純電動汽車電控系統的案例
電動汽車電控系統參數匹配及優化深度解析
導讀： 為了提高純電動汽車的動力性設計指標，研究了純電動汽車電控參數在設計過程中，電機系統和電池系統參數匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數進行仿真優化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統集成達到最優狀態，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設計初期的動力參數選型匹配提供了基本數據。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴重、全球石油資源供應緊張及環保意識的增強，傳統的燃油汽車面臨著巨大的挑戰，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現電動汽車替代傳統汽車的關鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關鍵因素在于如何實現電池質量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優化電驅動控制策略。通過選擇動力系統參數，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數及整車控制器參數的基本原則，為純電動汽車初期設計動力匹配提供了理論依據及基礎數據，對新產品的開發提供了指導作用，大大縮短了開發周期。
純電動汽車整車動力系統設計流程和需求
純電動汽車動力系統由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統及動力電池等構成，整車動力系統的基本架構，如圖1所示。純電動汽車動力系統開發過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環節的功能需求，按照開發流程進行新產品的動力系統開發，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數匹配展開研究。
展開 純電動汽車電控系統關鍵技術研究
純電動汽車電控系統關鍵技術研究
純電動汽車電控系統參數匹配
導讀：
為了提高純電動汽車的動力性設計指標，研究了純電動汽車電控參數在設計過程中，電機系統和電池系統參數匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數進行仿真優化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統集成達到最優狀態，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設計初期的動力參數選型匹配提供了基本數據。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴重、全球石油資源供應緊張及環保意識的增強，傳統的燃油汽車面臨著巨大的挑戰，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現電動汽車替代傳統汽車的關鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關鍵因素在于如何實現電池質量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優化電驅動控制策略。通過選擇動力系統參數，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數及整車控制器參數的基本原則，為純電動汽車初期設計動力匹配提供了理論依據及基礎數據，對新產品的開發提供了指導作用，大大縮短了開發周期。
1 純電動汽車整車動力系統設計流程和需求
純電動汽車動力系統由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統及動力電池等構成，整車動力系統的基本架構，如圖1所示。純電動汽車動力系統開發過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環節的功能需求，按照開發流程進行新產品的動力系統開發，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數匹配展開研究。
展開 純電動汽車結構解析，你真的了解嗎？
[911 GT3混合動力賽車]
電控系統
電動汽車電控系統是電動汽車的大腦，由各個子系統構成，每一個子系統一般由傳感器、信號處理電路、電控單元、控制策略、執行機構、自診斷電路和指示燈組成。在不同類型的電動汽車上，電控系統存在一些區別，但總體來說一般都包括能量管理系統、再生制動控制系統、電機驅動控制系統、電動助力轉向控制系統以及動力總成控制系統等。各個子系統功能不是簡單的疊加，而是綜合各子系統功能來控制電動汽車，這些控制系統匯總到一個控制箱里，一般叫做整車控制器。
[電動汽車的整車控制器]
純電動汽車電控系統的參數匹配選擇對其動力性和經濟性有著很大的影響。一般一輛純電動汽車新車在開發階段，工程師會根據整車設計目標，通過驅動電機參數、動力電池參數匹配仿真方法及設計整車控制策略,使得純電動汽車“電池+電機+電控”三電系統在純電動汽車動力匹配開發初期更好地集成到一起，達到最終的設計目標以及實現相關的性能和功能。
總結
小伙伴們看了這么多是不是已經暈了，這下不會小瞧純電動汽車了吧！純電動汽車其實是一個高度集成化的精密電氣工程，每一個功能每一項性能都要相關的零件去實現，并且由整車控制器統一管理，只能說它復雜在我們看不到的電路系統上，不像傳統汽油車一樣都是擺在眼前的一個個機械部件，電子化的系統要比機械式復雜的多，這也是未來汽車發展的趨勢，全面電動化，全面電子化，實現更智能更方便的操作。今天這篇文章其實只講到了純電動汽車三個最重要的部分，還有很多地方一起組成這個龐大的系統，才實現一輛完整的純電動汽車。所以，純電動汽車，你真的了解嗎？
來源: 車友頭條
展開 
純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車高壓電氣系統設計原理
根據國際電工標準的要求，人體沒有任何感覺的電流安全閾值是 2 mA，這就要求人體直接接觸電氣系統任何一處的時候，流經人體的電流應該小于2 mA 才認為整車絕緣合格。
因此，在純電動汽車的開發過程中，應特別考慮電氣系統絕緣問題，嚴格按照電動汽車相關國標標準要求設計，確保絕緣電阻能夠滿足人身安全需求，保證絕緣電阻值大于 100 Ω/V。
