2.2功能需求 (16)11.充电管理功能需求 (17)12.1功能概述 (17)12.2功能实现描述 (17)12.2.1充电上电功能逻辑图 (17)12.2.2充电上电功能需求 (18)12.2.3充电下电功能逻辑图 (18)12.2.4充电下电功能需求 (19)12.滑行能量回收功能需求 (19)13.1功能概述 (19)13.2功能实现描述 (19)13.2.1功能逻辑图 (19)13.2.2功能需求 (20)13.制动能量回收功能需求 (21)14.1功能概述 (21)14.2功能实现描述 (21)14.2.1功能逻辑图 (21)14.2.2功能需求 (21)14.最高车速计算功能需求 (22)15.1功能概述 (22)15.2功能实现描述 (22)15.2.1功能逻辑图 (22)15.2.2功能需求 (22)15.辅助控制功能需求 (23)16.1功能概述 (23)16.2功能实现描述 (23)16.2.1功能逻辑图 (23)16.2.2功能需求 (23)16.故障诊断功能需求 (24)16.1功能概述 (24)16.2功能实现描述 (24)16.2.1功能逻辑图 (24)16.2.2功能需求 (24)1.概述该技术要求书定义了整车控制策略的技术要求,仅作为纯电动汽车策略开发技术交流的依据,同时指导自主开发整车控制策略方案制定及实施。
纯电动汽车整车控制器是电动汽车的关键部件之一,负责控制电动汽车的动力传动系统、能量管理系统以及车辆各部分的协调运行。
整车控制器的控制逻辑关乎着电动汽车的性能、能效和安全性。
下面将从控制逻辑的设计原则、各部分功能模块的控制逻辑和控制逻辑的效能优化等方面简述纯电动汽车整车控制器的控制逻辑。
一、控制逻辑的设计原则纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计要满足以下几个原则:1. 安全性原则:控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持稳定、安全的运行。
2. 效能原则:控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持最佳的能效。
3. 灵活性原则:控制逻辑设计应确保车辆在不同工况下能够有良好的响应能力和适应能力。
二、功能模块的控制逻辑整车控制器包括能量管理系统、动力传动系统和车辆管理系统等功能模块。
各功能模块的控制逻辑如下:1. 能量管理系统的控制逻辑:能量管理系统负责管理电池的充放电过程、能量回收过程和能量分配过程。
其控制逻辑主要包括电池状态估计、SOC控制、能量管理策略等。
2. 动力传动系统的控制逻辑:动力传动系统负责驱动电动汽车的电机进行运转。
其控制逻辑主要包括电机转速控制、电机扭矩控制、换挡控制等。
3. 车辆管理系统的控制逻辑:车辆管理系统负责监测车辆各部分的状态,并根据需要进行控制。
其控制逻辑主要包括车载通信、车辆监测、车载诊断等。
三、控制逻辑的效能优化控制逻辑的效能优化是整车控制器设计的重要环节。
控制逻辑的效能优化包括控制算法的优化、参数的优化和系统的协同优化等方面。
1. 控制算法的优化:通过不断改进控制算法,提高整车控制器的响应速度和控制精度,使车辆在各种工况下都能保持最佳的运行状态。
2. 参数的优化:对整车控制器的各种参数进行优化调整,确保整车控制器在各种工况下都能有最佳的性能表现。
3. 系统的协同优化:通过整车控制器各功能模块之间的协同优化,提高车辆的能效和安全性。
纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计是电动汽车技术创新的重要组成部分,对整车性能、能效和安全性起着关键作用。
纯电动汽车空调系统的结构和工作原理一、引言纯电动汽车空调系统是指通过电能驱动的空调系统,它在保持车内舒适的同时,减少对环境的污染和能源的消耗。
本文将介绍纯电动汽车空调系统的结构和工作原理。
二、结构纯电动汽车空调系统一般包括以下几个主要部件:1. 压缩机:负责将制冷剂压缩成高压气体,使其温度升高,以便于传热。
