纯电动汽车驱动控制策略
㈠ 纯电动汽车驱动布置方式有哪些,请简要说明其特点
分散能独立式示意图
纯电动汽车驱动布置主要有两种形式: 1.集中驱动 2.分散独立驱动 ,由上图可以看出,两种形式的主要区别在于驱动电机的位置及个数。
集中驱动式结构简单紧凑,适合量产
分散独立驱动式结构相对复杂,优点是可以独立控制、实现车轮独立运转
㈡ 纯电动汽车CAN总线应用整车控制策略研究与经验
纯电动汽车的国内外发展背景
汽车享有“第一商品”的美誉,因为,汽车工业的发展,可以带动众多产业发展。一辆轿车的零部件数以万计,附加值很高,一辆车背后是一系列的产业。因此,汽车工业也就成为了衡量一个国家工业化水平和综合科技水平的重要标志。
我国的汽车工业水平落后先进国家,短时间内在内燃机领域是不可能消除差距的,中国大规模发展燃油车动力汽车,在环境、资源、技术等方面面临严重压力,所以,从国内的资源和环境条件,也要求中国在未来的汽车工业必须探索新的思路。
随着我国国民经济持续高速发展,轿车成为我国居民消费的主要商品之一,我国汽车工业也将迎来一个快速发展的机遇,发展燃油车,会依赖石油资源需求的激增,同时会造成对环境、环保的负面影响,电动汽车恰好避免或者减少这些不利因素。
当代融合多种高新技术企业而兴起的纯电动汽车、混合动力汽车正在引发世界汽车工业一场革命,展现了中国企业工业的光明未来。近些年来,美国、日本、欧洲的一些国家和跨国公司已经投入大量资金和研发成本,我国也奋起直追,积极投入电动汽车研究与开发,目前新能源车在市场、整车、生产、应用等多方面实现了赶超和创新成果转化及产业化。
在电动汽车领域,我们和世界发达国家处于同一起跑线,不少方面还处于世界领先地位,这为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇。更重要的是我国还有后发优势,因为生产电动汽车不仅仅是发动机的更改,而且是设计、制造、材料、电气、控制和整个社会服务体系的全面变革,我国电动汽车发展,没有包袱,市场巨大,生存空间充足。
此外,我们还可以通过开发自主的电动汽车,申请专利、制定标准,保护自己的汽车工业。加入世贸组织后,再靠关税、政府政策来保护本国利益已经不行了,一流企业做标准,国家也一样,这是产业的游戏规则。电动汽车的零排放标准及低排放控制政策就可以很好的保护本国的合法权益。
我国电动汽车开发走在国际的前列,目前还需要攻破关键的电池技术,电机和电控基本已经完善,面向世界推出纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。
纯电动汽车CAN总线实际应用
2016年,速锐得科技与中汽中心、清华大学、国家计量、环保部等,用一年时间研究了纯电动汽车和重型燃油车排放等标准。速锐得作为合作方,主要任务是定制纯电动汽车CAN总线应用层和开发CAN总线整车控制策略节点的软件部分和主控制器CAN总线底层DBC驱动程序。在充分理解整个系统的基础上,参考SAEJ1939协议定制符合电动汽车特点又兼容混合动力汽车的CAN总线协议,定制完成后,将适配好的DBC文件提交中汽中心。
CAN总线位定时?是在CAN中比较复杂的内容,现有的CAN总线方面对位定时讲解的过于含糊而且不统一,在纯电动汽车系统开发过程中,我们实际使用了远不止几款CAN芯片,在SAEJ1939的基础和CAN2.0B基础上,设计了符合电动汽车特点的CAN总线协议,引入了调度算法,提高了系统的性能,给纯电动汽车系统提供了一个良好的调试测试环境,还在CAN总线系统测试指导下,开发出指定车型的CAN总线监控节点的DBC文件。
纯电动汽车各ECU单元的作用
在纯电动汽车控制系统中,主要包括4个节点,即主控制器ECU、电机控制ECU、电池管理系统BMS及CAN总线控制单元。
主控制器ECU相当于纯电动汽车的大脑,它起到控制全局的作用,主控制器ECU接受汽车上传感器的信息,通过A/D转换后计算,编码为CAN报文,发送到总线上控制其他节点的工作。同时,将一些整车相关的信息(车速、电池SCO、踏板位置、电池状态、门锁信息)在组合仪表上显示出来。其中最核心的就是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值,通过CAN总线发送到电机控制系统,指挥电机正确工作。另外,主控制器ECU还控制主继电器的开关,使得整个系统上电和断电,行业有的把这些集成在VCU里面。
电机控制ECU相当于纯电动汽车的四肢,它的主要工作是主控制器发送扭矩值为输入值,采用双闭环控制来调速电机,使电机工作在需要的转速下,根据电动机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇,从而有效的调节电机温度。
纯电动汽车的电池是有几十块单体电池成组供电的,并能保证在不供电时电池不成组,每块电池的电压不超过5V,这样由于单个电池的性能差异,就需要在电池充放电过程中经常要均衡电压,保证电池性能,这个由BMS电池管理系统来控制。BMS等同于电动汽车血液循环的心脏,电池为血液循环及能量系统。
