电动汽车关键技术探讨

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：随着环保理念的提升，新能源汽车不断增多。传统燃油车对能源的消耗越来越大，全球资源问题不断凸显，全面提升环保意识，增强发展新能源汽车产业，已经成为各汽车制造企业关键共识。纯电动汽车成为当前发展的主流，随着新能源建设发展，纯属电动车更加具有节能、环保优点，全面缓解能源稀缺的问题，减轻了排放物对大气的污染。文章就电动汽车控制器技术、电池管理技术、整车控制技术等关键技术进才分析，以此，推动纯电动汽车进步发展。
　　关键词：纯电动汽车;电机及控制器技术;电池及管理技术;整车控制技术
　　中图分类号：U469.72 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0146-02
　　Abstract： With the promotion of the concept of environmental protection， new energy vehicles are increasing. Traditional fuel vehicles consume more and more energy， and the global resource problem is becoming more and more prominent， thus comprehensively enhancing the awareness of environmental protection and the development of the new energy vehicle industry has become the key consensus of all automobile manufacturers. Pure electric vehicles have become the mainstream of the current development. With the development of new energy construction， pure electric vehicles have more advantages of energy saving and environmental protection， comprehensively alleviate the problem of energy scarcity and reduce the air pollution caused by emissions. In this paper， electric vehicle controller technology， battery management technology， vehicle control technology and other key technologies are analyzed in order to promote the progress and development of pure electric vehicles.
　　Keywords： pure electric vehicle; motor and controller technology; battery and management technology; vehicle control technology
　　传统燃油汽车对环境的污染较重，随着新能源建设与发展，新能源汽车成为主要的发展方向，当前，电动汽车得到了全面的推广，成为市场中最有力的支撑。随着电动汽车的不断增长，技术问题也越发呈现，只有全面解决好电动汽车的关键技术难题，才能形成可持续发展，有效满足人们的物质需求。电动汽车指以动力电池为动力，用电机产生驱动力的车辆，出厂标准需要全面满足国家要求的各项指标，同时，还需要符合道路交通和安全法规相关要求。
　　1 电动汽车的主要结构分析
　　1.1 整体结构
　　和传统汽车比较，纯电动汽车更加具备优势，整体结构发生了转变。其动力结构发生了较大的转变，当前，主要技术形态是用驱动电机替代了发动机，极大的改变了传统车辆复杂结构;纯电动汽车传动机也实现了有效的结构上简化，同时，为了保证汽车动力性能，新增加电源系统和电力控制系统，这是传统结构所不具备的。从整体结构上看，纯电动汽车包括电力驱动控制系统、车身、底盘、辅助系统等四大部分，其中的电力驱动控制系统包含电源系统、驱动电机系统等部分。
　　1.2 電源系统结构
　　纯电动汽车的电源系统较为复杂，主要包括动力电池、电池管理系统和车载充电机等部位。动力电池是汽车的主要设备，其功能是能量存储。当前，为了保证行驶里程，所使用的是锂离子蓄电池，这种电池寿命长、电量足，广泛使用的是磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。纯电动汽车电池管理系统较为重要，通过有效的监控动力电池情况，及时掌握行驶里程，并对动力电池电压、剩余电量、放电时间、放电深度等状态参数进行检查，及时发现问题，保证电动车持续运行。整体系统还能够对单个电池内阻、温度、电压等信号进行采集，及时发现问题，确保车辆能够持续行驶。车载充电机能够对交流电进行转换，呈现直流电，根据要求对电流进行控制，保证电池充电需要。
　　1.3 驱动电机系统
　　驱动电机系统较为主要，其功能是把动力电池所形成的电能进而释放，通过驱动电机形成持续稳定的机械能，通过一定的减速增扭，确保车轮能够快速的驱动并旋转，实现了汽车稳步行驶;如果汽车在行驶过程中，需要进行减速、制动或下坡时，那么则可以运用再生制动技术，形成能量再次回收，确保了汽车的安全行驶，节省了能源消耗。驱动电机系统是汽车的动力系统，包含驱动电机、控制器、功率变换器等。
　　2 电机及控制技术
