现代电动汽车原理与设计(车辆工程汽车服务工程教育部高等学校机械类专业教学指导委员

作者简介

邓涛，男，1982年7月生，教授，博士（后），硕士生导师，美国加州大学圣地亚哥分校（University of California, San Diego）访问学者，机电与车辆工程学院车辆工程系主任，第四届重庆交通大学“最受学生欢迎的‘十佳’教师”。主要从事车辆动力传动及其综合控制、混合动力及电动汽车控制研究、新能源汽车理论及应用研究、智联汽车控制等领域的研究工作。近年来主持和主研国家自然科学基金、863计划等国家级、省部级科研项目及企业横向20余项。目前作为项目负责人主持国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后科学基金面上资助项目、重庆市博士后科研项目特别资助项目、重庆市科委基础与前沿研究计划项目、重庆市教委科学技术研究项目、江苏省汽车工程重点实验室开放基金、重庆交通大学博士基金等国家级2项、省部级4项科研项目。目前作为项目负责人主持重庆市高等学校教学改革研究重点项目、重庆市研究生教育教学改革研究重点项目、重庆交通大学校级教育教学改革研究一般项目等省部级重点项目2项、厅局级1项教改项目。在《Journal of Mechanical Science and Technology》、《Advances in

内容简介

第 3章 纯电动汽车设计 3.1工作模式和控制策略 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 和能量分配，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。 在制定纯电动汽车控制策略时，首先要明确控制目 标，即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 问题、实现条件的制约，并要充分考虑到驾驶员的驾驶 意图、汽车的平顺性以及安全性。因此，需考虑的原则 和约束条件如下： (1) 在系统性能限制条件和司机驾驶扭矩需求的条 件下，计算和调整实际输出的驱动扭矩； (2) 保证车辆运行以及各个部件的安全性； (3) 确保良好的驾驶感受。 基于以上原则，可制定以下基本控制策略： (1) 限定电动机的工作区域和SOC值的范围，确保 电动机和动力电池能够长时间保持高效的状态。若出现 问题，系统提醒，再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，制定相应的控制策略 。 (2) 实时考虑各个影响因素，如行驶工况，电池的 SOC值等，根据规则，将转矩合理地分配给电动机。在 整车控制器与电动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及时更新，同时也 能够对车辆状态进行控制，保证安全性和舒适性。 根据以上原则和基本控制策略，从纯电动汽车的主 要工作模式(起步模式、行车模式、制动能量回收模式) 考虑，制定出相应的控制策略。 (1) 起步模式： 当车辆完成上电过程后，整车控 制器通过采集车辆状态、电机和电池以及加速踏板等信 号，车辆随时准备起步。只要驾驶员踩踏加速踏板并且 电池SOC值高于一定值，整车控制器就计算电机所需转 矩，并将此信息发送给电机，电机开始起动并驱动纯电 动车起步。如果电池SOC 值过低，则要进行报警，以保 证车辆的安全。 (2) 行车模式： 起步完成后，车辆进入行车模式 。整车控制器实时接收和 采集各种数据，实时计算电机所需的转矩并定时发 送这些数据给电机控制器，保证汽车的正常运行。当电 池SOC值过低时，车辆进行报警，充电提示灯亮。 (3) 制动能量回收模式： 根据制动踏板行程的大 小以及在不改变原车的制动性能情况下对能量进行有效 回收。纯电动汽车的制动主要由两部分组成，即电动机 再生制动部分和传统液压摩擦制动部分。在采用电动机 再生制动的同时，使用传统的液压摩擦制动作为辅助，