電動汽車整車匹配與電機控制系統(tǒng)探討
時間:2022-09-08 09:51:44
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摘要:進(jìn)入到二十一世紀(jì),全球石油能源呈現(xiàn)出明顯的緊張趨勢,促使新型汽車研究成為人們關(guān)注的重點問題?;旌蟿恿﹄娏ζ囍攸c在于續(xù)航能力,對電池性能要求較高,需要保證電力系統(tǒng)可以充分發(fā)揮出自身的作用。本文從混合動力電動汽車的優(yōu)勢入手,深入開展分析,明確其運行方式,探索電機控制系統(tǒng),為各項工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:混合動力電動汽車;整車匹配;電機控制系統(tǒng)
汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俪鲂泄ぞ?,為人們提供便利的服?wù),但在使用過程中,不僅需要耗費較大的石油能源,還對環(huán)境產(chǎn)生明顯的污染,造成不良影響?;旌蟿恿π碗妱悠囀乾F(xiàn)階段出現(xiàn)的新型汽車,該汽車改變了傳統(tǒng)的動力系統(tǒng),以電機為基礎(chǔ),通過電力驅(qū)動,為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
1混合動力電動汽車的優(yōu)勢
在發(fā)展過程中,混合電動汽車技術(shù)越來越成熟,促使其成為現(xiàn)階段汽車行業(yè)最具有市場化、產(chǎn)業(yè)化前景的車型之一,具有廣闊的發(fā)展空間?;旌蟿恿ζ嚺c傳統(tǒng)汽車存在明顯的差異性,以內(nèi)燃機與電動機作為動力點,充分發(fā)揮出雙方的優(yōu)勢,如既可以保證發(fā)動機具有良好的反應(yīng)速度、動力性能以及長時間工作性能,又可以促使發(fā)動機的污染性、噪聲降低,充分發(fā)揮出各自的優(yōu)勢,以滿足實際需求,主要表現(xiàn)在以下幾方面:第一,混合動力汽車通過以內(nèi)燃機作為動力源來保證自身運行,因此在設(shè)計過程中設(shè)計者根據(jù)實際情況分析功率,確定內(nèi)燃機的最大運行功率,如果汽車自身需要大功率,但內(nèi)燃機難以滿足時,可以充分發(fā)揮出電池的優(yōu)勢力來提供動力,保證動力充足,并且在運行過程中通過功率可以為電池充電,在內(nèi)燃機的持續(xù)工作中形成良好的能量循環(huán),達(dá)到最佳狀態(tài)[1]。第二,相比于傳統(tǒng)汽車或者純電動汽車來說,混合動力汽車的更具有優(yōu)勢,不需要外界的充電系統(tǒng),利用自身的系統(tǒng)實現(xiàn)一次充電續(xù)駛里程,提升能源的利用效率,解決基礎(chǔ)設(shè)施問題。在城市繁華路段可以選擇電池單獨驅(qū)動,充分發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢,實現(xiàn)零排放,滿足發(fā)展需求[2]。第三,混合動力汽車中內(nèi)燃機充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng)上存在的除霜、取暖、空調(diào)等耗能問題,提升能源的利用效率。電動機與發(fā)電機可以相互互補,如在低速時可以選擇電機提供動力,降低內(nèi)燃機消耗。與此同時,保證電池保持良好的狀態(tài),不會出現(xiàn)過充或者過放情況,延長電池使用壽命,降低費用成本[3]。例如圖1為某品牌的混合動力汽車。
2混合動力電動汽車的運行工作方式
現(xiàn)階段,在發(fā)展過程中混合動力汽車呈現(xiàn)出多種工作方式,不同的方式呈現(xiàn)出不同的特點,常見并聯(lián)式、串聯(lián)式以及串并聯(lián)混合工作:第一,并聯(lián)式工作模式,該方式以二者結(jié)合為基礎(chǔ),以電動機為主要的動力能源,將電動馬達(dá)作為輔助能源,形成完整的動力組合系統(tǒng),為混合動力汽車提供充足的動力,該方式應(yīng)用較為簡單,可以合理的利用電動馬達(dá)的優(yōu)勢來降低其耗油量,保證環(huán)保性[4]。第二,串聯(lián)工作方式,混合動力汽車自身蘊含內(nèi)燃機與發(fā)動機兩種動力系統(tǒng),在汽車行駛過程中單純依靠發(fā)動機作為動力能源來運行,進(jìn)而保證自身運行穩(wěn)定性,為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[5]。第三,串并聯(lián)混合工作方式,該方式在應(yīng)用過程中實現(xiàn)雙方的合理配合,形成復(fù)雜的裝置結(jié)構(gòu)系統(tǒng),在低速運行過程中利用馬達(dá)來驅(qū)動,在高速運行過程中利用電機與馬達(dá)的共同合作來驅(qū)動,以保證汽車具有良好的運行速度,滿足運行需求。例如,表1為某汽車整車性能參數(shù)。
