電動(dòng)汽車整車匹配與電機(jī)控制系統(tǒng)探討

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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(shì)，促使新型汽車研究成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題。混合動(dòng)力電力汽車重點(diǎn)在于續(xù)航能力，對(duì)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(dòng)力電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)入手，深入開展分析，明確其運(yùn)行方式，探索電機(jī)控制系統(tǒng)，為各項(xiàng)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車；整車匹配；電機(jī)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撸瑸槿藗兲峁┍憷姆?wù)，但在使用過程中，不僅需要耗費(fèi)較大的石油能源，還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生明顯的污染，造成不良影響。混合動(dòng)力型電動(dòng)汽車是現(xiàn)階段出現(xiàn)的新型汽車，該汽車改變了傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)，以電機(jī)為基礎(chǔ)，通過電力驅(qū)動(dòng)，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)

在發(fā)展過程中，混合電動(dòng)汽車技術(shù)越來(lái)越成熟，促使其成為現(xiàn)階段汽車行業(yè)最具有市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化前景的車型之一，具有廣闊的發(fā)展空間。混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)汽車存在明顯的差異性，以內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力點(diǎn)，充分發(fā)揮出雙方的優(yōu)勢(shì)，如既可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的反應(yīng)速度、動(dòng)力性能以及長(zhǎng)時(shí)間工作性能，又可以促使發(fā)動(dòng)機(jī)的污染性、噪聲降低，充分發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)，以滿足實(shí)際需求，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，混合動(dòng)力汽車通過以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源來(lái)保證自身運(yùn)行，因此在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況分析功率，確定內(nèi)燃機(jī)的最大運(yùn)行功率，如果汽車自身需要大功率，但內(nèi)燃機(jī)難以滿足時(shí)，可以充分發(fā)揮出電池的優(yōu)勢(shì)力來(lái)提供動(dòng)力，保證動(dòng)力充足，并且在運(yùn)行過程中通過功率可以為電池充電，在內(nèi)燃機(jī)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(dòng)汽車來(lái)說，混合動(dòng)力汽車的更具有優(yōu)勢(shì)，不需要外界的充電系統(tǒng)，利用自身的系統(tǒng)實(shí)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(dú)驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)零排放，滿足發(fā)展需求[2]。第三，混合動(dòng)力汽車中內(nèi)燃機(jī)充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)可以相互互補(bǔ)，如在低速時(shí)可以選擇電機(jī)提供動(dòng)力，降低內(nèi)燃機(jī)消耗。與此同時(shí)，保證電池保持良好的狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)過充或者過放情況，延長(zhǎng)電池使用壽命，降低費(fèi)用成本[3]。例如圖1為某品牌的混合動(dòng)力汽車。

2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的運(yùn)行工作方式

現(xiàn)階段，在發(fā)展過程中混合動(dòng)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(diǎn)，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(dòng)機(jī)為主要的動(dòng)力能源，將電動(dòng)馬達(dá)作為輔助能源，形成完整的動(dòng)力組合系統(tǒng)，為混合動(dòng)力汽車提供充足的動(dòng)力，該方式應(yīng)用較為簡(jiǎn)單，可以合理的利用電動(dòng)馬達(dá)的優(yōu)勢(shì)來(lái)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(dòng)力汽車自身蘊(yùn)含內(nèi)燃機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力系統(tǒng)，在汽車行駛過程中單純依靠發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力能源來(lái)運(yùn)行，進(jìn)而保證自身運(yùn)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(shí)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(yùn)行過程中利用馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，在高速運(yùn)行過程中利用電機(jī)與馬達(dá)的共同合作來(lái)驅(qū)動(dòng)，以保證汽車具有良好的運(yùn)行速度，滿足運(yùn)行需求。例如，表1為某汽車整車性能參數(shù)。

3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)