2. 蒸发器:将高压制冷剂蒸发成低压气体,吸收车内热量并降低车内温度。
3. 冷凝器:将蒸发后的制冷剂冷凝成液体,释放车内热量。
4. 膨胀阀:控制制冷剂流量,调节制冷效果。
5. 风扇:用于驱动空气循环,加速热交换,提高制冷效果。
6. 控制器:根据车内温度设定和环境温度等信息,控制空调系统的运行。
三、工作原理纯电动汽车空调系统的工作原理如下:1. 制冷循环过程:控制器接收到车内温度设定和环境温度等信息,根据需求启动空调系统。
然后,压缩机开始工作,将制冷剂吸入并压缩成高压气体。
高压气体经过冷凝器,通过风扇的辅助散热,释放车内热量,冷凝成液体。
接着,制冷剂经过膨胀阀,降低压力和温度,进入蒸发器。
在蒸发器中,制冷剂蒸发并吸收车内热量,降低车内温度。
最后,制冷剂再次被吸入压缩机,循环进行制冷过程。
2. 控制策略:纯电动汽车空调系统的控制策略主要包括两个方面:温度控制和能耗控制。
温度控制:控制器通过传感器实时监测车内温度,并根据设定值和环境温度等因素,调节压缩机的工作状态和制冷剂流量,以实现舒适的车内温度。
能耗控制:为了降低能耗,控制器会根据车内温度和环境温度等信息,合理调整制冷剂流量和压缩机的运行频率,以达到节能的目的。
此外,还可以利用辅助能源,如太阳能等,减少对电池的负荷。
3. 与动力系统的协调:纯电动汽车空调系统需要与动力系统进行协调,以避免对电池的过度消耗。
当电池电量较低时,空调系统会自动降低功率或者停止工作,以保证动力系统的正常运行。
同时,在电池电量充足时,空调系统可以通过预冷或预热来提前达到设定的车内温度,减少开车前的等待时间。
学习任务3 纯电动汽车的控制策略任务目标任务目标能够正确的认识纯电动汽车的控制策略的功用和设计思路。
能够掌握对加速转矩控制策略、制动能回馈控制策略、驱动转矩的功率限制策略的分析方法学习重点对纯电动汽车控制策略的分析和设计。
知识准备一、电动车控制系统概述1整车控制单元.汽车整车控制单元(VCU)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件。
纯电动汽车的正常行驶、安全性、再生能量回馈、网络管理、故障诊断与处理以及车辆状态监测等方面都需要VCU 的参与。
对于加速度踏板、制动踏板、电子换挡杆等传感器数据和驾驶员操作指令的数据,控制指令将其发送至整车控制单元,整车控制单元按照既定的整车控制策略进行数据处理,将处理结果发送给电机控制器、电池控制单元等,并实时监控车辆运行状态。
在纯电动汽车制动过程中,为了提高纯电动汽车的行驶里程,整车控制单元进行制动能量反馈控制。
整车控制单元直接或通过CAN 总线和其他电子控制单元传送数据和控制指令。
下图是纯电动汽车控制单元的示意图。
2.整车控制系统可以根据驾驶员的意图发出各种指令,电机控制器可实时响应并调节驱动电机的输出,实现怠速、前进、倒车、停车、能量回收和停车等功能。
整车控制系统通过采集加速踏板信号、制动踏板信号和档位开关等信息,一同接收CAN 总线上的电机控制器信号和电池管理系统发送的信号,并通过车辆控制策略对接收到的数据信息进行分析判断,获取驾驶员的驾驶意图和车辆行驶状态,最后利用CAN 总线发出指令,控制各部件控制器的工作,从而保证车辆正常行驶3、整车控制策略的功用纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置,传动系统,动力电池等。
必须有一个性能优越、安全可靠的整车控制策略,从各个环节上合理控制车辆的运行状态、能源分配和协调功能,以充分协调和发挥各部分的优势,使汽车整体获得最佳运行状态。
整车控制策略主要包括:(一) 汽车驱动控制。
根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向电机控制器发出相应指令,满足驾驶要求。
(二) 制动能量回馈控制。
根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息,计算再生制动力矩,向电机控制器发出指令。