3混合動力電動汽車的電機控制系統(tǒng)
混合動力汽車的動力系統(tǒng)較為復(fù)雜,包含的內(nèi)容較多,如驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)等,各個系統(tǒng)相互配合,形成完整的體系?;旌蟿恿ζ嚨目刂葡到y(tǒng)實際上是指汽車的動力能源在運行過程中集中控制的部分,也是汽車運行的核心,直接影響汽車的運行。在傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車中,其整體的控制系統(tǒng)包括點火控制、空燃比控制、怠速控制、變速器檔位變換以及換擋感覺控制,而混合動力汽車在此基礎(chǔ)上加入轉(zhuǎn)速、車速、負(fù)荷等相關(guān)的信息狀態(tài)與設(shè)備狀態(tài),以滿足發(fā)展需求。通過對各項數(shù)據(jù)分析,合理的開展計算,明確電動機與發(fā)電機的功率分配比,確定功率分配方式,如根據(jù)汽車自身的負(fù)荷方式來確定電動機與發(fā)動機的輸出功率比,在該比例確定過程中,需要保證各項內(nèi)容合理,如排放性能、汽車動力性能、經(jīng)濟(jì)性能等各項指標(biāo)滿足實際需求,以保證比例合理,滿足混合動力汽車的運行,合理設(shè)計混合動力系統(tǒng),加強整體控制[6]。
3.1混合動力汽車控制系統(tǒng)
混合動力汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)中包含的內(nèi)容較為廣泛,以控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機組成,其中控制系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多,如電控、電機、電池等,通過相互配合來促使其穩(wěn)定發(fā)揮出自身的作用?;旌蟿恿ζ嚨碾姍C驅(qū)動系統(tǒng)組合形式較多,如機電集成化驅(qū)動系統(tǒng)、機械驅(qū)動式、輪輪電機驅(qū)動以及機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)等,不同的系統(tǒng)呈現(xiàn)出明顯的差異性,需要結(jié)合實際情況選擇,以滿足實際需求。
3.2混合動力汽車控制策略
現(xiàn)階段,混合動力汽車的類型較多,進(jìn)而其在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出明顯的差異性,因此在控制過程中,需要選擇合理的控制策略,以不同的控制策略來調(diào)節(jié)混合動力汽車,充分發(fā)揮出汽車自身的模式,實現(xiàn)穩(wěn)定的運行。保證控制功率流在不同元件間流動,促使整體系統(tǒng)在車輛運行過程中可以充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,保證各項經(jīng)濟(jì)性良好,如燃油經(jīng)濟(jì)性,在實踐過程中可以充分發(fā)揮出混合動力汽車的優(yōu)勢與價值,保證系統(tǒng)成本降低,低排放。驅(qū)動性能良好,滿足各項要求[7]。
3.3混合動力汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)
對于混合動力汽車來說,其自身的電機驅(qū)動系統(tǒng)較為復(fù)雜,因而對其提出合理的要求,具體來說主要表現(xiàn)在以下幾方面:①轉(zhuǎn)矩、功率密度大。實際上,現(xiàn)階段無論是混合動力汽車還是純電動汽車,其自身的由于性質(zhì)因素的影響,前整體的汽車結(jié)構(gòu)中,動力組織的空間較小,因此給電動機驅(qū)動系統(tǒng)預(yù)留的空間也較小,為保證其穩(wěn)定性,需要合理控制電機的體積,保證其滿足實際需求,以提升整體的性能,但在設(shè)計過程中,需要保證電機體積減小時不能影響其自身的功率與轉(zhuǎn)矩,進(jìn)而保證其滿足現(xiàn)階段的需求。②電機工作速域?qū)?。在運行過程中,想要保證現(xiàn)階段的混合動力汽車運行中轉(zhuǎn)速達(dá)到最大化,需要保證其具備良好的條件,第一保證混合動力汽車運行過程中行駛速度比基速低,進(jìn)而輸出電機的最大轉(zhuǎn)矩,以保證混合動力汽車在運行過程中可以具備運行條件,如啟動、加速、爬坡等。