02
電動汽車高壓電氣系統安全設計概述
相對于傳統汽車而言，純電動汽車采用了大容量、高電壓的動力電池及高壓電機和電驅動控制系統，并采用了大量的高壓附件設備，如：電動空調、PTC 電加熱器及 DC/DC 轉換器等。由此而隱藏的高壓安全隱患問題和造成的高壓電傷害問題完全有別于傳統燃油汽車。
根據純電動汽車的特殊結構及電路的復雜性，并考慮純電動汽車高壓電安全問題，必須對高壓電系統進行安全、合理的規劃設計和必要的監控，這是電動汽車安全運行的必要保證。
1、高壓系統構成
圖1示出純電動汽車高壓系統框圖。作為純電動汽車高壓系統安全管理的單元，合理的功能布局和安全可靠的控制策略是實現該系統功能的重要保證。
圖1 純電動汽車高壓系統框圖
2、高壓電氣安全系統的總目標
高壓電氣系統控制與安全管理和故障診斷的總目標是確保純電動汽車在靜止、運行及充電等全過程的高壓用電安全。
03
高壓電氣系統安全設計
根據純電動汽車安全標準要求，并從車載儲能裝置、功能安全、故障保護、人員觸電防護及高壓電安全管理控制策略等方面綜合考慮，應對電動汽車高壓電系統進行以下四方面設計。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車整車及三電系統設計開發
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2、108頁PPT，純電動汽車整車控制策略（技術干貨、建議收藏）
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展開 純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
4 AVL Cruise軟件仿真分析
基于AVLCruise軟件搭建純電動汽車主要部件以及整車系統的Cruise模型如下圖1。
圖1 整車仿真模型
4.1 優化結果前后對比
仿真時選取新歐洲城市駕駛循環工況NEDC工況來計算汽車百公里能耗以及建立爬坡性能工況和滿載加速性能工況。傳動比優化結果前后對比如下表中所示。
表4 優化前后汽車性能對比結果
4.2 循環工況法續駛里程
圖2 優化前的續駛里程
圖3 優化后的續駛里程
如圖2和圖3所示，在電池充滿電后，SOC值從90%下降到30%時，減速器傳動比優化前后汽車在NEDC工況下整車的續駛里程在Cruise軟件中的仿真結果。
4.3 等速工況法續駛里程
純電動汽車充滿一次電以50km/h等速工況下行駛，SOC值從95%下降到30%時汽車的理論的續駛里程為：
（27）
計算出50km/h等速工況下的續駛里程為252km。仿真結果如圖4。
圖4 優化后的續駛里程
50km/h等速工況下的續駛里程為248 km，與理論計算結果相差不大。
5 結論
本文針對兩擋AMT變速器純電動汽車，根據汽車性能指標要求進行動力學分析，確定了電機、電池和減速器的主要參數。以整車動力性和經濟性為約束目標，利用人群搜索優化算法對變速器傳動比進行優化。基于AVL Cruise軟件建立整車模型，進行相關動力性和經濟性的仿真分析。對仿真結果進行對比分析表明，運用優化參數的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
作者：趙暢，朱春紅
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
展開 談談純電動汽車高壓電氣系統設計原理
根據國際電工標準的要求，人體沒有任何感覺的電流安全閾值是 2 mA，這就要求人體直接接觸電氣系統任何一處的時候，流經人體的電流應該小于2 mA 才認為整車絕緣合格。
因此，在純電動汽車的開發過程中，應特別考慮電氣系統絕緣問題，嚴格按照電動汽車相關國標標準要求設計，確保絕緣電阻能夠滿足人身安全需求，保證絕緣電阻值大于 100 Ω/V。
二、電動汽車高壓電氣系統安全設計概述
相對于傳統汽車而言，純電動汽車采用了大容量、高電壓的動力電池及高壓電機和電驅動控制系統，并采用了大量的高壓附件設備，如：電動空調、PTC 電加熱器及 DC/DC 轉換器等。由此而隱藏的高壓安全隱患問題和造成的高壓電傷害問題完全有別于傳統燃油汽車。
根據純電動汽車的特殊結構及電路的復雜性，并考慮純電動汽車高壓電安全問題，必須對高壓電系統進行安全、合理的規劃設計和必要的監控，這是電動汽車安全運行的必要保證。
1、高壓系統構成
圖1示出純電動汽車高壓系統框圖。作為純電動汽車高壓系統安全管理的單元，合理的功能布局和安全可靠的控制策略是實現該系統功能的重要保證。
圖1 純電動汽車高壓系統框圖
2、高壓電氣安全系統的總目標
高壓電氣系統控制與安全管理和故障診斷的總目標是確保純電動汽車在靜止、運行及充電等全過程的高壓用電安全。
三、高壓電氣系統安全設計
根據純電動汽車安全標準要求，并從車載儲能裝置、功能安全、故障保護、人員觸電防護及高壓電安全管理控制策略等方面綜合考慮，應對電動汽車高壓電系統進行以下四方面設計。
展開 
純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
4 AVL Cruise軟件仿真分析
基于AVLCruise軟件搭建純電動汽車主要部件以及整車系統的Cruise模型如下圖1。
圖1 整車仿真模型
4.1 優化結果前后對比
仿真時選取新歐洲城市駕駛循環工況NEDC工況來計算汽車百公里能耗以及建立爬坡性能工況和滿載加速性能工況。傳動比優化結果前后對比如下表中所示。
表4 優化前后汽車性能對比結果
4.2 循環工況法續駛里程
圖2 優化前的續駛里程
圖3 優化后的續駛里程
如圖2和圖3所示，在電池充滿電后，SOC值從90%下降到30%時，減速器傳動比優化前后汽車在NEDC工況下整車的續駛里程在Cruise軟件中的仿真結果。
4.3 等速工況法續駛里程
純電動汽車充滿一次電以50km/h等速工況下行駛，SOC值從95%下降到30%時汽車的理論的續駛里程為：
（27）
計算出50km/h等速工況下的續駛里程為252km。仿真結果如圖4。
圖4 優化后的續駛里程
50km/h等速工況下的續駛里程為248 km，與理論計算結果相差不大。
5 結論
本文針對兩擋AMT變速器純電動汽車，根據汽車性能指標要求進行動力學分析，確定了電機、電池和減速器的主要參數。以整車動力性和經濟性為約束目標，利用人群搜索優化算法對變速器傳動比進行優化。基于AVL Cruise軟件建立整車模型，進行相關動力性和經濟性的仿真分析。對仿真結果進行對比分析表明，運用優化參數的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
展開 【討論】如何系統的學習汽車電控系統?