纯电动汽车CAN总线的特点
CAN总线控制单元主要是在不干扰总线数据传输的情况下,对总线上传输的数据进行实时监控,实时记录和实时报警,还提供了离线分析功能在纯电动汽车调试阶段对主控制器主要计算参数进行标定。各个子系统依靠CAN总线传输数据,进行数据交换,实现整个分布式系统的控制功能,为了充分利用总线的带宽,合理分配了8个数据字节的空间,将相关的数据放到一个报文里进行传输,保证数据帧有效信息传输比重。
在纯电动汽车运行过程中,是一些固定的工作状态之间进行切换,一般有停车状态、充电状态、启动状态、运行状态、车辆前进和后退状态、回馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、重大故障状态。纯电动汽车控制系统正是通过CAN总线协议进行通讯和传递参数,将各个分散的节点连成一个闭环系统,把每个节点的特点发挥到最好,在CAN总线技术总有几个关键技术(定位时、总线终端匹配阻抗、CAN驱动器电路设计和DBC应用层协议的设计)这也是CAN调试中的难点。
CAN总线定位时本质上和总线的同步是紧密相关联的,CAN总线系统的收/发双方必须以同步时钟来控制数据的发送和接收。接收端在相当长的数据流中保持位同步。必须要能识别每个二进制位是从什么时候开始的。为此,对于硬件终端的处理能力提出了高处理能力的需求,如果是直接通过4G/5G远程传输到云端,目前行业内可能成熟的产品有速锐得的V81。为保证接收时钟和发送时钟严格一致,采用接收器通过调节器从数据中提出同步信号或者是接收器和发送器统一时钟的方法,CAN总线的定位时在系统位编码/解码时采用自有的方式保证系统同步。
CAN总线的一般按照功能的不同分为几个不同的时段:在预分频倍数确定时,一定波特率的CAN总线系统的同步段就是已经确定下来了,而其他几个时间段是可变的,所以,我们可以发现在位定时配置中可以存在几组不同的参数都可以满足波特率的要求,应用这些参数,系统基本上可以正常运行。但是在这些组的参数中,存在一组最优的,这组最优的配置参数需要根据系统的最大总线长度和总线节点的振荡器容差来确定。
如果要获得一个给定速率下的最大总线长度,就应考虑采样点应该尽可能接近周期的末尾处。如果要使系统中每个节点可以有更大的振荡器容差,则需要在位周期中点附近选择采样点,正是由于振荡器容差和总线长度的矛盾,所以需要我们优化位定时参数,使得系统获得更大的振荡器容差和最大总线长度。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
㈢ 深度:研判上汽通用微蓝7的电驱动技术及控制策略
基于当前中国的法律法规并没有对智能驾驶甚至无人驾驶技术做出明确规定的时机,微蓝7没有像那些造车新势力十分激进的配置L2.5级无人驾驶技术。在用车环境、道路状态和法律法规三者条件都不具备推广更高级别智能驾驶配置的时候,上汽通用直接选择相对“保守”的智能控制技术的实车应用,对于终端车主来说无疑是一个明智的选择。
笔者有话说:
微蓝7的整体技术架构实际上就是通用自有新能源技术体系与整车应用的延伸。尽管微蓝7的电驱动和电控技术没有进“X合1”类的整合,但是133wh/kg动力电池总成系统能量密度,基于软包电芯和液冷板热管理控制策略的标配;3套循环系统的配置,尤其是动力电池热管理系统循环管路的独立设定,有效的保证车辆主被动安全效能。
至于微蓝7在充电工况动力电池热管理控制策略,将会在后续深度评测中介绍。
新能源情报分析网评测组出品
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㈣ 电动汽车的驱动与控制的内容简介
随着现代控制理论的发展,现在各种现代控制技术和微处理器已经在电动车驱动控制系统中发挥着重要的作用。电动车动控制系统必将向着各学科交叉、融合的方向发展,成为一个机电集成的智能化系统。
(1)现状
现在使用较多的电动午.用驱动电机中,交流异步电机采用的控制方案有矢量控制和直接转矩控制两种:永磁同步电机驱动因为控制系统比较复杂,为达到最佳控制效果,常常将两种或几种控制方案结合运用,如采用最人转矩控制和弱磁控制原理以实现电机的效率最佳化和宽范围的调速方案,集转矩控制和PWM控制于一身的控制方案等。
近来在电动车驱动系统中又出现了效率最优控制、无速度传感器交流调速控制系统和高频交流脉冲密度调制技术等几种新技术。随着交流电机在电动牟驱动系统中的应用,常规线性控制算法,如P l和P ID调节方法已不能再满足惟能的控制要求。现在各种现代控制技术开始应用在电动车电机驱动控制系统中,如模糊控制、自适应控制、神经网络和专家系统等。
(2)发展趋势
通过对I乜动车用电机的比较可见,交流电机仍将是未来电动车电机驱动系统的首选,其控制系统将随着电力电子技术的发展小断优化,交流电机控制装置与控制技术将得到不断发展。随着现代控制理论的发展,现在各种现代控制技术和微处理器已经在电动车驱动控制系统中发挥着重要的作用。电动车动控制系统必将向着各学科交叉、融合的方向发展,成为一个机电集成的智能化系统。