第二當(dāng)混合動力汽車運行過程中,自身的車速超過基速時,應(yīng)保證其電機恒定功率運行,主要的目的在于促使車輛在運行過程中可以保證車輛適應(yīng)超車、最高車速,以保證車輛安全運行[8]。③系統(tǒng)的效率高。對于現(xiàn)階段的混合動力汽車來說,在運行過程中以電機作為驅(qū)動能源,但傳統(tǒng)發(fā)展過程中,受現(xiàn)階段技術(shù)因素限制,電動車的供電能力受限較為明顯,進(jìn)而影響其整體性,降低整體的經(jīng)濟(jì)效果以及車輛運行里程,影響駕駛者的體驗感。因此在發(fā)展過程中,需要技術(shù)有效的改善現(xiàn)階段存在的問題,解決影響混合動力汽車運行的因素,改善其問題,以提升汽車的運行效率與工作效率,為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。④系統(tǒng)較強的環(huán)境適應(yīng)能力?;旌蟿恿ζ嚨碾姍C具備的性能較多,為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù),如良好的防水性能、防震性能、防水性能等,因此在汽車運行過程中,充分利用各種性能開來保證自身的服務(wù),可以有效的適應(yīng)各種環(huán)境,提升自身的性能,進(jìn)而汽車的電機自身也能合理的適應(yīng)環(huán)境,優(yōu)化其性能,為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。對于混合動力電動汽車來說,為保證其具有良好的性能,應(yīng)積極的開展優(yōu)化,從體積、質(zhì)量方面控制,保證其體積小、質(zhì)量輕、性能強,移動較為便捷,可以滿足現(xiàn)階段的需求。⑤電磁良好的兼容性?;旌蟿恿ζ嚨男再|(zhì)加較為特殊,在不同的狀態(tài)下,其自身有兩種動力系統(tǒng),根據(jù)實際情況來選擇,以保證其動力合理,可以為混合動力汽車提供最合理的動力支撐,以保證汽車穩(wěn)定的運行。但受其自身的性質(zhì)因素影響,兩個不同的動力能源在運行過程中可能出現(xiàn)相互干擾情況,進(jìn)而影響其功能發(fā)揮,造成不良的影響,因此在設(shè)計過程中,應(yīng)根據(jù)實際情況來優(yōu)化,合理設(shè)計,保證其電磁兼容性良好,可以充分發(fā)揮出自身的作用,降低電磁干擾,通過合理的電磁兼容性設(shè)置來促使系統(tǒng)性能提升,盡量降低驅(qū)動系統(tǒng)對車輛其他部分產(chǎn)生的影響,實現(xiàn)穩(wěn)定運行。
4結(jié)論
綜上所述,在當(dāng)前的時代背景下,混合動力汽車成為人們關(guān)注的重點,逐漸成為人們出行的主要交通工具,提供便捷的服務(wù),因此在發(fā)展過程中應(yīng)合理的開展優(yōu)化,明確其運行情況,結(jié)合實際開展創(chuàng)新,優(yōu)化混合動力汽車電機控制系統(tǒng),完善現(xiàn)有的發(fā)展模式,以需求為基礎(chǔ),提升混合動力汽車的整體性能,滿足時展需求。
參考文獻(xiàn):
[1]許永紅,章國光,潘奕然.某PHEV車型動力總成的設(shè)計開發(fā)[J].汽車電器,2021,11(02):15-17,20.
[2]黃稟通,朱建軍,周忠偉.并聯(lián)式混合動力汽車模糊控制策略優(yōu)化[J].機械設(shè)計與制造,2020,15(12):293-297.
[3]陳志鵬,楊俊偉,祁克光.混合動力電動汽車整車熱管理控制器硬件需求分析[J].汽車電器,2020,12(05):13-14,18.
[4]陳祥.電動汽車充電設(shè)施:建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018,16(Z2):92-94.
[5]劉洋,肖揚,喻凡.功率分流式混合動力汽車分析及能量管理策略研究[J].傳動技術(shù),2019,33(03):3-13.
[6]張毅,楊亞聯(lián),孟慶光.互聯(lián)網(wǎng)分布式混合動力汽車實車在環(huán)仿真平臺[J].汽車工程,2017,39(08):849-857.
[7]宋超,謝勇波,文多.基于CCP協(xié)議的插電式混合動力通用監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[J].大功率變流技術(shù),2016,12(02):57-61.
[8]王強,閆君杰.輕型插入式混合動力電動汽車整車構(gòu)造研發(fā)過程淺析[J].河南機電高等??茖W(xué)校學(xué)報,2018,23(02):15-18.
作者:吳恭敏 單位:安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司