電動(dòng)汽車控制技術(shù)

1、電動(dòng)汽車控制技術(shù)的研究進(jìn)展電動(dòng)汽車控制技術(shù)的研究進(jìn)展摘要汽車控制技術(shù)是推動(dòng)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。在全球汽車行業(yè)競爭日益激烈的背景下，如何通過理論與方法的創(chuàng)新，提高我國汽車控制系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，完成從消費(fèi)大國向制造強(qiáng)國的過渡是我們目前面臨的重大挑戰(zhàn)。本文主要圍繞新能源汽車的關(guān)鍵控制問題進(jìn)行論述，其主要包括：混合動(dòng)力汽車扭矩需求管理、電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、能量回收控制，總結(jié)國內(nèi)外的研究狀況，提煉共性問題，對電動(dòng)汽車控

2、制的發(fā)展趨勢給出了一些觀點(diǎn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車扭矩需求管理電池管理系統(tǒng)能量回收控制AbstractAutomobilecontroltechnologyisanimptantguaranteetopromotethesustainabledevelopmentoftheautomobileindustry.Underthebackgroundofincreasinglyfiercecompetitionintheglobalaut

3、omotiveindustryhowtoimprovetheindependentresearchdevelopmentcapabilityofChinasautomobilecontrolsystemthroughtheinnovationoftheymethodcompletethetransitionfromconsumingcountrytomanufacturingcountryarethemajchallengesweare

4、facing.Thispaperfocusesonthekeycontrolissuesofnewenergyvehiclesincluding:hybridvehicletquedemmanagementelectricvehiclebatterymanagementsystemmotdrivecontrolenergyrecoverycontrol.summarizestheresearchsituationathomeabroad

5、refinescommonproblemsgivessomeviewsaboutthedevelopmenttrendofelectricvehiclecontrol.Keywds:ElectricVehicleTquedemmanagementBatterymanagementsystemEnergyrecoverycontrol1前言前言能源枯竭、環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)亟需解決的問題。電動(dòng)汽車在節(jié)能減排、遏制氣候變暖以及保障石油供

6、應(yīng)安全等方面有著傳統(tǒng)汽車無法比擬的優(yōu)勢，受到了各國政府、汽車生產(chǎn)商以及能源企業(yè)的廣泛關(guān)注。日益提升的電池設(shè)備、充電技術(shù)以及充電設(shè)施也促進(jìn)電動(dòng)汽車不斷普及。研究表明，在中等發(fā)展速度下，至2020、2030和2050年，電動(dòng)汽車占美國汽車總量的比例將分別力耦合和分離過程中能量管理策略的復(fù)雜性，提出了基于模糊邏輯控制的扭矩管理策略。文獻(xiàn)[56]中指出，在使用AMT的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，離合器作為發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力耦合裝置，在驅(qū)動(dòng)模式切換，如

7、由EV模式切換到PHEV、CV模式時(shí)，需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并接合離合器以便將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力平穩(wěn)地接入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)，在換檔時(shí)，需要協(xié)調(diào)控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)快速、平順地完成換檔過程。不論是能量優(yōu)化管理技術(shù)還是扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制都可以看作基于扭矩管理的動(dòng)力總成控制。扭矩管理策略以扭矩作為最主要的控制變量，在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間對扭矩而不是對功率進(jìn)行合理的分配。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪之間沒有機(jī)械動(dòng)力耦合。與并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車相比，串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)

8、汽車可以避免并聯(lián)型和混聯(lián)型的機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性[7?8]，同時(shí)可在提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保性的前提下緩解現(xiàn)行車載電源續(xù)駛里程有限的不足。在簡單的開關(guān)式規(guī)則控制中，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一恒定的最優(yōu)點(diǎn)，如何充分利用以上串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從系統(tǒng)優(yōu)化的角度優(yōu)化輔助功率單元(Auxiliarypowerunit，APU)(主要是發(fā)動(dòng)機(jī))的運(yùn)行是串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車能量分配策略的關(guān)鍵。另一方面，由于動(dòng)態(tài)變化過程中APU存在動(dòng)態(tài)能量損失，

9、在實(shí)際能量分配策略的優(yōu)化中必須考慮APU的動(dòng)態(tài)行為。增程式電動(dòng)車是以電動(dòng)機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔工作的串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的唯一作用是發(fā)電。所謂增程式電動(dòng)汽車，就是當(dāng)車載電池電量消耗至最低臨界限值時(shí)，增程器將自動(dòng)啟動(dòng)并為其繼續(xù)提供電能，以實(shí)現(xiàn)高達(dá)數(shù)百公里的續(xù)駛能力。另外，增程式電動(dòng)汽車的電池容量只需純電動(dòng)汽車的40%左右，極大地降低了成本。2.2電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)動(dòng)力電池是電動(dòng)車上最常用的儲(chǔ)能設(shè)備。動(dòng)力電池作為電動(dòng)

10、車的主要能源，其性能和工作狀態(tài)對整車而言是至關(guān)重要的。為確保動(dòng)力電池組的良好性能，利用動(dòng)力電池的能量，延長電池的使用壽命，對其進(jìn)行有效的管理和控制顯得尤為重要。電池管理相當(dāng)復(fù)雜，它需要反映電池的若干信息，其中包括電池的電荷狀態(tài)(Stateofge，SOC)、電池的健康狀態(tài)(Stateofhealth，SOH)和壽命管理。傳統(tǒng)的汽車在行駛時(shí)通過油表來顯示汽車的可續(xù)駛里程，而電動(dòng)汽車中需要計(jì)算電池組的電荷狀態(tài)(SOC)。SOC是電池狀態(tài)的重