(三) 整车能量优化管理。
通过对车载能源动力系统的管理,提高整车能量利用效率,延长纯电动汽车的续驶里程。
(四) 车辆状态显示。
对车辆某些信号进行采集和转换,由主控制器通过综合数字仪表显示出来。
二、纯电动汽车整车控制策略车辆需要在满足驾驶员意图,汽车的动力性、平顺性和其他基本技术性能以及成本控制等要求的前提下选择合适的控制策略。
针对各部件的特性及汽车的运行工况,控制策略要实现能量在电机、电池之间的合理而有效分配、使整车系统效率达到最高,获得整车最大的经济性以及平稳的驾驶性能。
在设计纯电动汽车的时候,首先要在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗,提高车辆的续驶里程。
同时还要兼顾电池的寿命,并充分考虑驾驶员的驾驶意图、汽车的平顺性以及安全性。
基于上述原则,制定控制策略的思路为: 实时考虑行驶工况,电池SOC值等影响因素,根据规则将转矩合理地分配给电机。
同时限定电机的工作区域和SOC值的范围,确保电机和动力电池能够长时间保持高效的状态。
若出现问题,系统可根据预先设定的规则对纯电动车辆系统的工作模式进行判断和选择。
最终,在整车控制器与电机控制器中形成一个实时控制的闭环系统。
这样既能保证驾驶员驾驶意图能够得到充分满足,也能够对车辆状态进行控制,保证安全性和舒适性。
1、驾驶员意图解析对于纯电动汽车,驾驶员最简单的意图分析是加速踏板与驱动电机的期望输出功率之间的开度曲线关系。
以加速踏板开度平衡曲线为基准,判断驾驶员的操作意图,当电动车辆在直道上匀速行驶时,电动汽车的运动状态点落在油门踏板的开度平衡曲线上,如图2、整车驱动控制车辆驱动控制策略主要控制输出车辆的驱动力矩,并确定车辆的性能。
车辆驱动策略的主要目的是基于驾驶员的制动踏板信号、加速踏板信号以及档位信号和当前的车辆运行状态,经过计算机的数据运行和处理,计算出电机的驱动转矩,从而改变车辆的行驶状态,达到驾驶员的预期车速。
纯电动汽车的驱动控制策略可分为 4 个部分,即加速踏板信号采集、驾驶员意图分析、车身驱动控制和校正输出转矩,其中起步模式控制、正常行驶模式控制和加速驱动控制就属于车身驱动控制模式。
3、充电控制纯电动汽车进入充电状态,整车高压负极接触器和充电器高压正接触器被吸合,充电高压电路连接,开始对动力电池充电。
此时DC/DC 开始工作,并输出低压直流到辅助电池。
在充电状态下,车辆控制器接收充电信息,点火开关无论在哪个档位,车辆的任何系统无法获得高压电,以确保车辆处于锁定状态,不能行驶,并根据BMS 提供的信息,充电功率将时时受到限制,使电池受到保护。
在充电过程中,如果电池管理系统检测到过充电信号,则将停止充电机的工作,在3s 延迟后,VCU 切断充电器高压正接触器和整车高压负接触器,从而切断整车充电高压电路。
4、能量回收控制策略普通电动汽车主要以前轮驱动形式使用,因此相应制动能量回收的控制策略主要关注前、后轮制动器提供的制动力与再生三部分之间的关系。
基于电动机再生制动的能量回收策略主要包括前后轴动力理想分配控制策略、前后轴动力比例分配控制策略以及最优能量回收控制策略。
以四轮驱动制动能量回收策略为例,单电机前轮驱动电动汽车的能量回收集中在由电机驱动的前轮上。
汽车由汽轮机驱动,前轮和后轮由轮毂电机直接驱动,因此前轮和后轮同时可以进行制动能量回收。
5、能量管理策略在纯电动车的能量管理系统中,最主要的内容是动力电池的管理和整车的能量流动控制[7]。
能源管理战略的目标是使能源得到有效和合理的利用,电池的安全也应得到考虑。
在正常运行期间,动力电池的电量通过电机控制器输送给电机,使得电机运转。
减速制动期间是不需要电池供电的,此时电机反转以产生再生扭矩对动力电池充电。
能源管理的原理如下图所示,当车辆启动时,动力电池供电给电机和其他部件。
当车辆正常行驶时,电机在相对较高的效率区域工作。
如果电池的SOC 很低,车辆会发出警报并提示确保车辆的安全。
在减速和制动时,电动机可以将一些动能转化为化学能给电池充电。