混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)較為復(fù)雜，包含的內(nèi)容較多，如驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)等，各個(gè)系統(tǒng)相互配合，形成完整的體系。混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)實(shí)際上是指汽車的動(dòng)力能源在運(yùn)行過程中集中控制的部分，也是汽車運(yùn)行的核心，直接影響汽車的運(yùn)行。在傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車中，其整體的控制系統(tǒng)包括點(diǎn)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(dòng)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(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，合理的開展計(jì)算，明確電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)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(lái)確定電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率比，在該比例確定過程中，需要保證各項(xiàng)內(nèi)容合理，如排放性能、汽車動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能等各項(xiàng)指標(biāo)滿足實(shí)際需求，以保證比例合理，滿足混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行，合理設(shè)計(jì)混合動(dòng)力系統(tǒng)，加強(qiáng)整體控制[6]。

3.1混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)

混合動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中包含的內(nèi)容較為廣泛，以控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，其中控制系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多，如電控、電機(jī)、電池等，通過相互配合來(lái)促使其穩(wěn)定發(fā)揮出自身的作用。混合動(dòng)力汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組合形式較多，如機(jī)電集成化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)式、輪輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)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(shí)際情況選擇，以滿足實(shí)際需求。

3.2混合動(dòng)力汽車控制策略

現(xiàn)階段，混合動(dòng)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(lái)調(diào)節(jié)混合動(dòng)力汽車，充分發(fā)揮出汽車自身的模式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。保證控制功率流在不同元件間流動(dòng)，促使整體系統(tǒng)在車輛運(yùn)行過程中可以充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，保證各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性良好，如燃油經(jīng)濟(jì)性，在實(shí)踐過程中可以充分發(fā)揮出混合動(dòng)力汽車的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，保證系統(tǒng)成本降低，低排放。驅(qū)動(dòng)性能良好，滿足各項(xiàng)要求[7]。

3.3混合動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于混合動(dòng)力汽車來(lái)說，其自身的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，因而對(duì)其提出合理的要求，具體來(lái)說主要表現(xiàn)在以下幾方面：①轉(zhuǎn)矩、功率密度大。實(shí)際上，現(xiàn)階段無(wú)論是混合動(dòng)力汽車還是純電動(dòng)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(dòng)力組織的空間較小，因此給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)的體積，保證其滿足實(shí)際需求，以提升整體的性能，但在設(shè)計(jì)過程中，需要保證電機(jī)體積減小時(shí)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(jī)工作速域?qū)挕Ｔ谶\(yùn)行過程中，想要保證現(xiàn)階段的混合動(dòng)力汽車運(yùn)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(dòng)力汽車運(yùn)行過程中行駛速度比基速低，進(jìn)而輸出電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，以保證混合動(dòng)力汽車在運(yùn)行過程中可以具備運(yùn)行條件，如啟動(dòng)、加速、爬坡等。第二當(dāng)混合動(dòng)力汽車運(yùn)行過程中，自身的車速超過基速時(shí)，應(yīng)保證其電機(jī)恒定功率運(yùn)行，主要的目的在于促使車輛在運(yùn)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(yùn)行[8]。③系統(tǒng)的效率高。對(duì)于現(xiàn)階段的混合動(dòng)力汽車來(lái)說，在運(yùn)行過程中以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(yùn)行里程，影響駕駛者的體驗(yàn)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(dòng)力汽車運(yùn)行的因素，改善其問題，以提升汽車的運(yùn)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(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。混合動(dòng)力汽車的電機(jī)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(yùn)行過程中，充分利用各種性能開來(lái)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(jī)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(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車來(lái)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(qiáng)，移動(dòng)較為便捷，可以滿足現(xiàn)階段的需求。⑤電磁良好的兼容性。混合動(dòng)力汽車的性質(zhì)加較為特殊，在不同的狀態(tài)下，其自身有兩種動(dòng)力系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇，以保證其動(dòng)力合理，可以為混合動(dòng)力汽車提供最合理的動(dòng)力支撐，以保證汽車穩(wěn)定的運(yùn)行。但受其自身的性質(zhì)因素影響，兩個(gè)不同的動(dòng)力能源在運(yùn)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(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)，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(lái)促使系統(tǒng)性能提升，盡量降低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)車輛其他部分產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

4結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的時(shí)代背景下，混合動(dòng)力汽車成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，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(yùn)行情況，結(jié)合實(shí)際開展創(chuàng)新，優(yōu)化混合動(dòng)力汽車電機(jī)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(dòng)力汽車的整體性能，滿足時(shí)展需求。

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作者：吳恭敏 單位：安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司