纯电动汽车动力总成系统匹配技术分析

段飞96625部队

纯电动汽车动力总成系统匹配技术分析

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在纯电动车的开发过程中，动力总成系统匹配是至关重要的一个环节，其中涉及到对电池组、电机等部件的合理选型，要保证这些部件高效区域与电动汽车频繁运行区域的匹配性。基于以上，本文从纯电动车动力总成系统分析入手，综述了当前纯电动车动力总成系统的匹配技术，旨在为相关研究提供参考。

纯电动车；动力总成系统；匹配技术

前言

纯电动车有着节能性好、效率高、环保性好的特点，对于解决能源危机和环境危机有着重要的意义。但纯电动车受到电池能量密度和驱动系统效率的限制也存在着充电时间长、行驶路程短的缺陷，这就需要积极利用动力总成系统匹配技术来实现动力总成系统关键部件高效区域与其运行区域之间的匹配，以此来提升其驱动系统的工作效率，克服纯电动车行驶路程短的缺陷，从而推进纯电动车的推广和应用。基于以上，本文简要分析了纯电动车动力总成系统的匹配技术。

1 纯电动车动力总成系统分析

动力总成系统是纯电动车的智能核心，通常也称之为整车控制器。动力总成系统以钥匙开关、信号、挡位信号、踏板控制信号以及车速信号为基础能够实现对车辆行驶模式的识别，通过设定的控制策略能够实现对纯电动车动力系统的控制，以此来满足纯电动车动力性、经济性和舒适性等方面的需求[1]。对于纯电动车来说，其车辆行驶模式主要有常规模式、动力模式和经济模式三种，将加速踏板控制信号和电机转速信号作为信号输入，将目标转矩作为输出，采用模糊控制阀能够实现对纯电动车的控制。

动力总成系统主要包括两个部分，分别是电力发动机及其附件部分以及变速器及其附件部分，其中发动机是纯电动车的心脏，而变速器则是动力传输和变换的中枢控制系统。动力总成系统决定了纯电动车的经济性、动力性和环保性，其结构复杂，对机械的精度要求较高，涉及到众多的高端技术，是电动车企业核心技术之一，也是保证电动车企业核心竞争力的关键因素。

在纯电动车开发的过程中，动力总成系统的匹配至关重要，在匹配的过程中，应当对动力总成系统中的电池组、驱动电机等部件进行合理的选型，以此来保证这些关键部件高效区域与电动车频繁运行区域的匹配性。

2 纯电动车动力总成系统匹配技术探讨

2.1 对电动车动力系统运行区域的分析技术

电动车工况的影响因素众多，例如城市道路特征、交通状况、地理特征等都会对电动车行驶工况产生影响，对于不同城市来说，电动车频繁运行的区域也有着一定的差异性，因此对电动车动力总成系统的需求也不尽相同。这就要求根据地域的差异性来实现电动车行驶工况的针对性开发，通过具体的数据统计来得出电动车动力总成系统使用频繁的工作区域，以此来实现动力总成系统的匹配性，优化纯电动车的整体性能。当前许多学者都以车速信息为基础构建了电动车的行驶工况。例如杜爱民等就采用了聚类分析法对运动学片段进行了有效处理，根据处理后运动学片段的特征值来组合构建了电动车在实际运行中的各种工况，例如交通拥挤行驶工况、交通畅通行驶工况以及综合形式工况等，W.T. Hung及D.S.Eisinger等采用了微路径法，通过速度-加速度概率分布来构建了电动车行驶的道路工况[2]。

2.2 动力总成模拟仿真技术

在对纯电动车动力总成系统中关键部件参数选择和设置的过程中，模拟仿真分析技术的应用比较广泛，模拟仿真技术能够迅速的缩小参数选择范围，能够实现对纯电动车动力总成系统参数的优化，开发出具有匹配性的控制策略，这对于纯电动车动力总成系统的匹配性研究和开发有着重要的意义。国外对电动汽车的模拟仿真技术较为先进，并开发了多种先进的纯电动汽车仿真软件，对于纯电动车动力总成匹配的研究有着积极的推动作用。美国能源实验室就开发量一款名为SIMOLEV的模拟仿真软件，其能够实现对纯电动车动力总成系统关键部件参数的模拟仿真设置，并实现了对道路工况的匹配性选择[3]。而国内对于纯电动车动力总成系统的模拟仿真匹配也有着深入的研究，例如上海交大的羌嘉曦等就对纯电动汽车形式过程中电池组的动态进行了仿真分析；辽宁工业大学的陈勇则对纯电动汽车的异步电机进行了模拟，仿真了纯电动汽车驱动系统的动力性能。

2.3 动力总成系统台架性能试验分析技术

纯电动车动力总成系统关键部件及系统性能的测试是动力总成系统匹配中的关键步骤，通过纯电动汽车试验台可以完成相关试验，实现对纯电动车动力总成系统的匹配性评价，这就能够为优化控制策略提供有效的依据，当前许多汽车公司在纯电动车研发中都建立了电动汽车试验台，例如丰田公司、通用公司等，相较于国外汽车公司而言，我国电动汽车企业对试验台的建立还比较少。而关于纯电动车动力总成系统台架性能试验的研究相对较多，例如J.C.Balda就开发了纯电动汽车动力总成系统的试验台，实现了对动力系统整个工作过程的模拟，对能源系统的工作过程进行了模拟，这对于推动纯电动车动力总成系统匹配技术的发展有着积极的作用。

2.4 电动车底盘测功机及道路试验

以底盘测功机为基础，对纯电动车进行整车试验，这能够对路面状况以及环境条件等影响进行排除，实现了试验工况的复现。在电动汽车行使的过程中，电动车驱动电机输出轴上会存在荷载作用，通过底盘测功机则能够对荷载进行模拟，这对于纯电动车动力总成系统匹配效果的分析和评估有着积极的意义，例如王伟等就以底盘测功机为基础，实现了对电动车能耗及排放的测试。

结论

综上所述，能源问题和环保问题是制约人类社会可持续发展的重要问题，随着人们节能环保意识的增强，纯电动车逐渐兴起，纯电动车有着节能环保的优点，但也存在行驶路程短、充电时间长的缺陷，对纯电动汽车动力总成系统的研究和分析有助于改善纯电动车的性能。本文从台架试验、模拟仿真、底盘测功机以及道路试验等几个方面分析了纯电动汽车动力总成系统的匹配技术，旨在为纯电动车的开发和性能优化提供参考。

[1]熊明洁,胡国强,闵建平.纯电动汽车动力系统参数选择与匹配[J].汽车工程师,2011,05∶36-38+52.

[2]李洪斌,王健,于京诺.基于驱动电机系统特性的纯电动车动力总成匹配设计方法[J].机械设计,2015,02∶17-21.

[3]阳洋,王傅忠,黄菊花.增程式电动汽车动力系统仿真匹配分析[J].机械设计与制造,2014,09∶58-61.