电动轻型商用车控制器的开发与分析

电动轻型商用车控制器的开发与分析

能源枯竭和环境污染迫使人们将注意力转向电动汽车。电动汽车控制器是电动汽车整车控制系统的核心，对汽车正常行驶、安全性、能量回收、网络管理、故障管理与处理以及汽车状态监视等功能起着关键作用，其性能好坏直接影响整车性能。开发的电动汽车控制器多适用于乘用车，很少有适合于商用车的控制器。对此，开发了一个用于电动轻型商用车的控制器，下面对该控制器进行分析。

在所开发控制器的体系架构中，将加速踏板输入、制动踏板输入、车速传感器、电池组荷电状态作为控制器的输入，结合控制器局域网络传输输出信号控制电机、电池组和车载显示系统。整个控制器的功能模块包括：停止启动模块、驱动控制模块、加速控制模块、制动控制模块、充电速率限制模块以及故障确认和消除模块。其中，停止启动模块用于降低汽车频繁起动、停止带来的能源损耗；驱动控制模块对电机转矩进行控制，保证汽车行驶性能；车速控制模块用来根据踏板位置和电池荷电状态给出参考加速度；能量回收模块用来回收制动能量；充电速率限制模块用来限制充电速率，防止电池损坏；故障确认和消除模块主要是对电池组状态进行监测，及时发现故障并给出解决方案。联合上述模块，该控制器可以实现在标准模式、性能模式和节能模式3种模式下的行驶。控制器工作时，根据轻型商用车的负荷情况进行不同模式切换。在Matlab环境下，对该控制器进行仿真。仿真采用一个驾驶员模型进行城市循环工况的输入，仿真里程11.67km。由于标准模式在汽车性能和能源效率之间具有一个很好的平衡，因而将其作为其它模式性能的基准。结果显示：①所设计的控制器能够满足汽车城市循环工况下的需求；②在标准模式下，由于使用控制器具有启动停止模块，因此怠速能源消耗降低了48%；③在标准模式下的整个循环工况中，能源消耗为22kWh/100km，最大车速为73.2km/h；④与标准模式相比，在性能模式下的能源消耗为32kWh/100km，最大车速提高了12.46%；⑤在节能模式下的能源消耗为19.8kWh/100km，最高车速减少了16%。

Balaji Balasubramanian et al. SAE 2015-26-0110.

编译：王祥