《电动汽车的驱动与控制》比较全面地介绍了电动汽车驱动系统控制技术的现状,阐述了电动汽车驱动系统的基本结构、工作原理、驱动电动机技术、功率变换技术、传感器技术及相关的建模与仿真技术。针对纯电动汽车的驱动系统进行建模,对电动汽车驱动系统的速度闭环控制的稳定性问题和控制策略进行了深入研究。根据两款电动轿车驱动系统的主要参数,建立了简化的被控对象数学模型,设计了PID控制器、自适应控制器、模糊控制器和预测控制器,利用数值仿真进行比较分析并研究了其控制性能。书中融入了编著者近期的研究成果,对于电动汽车设计具有重要的指导意义。《电动汽车的驱动与控制》理论联系实际,研究成果比较丰富,深入浅出、图文并茂,可作为高等院校相关专业的研究生教材及本科生参考用书,也可供电动汽车及其相关领域的工程技术人员和科研人员参考。
㈤ 新能源汽车领域中电子技术应用的具体策略和方法有哪些
一、电机及其装置的合理使用
目前,铿电池是新能源汽车应用最广泛的电源。注重铿电池管理系统的合理使用,可有效提高研发效率; 电池管理系统主要包括数据报警、数据显示、平衡管理、热管理、电量状态估计、数据监控、数据通讯等功能。近年来,我国高度重视铿电池的有效应用,取得了良好的研究成果。不少车企已经开始研发自己的坑式电池管理系统,继续有效开拓电动车市场。例如,上汽、哈飞、奇瑞、比亚迪都非常重视新能源汽车地坑电池管理系统的开发和应用,并取得了良好的效果。
四、电子技术在新能源汽车附属装置中的运用
随着新能源汽车的不断发展,充电器的应用是非常必要的。通过充电器,可以将交流网络中的电能补充到电动汽车的电池中,从而为电动汽车补充足够的电能,方便电动汽车的持续续航和使用。为促进新能源汽车的推广应用,应关注电池充电站的建立和应用,每个充电站配备多个自动充电器的趋势以及新能源汽车推广发展的必要性.充电器的作用和作用主要是通过电子技术将交流电转化为直流电,从而发挥充电器的作用和价值。同时,人们在使用新能源汽车充电器时,通常要求充电器能够进行恒压恒流两个级别的充电,也要求充电器具有重量轻、效率高等诸多功能。同时,充电器要能够实时监测电池温度,监测电网污染,合理设置充电时间曲线。
㈥ 分布式驱动电动汽车电子差速控制策略是什么
1、在传统的汽车差速器中,机械式差速器是用来感应车轮与地面之间的力来完成差速作用的。随着汽车的发展,存在很多问题传统机械的方式已经被电子取代。电子差速器与传统机械的本质区别是通过传感器更好的区分车轮和地面相互作用力:根据不同的相互作用力输出扭矩不同,可以使车辆具有更好的性能。扭矩传感器并不是什么新鲜事但扭矩传感器在使用中成本较高,在使用过程中会影响车辆的传动效率,因此不是电子差速器的最佳解决方案法,尤其是现在的造车需要注意性价比。
4、作为一种新能源汽车,电动汽车已经成为一种趋势。与传统汽车相比,电动新能源具有诸多优势在电子差速控制方面还有一些补充。以往研究中采用转矩控制或速度控制的前提是分布式驱动电蒸汽车辆在驱动控制中的独立性往往在保证独立性的前提下忽略了转矩协调控制的问题,因此本研究针对该问题提出了一些建议具体的解决方案是基于转矩协调分配设计原理的基于滑差校正的自适应电子差速控制策略。同时,遵循汽车电子V型的开发理念,采用模型开发的方法设计了电子微分算法,并进行了系统仿真分析。使用模型自动生成和设计控制代码电子差速控制器和实车验证。
㈦ 纯电动汽车有哪些控制系统
纯电动汽车系统:电力驱动系统
电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮,其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。电源系统包括电源、能量管理系统和充电机,其功用主要是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。
纯电动汽车系统:辅助系统
辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机等等,借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性。
纯电动汽车系统:电池包系统
电池包系统,包括电池包和管理系统,即battery package 和 BMS ,是电动车的能量源,现在的电池芯主流是磷酸铁锂子电池,三元锂离子电池等。
好了,小编今天的介绍到这里就要和大家说再见了,不知道大家觉得小编今天对纯电动汽车的系统介绍,能否让你对它有了一定的认识与了解呢。
㈧ 电动汽车驱动电机控制系统工作原理是什么呢
电动汽车驱动电机控制系统,可视为电动汽车自身的“动力部门”、“运转部门”,它的存在可支撑电动汽车持续前行,是电动汽车能量的存储地,更是在能量与车轮转动间的“纽带”,是至关重要的存在,也是电动汽车三大核心部件之一。
电动汽车驱动电机控制系统是电动汽车性能的核心体现,包括最大功率、最大转速等等,也间接决定了电动汽车的架势舒适度,因此,对于它的检验、维修、保养不可掉以轻心。电动汽车驱动电机控制系统主要由自转系统和机械传动系统组成,自转系统主要提供动能,机械传动系统主要用来将动能传递到车轮,使得电动汽车可以行驶起来。
