增程式电动车动力总成控制与测试研究

针对汽车对环境造成污染的问题和节能减排,高效低排放逐渐成为的汽车发展方向。电动汽车具有良好的环保性能和有多种能源为动力的显著特点,可以调整能源的结构,极大降低对环境的污染。纯电动汽车因为受到供电电池组的电量、体积和成本的限制,导致行驶里程不理想。因此针对纯电动车汽车的上述缺点,课题设计一种增程式电动汽车总成控制系统,在原有纯电动汽车基础结构之上增加增程器,在蓄电池供电不足的情况下由增程器提供动力,延长续航里程。 该动力系统主要分为：增程器发电系统、电机驱动系统。增程器总成控制系统主要由上层控制其网络VCU、发动机控制单元EMS、发动机、发电启动一体机、发电机控制器IPU、及高低压线束、进排气系统组成。电机驱动系统主要由永磁同步交流电机、电机控制器、冷却系统、电池供能系统、电池管理单元组成。确定两套系统的通讯网络匹配、零部件规格匹配,控制需求和架构为主要的研究方向。 课题通过分析增程式纯电动汽车的优缺点、结构与原理、能量的存储、电机的形式,围绕电动汽车的工作原理“蓄电池电流、电力调节器、电动机、动力传动系统、驱动汽车行驶”逐层进行概述分析,完成增程式电动汽车控制模式的设计；当锂电池电量不足时整车控制器能制动控制增程器启动发电,并为车辆持续行走提供足够的电能动力；当整车需要爬坡时,电池不能提供足够的电功率时,需要额外的能量供给时,此时增程器必须启动,额外提供能量,保证驾驶需求；整车控制系统必须具备故障诊断、高压安全检测和保护功能。 课题通过理论公式计算电机部件中转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系等动力系统驱动电机相关参数,由软件仿真得到增程电动车的指标参数；根据相应分析结果提出增程器模块研究方法,完成增程器专用发动机的选取,确定增程式电动车增程器核心部件的设计方法和相应约束条件。根据实际应用环境情况分析得出增程器电动车主要控制策略,完成整个课题的测试研究,并记录相应数据。 课题研究了增程式电动车的控制原理,并且阐述了测试方法。缓解了人们对资源和环境污染的担心,解决了纯电动汽车续航里程短,大大提高其经济效益等等。在开发过程中不可避免的遇到了一些困难：包括目前蓄电池单位重量储存的能量太少,电动车的购置成本、维护成本较高等等问题。所以本文最后对电动汽车所面临的主要问题进行分析及对其未来发展进行了展望。