各位大神，如何系統的學習汽車的電控系統，有沒有推薦得書單或者教程，感激感激
純電動汽車動力懸置系統匹配要點
城市道路的路面不平度帶來的低頻隨機振動激勵，這一部分也屬于穩態激勵，通過懸掛系統傳遞到車架、車身、動力總成和座椅，路面隨機振動激勵經過懸架的衰減、過濾之后，其有效作用頻率范圍會進一步降低到5Hz 的范圍內，且由于現階段的電動車主要用于城市交通，城市道路的路面不平度一般都比較很小，因此可以暫時不考慮這一部分激勵。但是在考慮動力總成受力極限工況時，路面所帶來的垂直方向的回彈或沖擊慣性力（瞬態激勵）需要包括在內。因此對于純電動汽車，電機的扭矩波動遠低于發動機，而且主要出現在蠕行、加速、減速和制動工況，其頻率與發動機轉動階次也無明顯關聯。但電機的扭矩則明顯大于發動機。
所以懸置匹配優化的著眼點則應該是動力總成的扭矩，懸置系統首先應具備足夠的抗扭限位能力，確保在大扭矩的作用下動力總成的位移量處于合理范圍，在此基礎上再考慮隔振性能。
因此，純電動汽車對懸置系統的隔振能力要求低于傳統燃油車，但對懸置系統抗扭限位能力的要求遠高于燃油車。基于這種考慮，工藝簡單、可靠性好能并且提供大剛度的橡膠懸置更適合電動汽車，液壓懸置反而不適用。要注意的是，提升懸置軟墊的剛度和限位能力并不意味著NVH性能的降低。相反，很多情況下懸置系統隔振能力差并不是因為懸置軟墊過于剛硬，而是因為懸置軟墊過于柔軟，在大扭矩作用下被壓死失去緩沖功能。例如，電機或者減速器的階次噪聲可能以結構噪聲的形式，通過懸置系統傳遞到乘員艙內。如果懸置軟墊太柔軟，很可能在全扭矩工況被壓死，從而加劇結構噪聲的傳遞。一般建議在正向和反向最大扭矩下，每個懸置軟墊的變形量都控制在10mm以內。
圖4 電機懸置布置示意
關于剛體模態解耦和模態頻率分布分析，對于燃油車一般都是將6階剛體模態頻率規劃在5-18Hz，并且繞曲軸轉動的模態頻率要小于發動機怠速激勵頻率的0.707。
展開 【熱管理】某純電動汽車空調采暖系統的仿真優化
中國為了適應社會可持續發展的需求，提出了向新能源汽車轉型的相關政策，例如雙積分法等。在此環境下，國內各大車企對純電動車型的研究投入達到了前所未有的高峰。純電動汽車的發展與應用成為了當今環境下不可阻擋的趨勢。眾所周知，純電動汽車在低溫環境下沒有發動機提供熱源，大多車型應用PTC進行制暖。國鐵楓設計了一款電動汽車，該車型使用了PTC水暖加熱系統。由于PTC為大功率耗電部件，制暖時對整車的動力性以及續航里程產生了一定的威脅，通過對策略的優化改進可以提高PTC制熱時汽車的經濟性。朱成等對低溫環境下影響純電動汽車的續航里程的相關因素進行了深入研究分析。張子琦對熱泵空調系統的傳熱結構進行了研究，通過優化換熱結構能改善系統的能耗。
曹曉玉通過AMEsim軟件建立空調系統模型，研究發現環境溫度對系統能耗有較大的影響。朱波等利用電機余熱作為輔助熱源，通過優化加熱器的控制策略得到了較低的系統能耗。楊君提出水暖PTC加熱器功率的自動化線性調節，通過精確化控制精度降低能耗。本文基于某公司某純電車型的開發項目，對控制策略進行了優化，增加了對電驅余熱的利用，通過AMEsim軟件與Matlab聯合仿真驗證了該優化模型的控制效果。
1
低溫熱管理制熱系統
本文中低溫熱管理加熱系統包括對乘員艙、動力電池的加熱。其加熱結構原理如圖1所示。
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