纯电动汽车的动力匹配技术研究

王东旭 郭晖 李前进

摘要：本文简略阐述了当前我国纯电动汽车的发展现状以及动力系统参数，从动力性的匹配优化、经济性和节能性的匹配优化以及动力系统参数的综合优化几方面内容着手，对动力系统参数匹配和优化进行了分析，并介绍了纯电动汽车动力总成匹配技术的应用，旨在为相关工作人员提供参考。

Abstract： This paper briefly describes the current development status of pure electric vehicles and power system parameters in China. Starting from the matching optimization of power performance， economy and energy saving， and the comprehensive optimization of power system parameters， this paper analyzes the matching and optimization of power system parameters， and introduces the application of power system matching technology of pure electric vehicles， The purpose is to provide reference for relevant staff.

关键词：纯电动汽车;动力匹配技术;动力系统参数

Key words： pure electric vehicle;dynamic matching technology;power system parameters

中图分类号：U472.43                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0202-02

0  引言

近些年来，纯电动汽车较之以往有了更高水平的发展，并且受到人们广泛的认可和喜爱，为了能够充分落实其在环境保护以及减少能源消耗两方面的目标，有必要结合现有的条件，对其展开更加深层次的探索。

1  纯电动汽车的发展现状及动力系统参数分析

1.1 发展现状

现如今，我国二氧化碳排放量在全世界范围内排在前列，为了能够提升我国现代化发展水平，有必要加强对于环境污染问题的重视，并采取妥善的措施，对其进行极力的缓解。在该时代背景下，若想真正达成我国在环境保护以及能源安全两方面可持续发展的目标，应当大力发展纯电动汽车，通过采用二次电源进行儲能的方式，有效缓解上述各项问题。基于此，当前，我国针对纯电动汽车有了更高的重视，并致力于充分发挥出其在结构简单、噪音低以及零排放等方面的优势，为纯电动车行业的可持续发展奠定坚实的基础[1]。

1.2 动力系统参数

对于纯电动汽车来说，其动力系统参数主要由两方面内容组成。一方面，便在于驱动电机参数匹配，从实际情况来看，功率是驱动电机至关重要的影响因素，驱动电机所具有的功能将会直接通过其额定功率和最大功率来展现。与此同时，其本身对于纯电动汽车整体所具有的性能也有着极为关键的作用。一般情况下来说，汽车在城市中行驶，应当对其行驶速度进行限制，而纯电动汽车驱动电机的额定功率能够实现对于汽车行驶最高速度的有效控制，进而高效达成环保的目标。另一方面，在电动汽车所使用的电池方面，其较为重要的两个影响因素便在电池组的数量以及电压值，当对电池展开研发以及制作工作的时候，应当对电池组的数量展开更为科学合理的数量，进而促使其最大输出功率可以同电动汽车的最大功率相适应，进而促使纯电动汽车能够在实际行驶的过程中拥有稳定的大功率输出，确保其运行的安全性以及稳定性[2]。

2  纯电动汽车动力匹配技术的应用分析

2.1 动力系统参数匹配和优化

2.1.1 动力性的匹配和优化

以往在动力系统关键参数确定方面所使用的一种匹配方式，便是在实际进行整车参数设计的过程中将其动力性水平看作是主要目标，其主要是对动力性能指标因素进行参考，采用这种匹配优化方式，比较关注整车本身所具有的成本特性，其通常会在传统车型上进行应用，此外，部分车型的动力系统的部件将开展电气化改革，这种匹配优化方式，在上述车型上有着较强的应用效果，能够通过最小的变化来最大限度同整车的动力需求相适应。从纯电动汽车的实际情况来看，该方式则大多会在汽车变速器档位以及速比的设计和换挡优化过程中得到高效应用。

2.1.2 经济性和节能性的匹配优化

尽管深化开展对于动力系统参数的优化，能够有效满足纯电动汽车的动力性能要求，但立足于整车系统进行分析，其系统参数并不是只有动力性能一种，其中整车系统的能耗状况、续驶里程以及运行效率等方面内容也都有着极为关键的作用。对于整车的动力系统来说，其构建可以通过对于各个不同的部件参数展开相应的排列组合，在采用不同的组合方式的过程中，纯电动汽车所拥有的节能能力以及其所产生的经济效益也有着一定的差异性。基于此，相关工作人员在针对电动汽车动力系统参数展开优化匹配工作的时候，便应当在现有的优化目标中融入动力系统相关部件本身所具有的节能效果以及经济效益，使其成为优化目标的重要组成部分。

2.1.3 动力系统参数的综合优化

上文所阐述的系统参数匹配以及优化措施基本上都是从整车角度出发对其展开综合分析的结果，在采用上述方法的过程中能够有效起到提升纯电动汽车环保节能以及整体性能的作用，但其在实际应用的过程中难免会出现增加纯电动汽车设计成本的现象。基于此，相关工作人员在正式开展纯电动汽车研发以及设计工作的时候，也应当深入分析和探究整车成本问题。通常情况下，部件所具有的质量以及体积是对动力系统成本进行衡量的重要因素之一，所以，针对动力系统部件自身的质量和体积展开科学合理的调整工作，既能够达到良好的整体成本控制效果，还能够实现对于动力系统布置空间的进一步拓宽，这样一来便可以在极大程度上提高能量的利用效率，进而尽可能减少能源浪费问题出现的可能性[3]。