下图电池能量管理示意图6、辅助系统控制策略在车辆显示准备好后,电机液压转向辅助泵。
真空泵工作,无论是充电还是运行状态,只要接通ON 挡,空调器和PTC 就可以工作;控制器在故障发生时停止运行,故障解除后,控制器可以通过故障复位开关复位。
任务实施1.加速转矩控制策略直接影响整车驾驶的动力性和舒适性。
加速踏板开度与加速转矩函数关系形成不同的加速转矩控制策略。
如图2所示, 曲线1、2和3分别表示3种加速踏板处理策略。
曲线1反映了一种硬踏板策略,能够满足驾驶员中高负荷的驾驶感觉,但低负荷时操控性不好。
曲线3反映了一种软踏板策略,车辆加速感觉整体偏软,但低负荷操控性较好。
曲线2是一种线性踏板策略,能够反映踏板实际位置,控制效果介于曲线1和3之间。
2.制动能回馈控制策略制动能量回馈是电动汽车(包括纯电动车、混合动力车和插电式燃料电池车)的标志性功能。
制动能量回馈控制的原则是在最大程度提高能量回馈的同时,确保电制动与机械制动的协调控制,以保证汽车制动力的要求。
考虑到本项目车机械制动系统不可调整,而且只有制动踏板开关传感器,实施了纯软件的轻度制动能量回馈控制策略。
制动踏板踩下时,回馈制动功能激活,回馈制动转矩与车速的函数关系如图4所示。
在车速很低的爬行区,回馈能量与回馈路径能量损耗基本相抵,回馈效率很低且会明显影响驾驶员制动感觉,故不进行制动能量回馈。
在低速区,电机具有一定转速,施以较低制动转矩,尽量回收制动能量。
高速区时车辆惯性动能很高,可以施加较高制动转矩而不影响驾驶员制动感觉。
但由于缺少制动踏板开度信号,该策略的再生制动所占总制动比例较小,具体数值通过实车标定得到。
为了保护动力蓄电池,回馈电流不能超过蓄电池最大充电电流,SOC过高时取消电机再生制动,因为很容易导致电池电压过高而且电池充电难度也增加。
同时,ABS功能启动时,必须取消电机再生制动。
3.驱动转矩的功率限制策略该策略是为了保护能源系统、电机驱动系统及整车安全运行。
在能源系统能量不足时,若整车控制器强制按照驾驶员期望转矩,极易引起能源系统自保高压断电或损坏能源系统,造成事故,因此在这种情况下必须限制电机输出转矩。
驱动转矩的功率限制策略实时根据三大高压子系统状态,计算蓄电池功率、电机功率及高压辅助系统消耗功率,上策是通过减少高压辅助系统能量供给来最大可能满足驾驶员动力需求,若仍然能量供需不平衡,下策就是限制电机功率需求。
式中:Poversysload为动力系统过载限制的驾驶员期望功率; Pexp为驾驶员期望功率(n为电机转速); Pbatmaxdis为蓄电池最大放电功率,与SOC成正向关系; Paux为高压辅助系统消耗功, 包括冷却系统及空调系统等。
驱动电机过载,发热量增加,引起温升过大,从而导致电机驱动系统自保而清除转矩需求或烧毁电机驱动系统,造成事故。
因此驱动转矩的功率限制策略从过载倍数和过载时间两个方面加以控制。
过载倍数与加速踏板开度呈线性关系,当加速踏板开度超过设定开度阈值,电机过载运行,满足驾驶员急加速需求,过载倍数可以从图3加速转矩MAP得到。
过载时间根据电机温度特性确定,整车控制器接收电机驱动系统反馈的电机温度,并根据设定的电机温度过高阈值限制过载转矩。
任务小结纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置,传动系统,动力电池等。
对于同一种电动汽车来说,采用不同的控制策略可以得到不同的整车性能,能耗情况和电池的SOC状态值。
在设计纯电动汽车的时候,要明确开发目的,在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗,提高车辆的续驶里程。
任务评价一、课堂练习1.试说明各整车控制策略的功用?2. 试说明驱动转矩的功率限制策略与哪些角度有关?3.绘制并分析制动流程控制图。
4.为什么在设计纯电动汽车的时候,要明确开发目的,在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗,提高车辆的续驶里程。
5.硬踏板、软踏板、线性踏板各有什么优缺点?。