电机控制器内提供电机工作状态信息的是温度传感器、变压器等部件,可将获取的运转状态及时反映到VCU。驱动电机系统中心,以绝缘栅双极型晶体管模块为核心,作用是对所有输入信号进行有效处理,还可将驱动电机控制系统运转情况反映与传输到整车控制器,对于产生的一些故障和细节问题,也可进行保存和记录。
㈨ 电动汽车的典型控制系统主要有哪些
电机控制器的主要由如下几部分组成:
1、电子控制模块(ElectronicController)包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流,电压,转速,温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路,以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。
2、驱动器(Driver)将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号,并实现功率信号和控制信号的隔离。
3、功率变换模块(PowerConverter )对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。
电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件,其功能包括:电池管理,发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU 等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。
电控系统的材料成本占比不高,但需要经过多次试验才能掌握关键算法,尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略,技术壁垒较高。
电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元,是电机驱动及控制系统的核心,主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。
电机驱动控制系统(包括驱动电机和电机控制器)是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。
㈩ 纯电动汽车动力布置有哪些形式
电动汽车的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为纯电动汽车电动机中央驱动和电动轮驱动两种形式。电动机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成电动机及其相关器件,用一台电动机驱动左右两侧的车轮。
电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量较电动机中央驱动形式的大大减小,效率显著提高,代价是增加了控制系统的复杂程度与成本。
纯电动汽车采用电动机中央驱动形式,直接借用了内燃机汽车的驱动方案,由发动机前置前驱发展而来,由电动机、离合器、变速箱和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机,通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断,变速箱提供不同的传动比以变更转速—功率曲线匹配的需要,差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。
纯电动汽车采用双电动机电动轮驱动方式,机械差速器被两个牵引电动机所代替,两个电动机分别驱动各自车轮,转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶,省掉了机械变速器。
纯电动汽车所独有的以蓄电池作能量源的一种结构,蓄电池可以布置在上的四周,也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率,并且在车辆制动时能回收再生制动能量。具有高比能量和高比功率的动力电池对纯电动汽车的加速性和爬坡能力。
为了解决一种蓄电池不能同时满足对比能量和比功率的要求这个问题,可以在纯电动汽车同时采用两种不同的蓄电池,其中一种能提供高比能量,另外一种提供高比功率。两种电池作混合能量源的基本结构,这两种结构不仅分开了对比能量和比功率的要求,而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。
燃料电池所需的氢气不仅能以压缩氢气、液态氢或金属氢化物的形式储存,还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。一个带小型重整器的纯电动汽车的结构,燃料电池所需的氢气由重整随车产生。