2.2 纯电动汽车动力总成匹配技术

动力总成控制系统在纯电动汽车中有着至关重要的地位，其作为电动汽车的智能核心，主要是结合车速信号、加速踏板行程信号、钥匙开关以及车速信号对车辆行驶模式进行识别，并按照相应的控制策略起到控制整车动力系统的作用。这样一来便能够促使其充分同驾驶舒适性、经济性以及车辆动力性等方面的实际要求相适应。在现有的基础上对车辆行驶模式进行划分，使其以动力模式、经济模式以及常规模式几种类型存在，通过使用模糊控制的方式实现对于纯电动汽车控制策略的开发，切实展现出其高质量的控制效果。

2.2.1 运行区域分析  车辆行驶的工况将会受到多方面因素的影响，具体包括城市地理特征、交通流量分布情况以及城市道路特征等等。因此，通常情况下，不同城市中其行驶车辆所频繁运行的区域之间也存在一定的差异性，而其在车辆动力总成系统方面所提出的要求也有所不同。基于此，应当基于其地域的不同，对具有较强针对性的行驶工况展开相应的开发工作，以实现对于车辆动力总成系统所较常应用的工作区域的统计，这便能够为后续纯电动汽车动力总成系统的匹配提供充分的参考，结合相关研究进行分析发现，当前已经有诸多研究人员对该方面作出了研究。

2.2.2 模拟仿真技术  纯电动汽车开发者在实际选择动力总成系统部件参数的过程中使用方针分析技术，能够有效达到缩小范围的效果，同时，还可以高效达到优化系统参数的效果，且完成对于可控制策略的開发工作。西方先进国家早在五十多年前，便开始针对电动汽车的仿真和建模进行了研究，并产生了多个电动汽车仿真软件。美国能源部国家实验室在实践过程中对寸电动汽车动力总成系统仿真模型进行了开发，即SIMPLEV。该仿真模型的应用能够模拟纯电动汽车中各个零部件具体的参数，并在此基础上对更加合理的道路工况展开优化分析以及选择工作。但在正式展开深层次研究的时候，却难以从根本上实现对于纯电动汽车动力总成系统的控制工作，尽管能够进行部件模型参数设定以及选择道路工况，但结合实际情况来看，其在修改控制策略方面面临着一定的局限性。

2.2.3 台架性能试验  强化对于纯电动汽车试验台的合理应用，可以完成对于动力总成系统整体以及其关键部位的性能测试工作，其应用能够科学进行对于动力总成系统匹配的评价，进而为后续优化调整相应的控制策略提供支持。当前全世界范围内都开展了电动汽车试验台的构建工作，以用于新产品开发。例如当前我国哈尔滨工业大学、北京理工大学以及比亚迪股份有限公司等单位都分别搭建了相应的纯电动汽车实验台，以针对性地开展对于电动汽车相关技术的研究工作。

2.2.4 整车底盘测功机和实车道路试验  通过对于底盘测功机的应用展开整车试验，可以在现有的基础上有效减少环境条件以及路面状况等因素对其所造成的负面影响。合理应用底盘测功机，可以实现对于纯电动汽车在实际进行行驶过程中于驱动电机输出轴上所作用的负载的模拟施加，这样一来，便能够为相关工作人员对动力总成系统的实际匹配效果展开更加科学合理的分析工作。部分研究人员运行用底盘测功机针对新欧洲循环工况下混合动力汽车电机和电池组具体的工作情况进行详细测试，并验证了电池组SOC平衡策略。相关专家在底盘测功机的基础上，针对纯电动汽车本身的爬坡性能以及加速性能等展开了相应的试验工作。研究人员采用重型底盘测功机，开展了对于并联混合动力车辆所具有的能耗以及排放实际情况的测试分析工作，研究调查表明，重型底盘测功机可以高质量达到模拟施加试验车辆行驶阻力的效果，并且还能够将其误差控制在3%以内。实车道路试验的开展能够更加有效和直观地对纯电动汽车性能进行检验，可以实现对于纯电动汽车技术性能的全方位考核以及评价。相关研究人员在最高车速试验、加速性能试验以及续驶里程试验的基础上开展了对于QREV整车性能的考核工作，但从实际情况来看，实车试验在实际开展过程中将会受到交通状况以及道路条件等相关因素的限制，其结果有着相对较差的可比性以及重复性。对于动力总成系统匹配技术来说，上文所阐述的模拟仿真以及台架试验主要是应用在最初开展车辆设计过程中控制器功能验证以及动力总成系统匹配研究方面，但底盘测功机和实车道路试验则主要是针对已经完成开发的车辆，对其所具有的性能展开相应的评价工作。

3  结论

综上所述，科学应用各方面动力匹配技术，能够有效提升纯电动汽车的使用质量和运行效果，对于行业整体以及我国社会的可持续发展有着积极的促进作用。因此，相关研究人员应当加强对于该方面内容的重视，进而为纯电动汽车的高质量发展创造良好的条件。

参考文献：

[1]苟琦智，李耀华，杨阳，等.基于行驶工况的纯电动城市客车动力系统参数匹配优化[J].西华大学学报（自然科学版），2021，40（2）：47-55，62.

[2]宋金龙.纯电动汽车动力系统参数匹配与仿真分析[J].汽车实用技术，2020（14）：13-15.

[3]赵畅，朱春红，梁时光，等.纯电动汽车动力系统选型匹配及仿真分析[J].汽车实用技术，2020，44（15）：15-18.