　　一般情况下，纯电动汽车驱动电机是特制的，是一种特种电机，电机是重要的设备，在电动汽车上起到关键性作用，作为重要的关键零部件，是汽车的灵魂，保证了纯电动汽车能够拥有良好驱动性能，进行技术设计时，驱动电机的使用必须满足调速范围需求，保证一定的转速，才能拥有足够大的起动转矩，要使用质量轻、体积小、效率高的电机，满足汽车快速行驶需求。随着技术的创新发展，纯电动汽车所使用的电机正在朝着高转速、大功率、高效率以及小型化方向发展。 　　随着技术的不断进步与发展，电机及驱动系统技术也在快速的进步，实现了良好的创新产能，电动汽车的控制系统也向数字化和智能化方向发展。各种先进的技术得到了快速的应用，比如模糊控制、变结构控制、自适应控制、神经网络控制、遗传算法等非线性智能控制技术在电动汽车上都均有体现，通过技术的改进与提高，逐步形成了更加先进的控制系统，纯电动汽车控制更加智能化，结构简单、响应迅速、抗干扰强的控制系统取代了传统技术形态，提升了参数指标，大大提升了综合性能。
　　纯电动汽车再生制动控制系统是最为先进的控制系统，通过全面的节能改良，大大提高了控制能力，解决了环保问题，节约使用能源，对洗车整体的续航行驶里程起到了推动作用，全面实现了良好的社会效益和经济价值。
　　3 电池及管理技术
　　电池是最为主要的设备，也是纯电动汽车动力源，电池好坏决定了汽车的寿命长短，更影响汽车的整体性能发挥。纯电动汽车主要动力是电池，那么，汽车就会对电池的要求非常高，只有全面保证电池能量高、功率大、寿命长，才能保证汽车使用效果与质量。对于当前的电池而言，能量密度并不能满足行驶需求，整体电池质量不高、电池组重、续航行驶里程短、价格高昂，无法保证循环使用。
　　纯电动汽车车动力蓄电池技术不断创新发展，通过实践总结经验，通过三代发展，在电池应用上也已经实现了有效的突破，在技术上形成了先进的理念与水平。从电池发展过程来看，第一代电池主要是铅酸电池，这种电池能量高、价格低，放电效果好，当前，能够大批量生产的就是这类电池。第二代为汽车用碱性电池，包括镍镉、镍氢、钠硫、锂离子等电池种类，从能量和功率上看，均有了一定的进步，比铅酸电池能量高，从行驶效果上看，碱性电池大大提高了电动汽车动力性能，保证了续航能力，行驶里程更长，但是碱性电池也存在一定的问题，价格过高限制了发展应用。要想全面解决这个问题，则需要在材料成本上不断进行创新，减少成本投入，这样，才能形成广泛的应用价值，推动电动汽车锂离子电池稳步发展，只有全面解决好量化生产成本、确保安全性，才能提高使用率。第三代燃料电池。通过燃料电池使用，能够把能量进行转化，与上两代电池比较，具备转变效率好、能量功率高的特点，从未来发展看，是一种理想的电动汽车车用电池。
　　技术发展，推出了电池组，电池组性能更加稳定，保证了加速度，续航行驶里程更长。从当前使用状态看，纯电动汽车电池使用时发热量大，电池温度高，安全性能不强，影响了电池的使用效果，只有将电池包温度控制在一定范围内，才能减少包内不均匀温度分布现象，解决好电池寿命下降的问题。电池设计复杂，要解决好密封、防水、防尘、绝缘等问题，研发电池包成为电动汽车研究的一个重要领域。
　　4 整车控制技术
　　电动汽车整车及关键零部件技术不断创新，技术也在提升，电动汽车正朝整车优化控制方向发展。从最近几年的汽车发展趋势看，推出纯电动汽车中有很多是带有整车控制器的，这样，才能保证对车辆系统综合控制，实现安全行驶目标。
　　纯电动汽车整车控制器是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，能够从各个方面对汽车进行控制，比如行驶性能、安全性能、再生能量回馈性能、网络管理性能、故障诊断与处理能力、车辆状态及时监视等，其综合能力起到了决定性作用。纯电动汽车整车控制系统主要包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、电动汽车组合仪表、车内控制器局域网络、通信网络等。通过整车控制器的运行，及时跟进汽车行驶状态，确保工况稳定，通过CAN总线或常规线束发送和信息的及时快速接受，保证了车内数据的传输，实现即时通信目标。通常，整车控制器具备以下几个功能特点，一是整车控制器能够以车辆运行工况为依据，及时提出修复标准，形成良好的综合性控制策略，同时，也能够保持与下层的联系，协调控制下层控制器，确保整车性能指标更加完善，维护了行车的稳定性、保证了安全。二是懂得驾驶员驾驶意图，能够运用相关的技术措施，采用相应控制策略，确保行驶过程中驱动、再生制动功能良好。三是动力电池组荷电状态和形式工况的监测，可以说，整车控制器能够全面对电机进行有效的控制，保证了电池组的科学化管理，实现动力电池组各种保护措施。四是能够对整车高压防护、漏电检测、故障诊断进行防护，保证了各部件的功能完整性。在纯电动汽车发展过程中，需要全面推广整车控制器，这是保证汽车稳定安全的关键，更是衡量整车控制系统性能及功能等级的主要部件之一。只有全面保证了整车控制器性能优良，才能实现稳定安全的驾驶，保证电动车使用效果与质量。如果整车控制器出现情况，那么就会造成车辆启动问题，无法正常上路行驶，整车控制器能够对车辆情况进行能量回馈，出现问题，就会造成安全责任事故，全面创新，开发功能完备的整车控制器是纯电动汽车整车控制系统产品化过程必不可少的重点任务。
　　5 結束语
　　电动汽车不断发展，只有全面创新技术能力，通过新技术的良好应用，提升汽车稳定性，安全性，从关键技术进行突破，全面推动电动汽车快速发展。
　　参考文献：
　　[1]彭光旭.纯电动汽车的发展及其关键技术[J].科技视界，2017（2）：101-102.
　　[2]苏文芝，秦国防.纯电动汽车电池管理系统关键技术研究[J].电脑知识与技术，2016，12（33）：234-235.
　　[3]古毅.纯电动汽车基本结构及关键技术分析[J].汽车实用技术，2017（7）：3-4.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15097955.htm