纯电动汽车动力总成系统匹配技术分析

姜军霞 王岁红

(西安汽车职业大学，陕西 西安 710600)

0 前言

近年来，我国纯电动汽车得到了充分发展。究其原因，一方面是因为我国空气质量受到汽车尾气排放的影响，居民的身体健康受到了危害；另一方面是由于多年来持续开采石油资源，导致石油资源出现了供应短缺的状况。世界各国都致力于研发能有效实现节能环保目标的新能源车型。纯电动汽车能有效满足上述要求。同时，纯电动汽车的运行过程不依赖于石油，有效节约了矿产资源，对发展经济及改善居民生活环境具有重要意义。同时，在资源与环境双重背景的推动下，纯电动汽车有着广阔的发展前景。首先，纯电动汽车的动力来源为电能，而电能的来源渠道非常广泛，可以从火力发电、水力发电及风力发电等多种途径中获得电能，确保纯电动汽车的持续运行。其次，纯电动汽车的结构简单，资源成本低廉，可以为车主节约部分购车费及保养费，更容易吸引购买者。尽管纯电动汽车具有诸多优势，但也应正视纯电动汽车存在的问题，例如充电时间较长、续航里程较短等。上述问题需要对纯电动汽车动力总成系统进行深入研究，经过优化及验证后再向市场进行推广。

1 发展现状

1.1 动力总成控制系统

对于纯电动汽车而言，动力总成系统是其核心部件，其中的动力总成控制系统包括开关信号、档位信号、踏板控制信号及车速信号等。通过这些基础信号之间的联系和传递，可实现对车辆行驶状态和驾驶模式等信息的识别与操控。通过不同的信号来设定相应的控制策略，可以对纯电动汽车动力总成系统进行控制。可通过不同策略对纯电动汽车动力总成系统进行匹配和调整，使用户获得良好的驾车体验，产生更好的经济价值。

在不同的驾驶模式下，纯电动汽车对动力总成系统的要求也有所不同。动力总成系统的动力由踏板控制信号和电机转速信号通过目标矩阵算法分析后输出，并进行传递。随后，通过模糊控制阀控制动力总成系统，进而对纯电动汽车的运行过程进行操控。电机是动力总成系统的核心机构，驱动纯电动汽车将正常运行。变速器则是使汽车维持正常运转的重要部件，两者缺一不可，彼此相辅相成，均为纯电动汽车动力总成系统的重要组成部分。动力总成系统的性能决定了纯电动汽车的核心功能，包括经济成本、整车适用性等方面。纯电动汽车对各个部件均有着较高的技术要求，这也是各个纯电动汽车企业发展情况有所差异的重要原因之一。同时，动力总成系统的性能也决定了纯电动汽车企业在行业市场中的核心竞争力。

动力总成系统的匹配技术在纯电动汽车的研发及制造过程中起着关键作用。纯电动汽车企业应当重视对核心技术的开发，深入研究动力总成系统与先进技术的匹配，使核心技术保有较高的先进性及科学性，确立纯电动汽车企业在行业中的发展地位。

1.2 动力总成系统相关参数

纯电动汽车动力总成系统的主要参数包括驱动电机参数和动力电池参数。其中，驱动电机的动力性能可通过其额定功率来体现。额定功率是驱动电机最重要的参数之一，决定了纯电动汽车的整体性能。动力电池性能受到动力电池单体数量与电压值的影响。合理配备动力电池单体数量，有效把控电压范围，可使纯电动汽车实现稳定的运行状态。

1.3 动力总成系统现状

目前，我国纯电动汽车正处于飞速发展阶段，很多技术难点都陆续得到了有效解决，但是仍存在一些亟待改善的问题。为了充分推动纯电动汽车市场的发展，与我国经济及用户需求相匹配，必须加强对纯电动汽车动力总成系统匹配技术的重视程度，采取有效措施，努力克服技术难题，使纯电动汽车确立零排放、低噪声、结构简单、易于操作等优势，为环境保护及能源的可持续利用作出应有的贡献。

2 动力总成系统匹配技术

2.1 运行区域分析

纯电动汽车行驶工况会受到许多不确定因素的影响。在城市内不同道路上行驶，面对各种复杂的交通情况，纯电动汽车的工况表现具有较大差异。此外，环境因素也会对纯电动汽车产生较大的影响。即便是同一种车辆在城市的不同区域运行，车辆使用频次不同也会造成工况差异。因此，行驶工况会对纯电动汽车动力总成系统的开发产生显著的推动作用。纯电动汽车动力总成系统与整车的匹配要求需充分考虑到运行地域的差异，并有针对性地调整匹配数据，提升纯电动汽车的整体性能，确保纯电动汽车在不同工况行驶时都能够发挥出最优效果，确保整车性能的高利用率。其中，最直观的数据来源就是车速信息，根据车辆在不同路段上的行驶车速，判断出实际运行的不同工况，并进行有效处理。如判断出交通拥堵、交通畅通、道路崎岖等工况，再通过数据分析整合，采用微路径法，确定动力总成系统的合理匹配方式。

2.2 模拟仿真技术

在纯电动汽车动力总成系统的匹配过程中，选择核心部件并对核心参数进行设置非常重要。在匹配过程中，可采用模拟仿真技术来缩小参数选择范围，进而在一定范围内对参数进行优化。模拟仿真技术是应用较为广泛的参数设置方式之一，通过利用此项技术，能够更加完善地研发出动力总成系统及相应的匹配控制方案，对我国在纯电动汽车动力系统方向的创新技术研究有着突破性的价值与意义。目前，我国纯电动汽车的模拟仿真技术与国外相比仍有一定差距，国外的仿真软件能实现多种形式的类型匹配，而我国仿真软件的匹配形式则较为单一。为了实现对动力总成系统核心部件参数的仿真，国外正在开发相应的新型软件。根据行驶道路的路况变化，该软件均能实现核心部件参数的有效控制与匹配。将国外现有仿真模型作为技术基础，能够有效加快我国纯电动汽车动力总成系统的构建过程。近年来，我国对纯电动汽车动力总成系统进行模拟仿真匹配的技术也有了显著进步。此外，我国在电池组动态仿真分析及纯电动汽车异步电机模拟等方面都取得了突破性的科研成果，动力总成系统的匹配效果也得到了显著提升[1]。

2.3 台架性能试验

在纯电动汽车动力总成系统的开发过程中，必须对核心部件和系统性能进行相应的试验分析后，才能够对动力总成系统的匹配效果进行合理评价。台架性能试验是动力总成系统匹配过程中的重要环节，也是不可或缺的关键步骤。通过试验，可获得基于匹配效果的评价，便于针对动力总成系统开展进一步优化，为当前纯电动汽车开发提供更多的优化控制策略。如今，许多汽车企业都加强了对纯电动汽车试验的重视程度，并在研发基地设置了相应的纯电动汽车试验台，助力纯电动汽车动力总成系统的研发与创新。配备有相关试验设备的企业应率先提升纯电动汽车性能试验的能力。同时，应加强对试验结果的反馈，实现对纯电动汽车动力系统工作过程的模拟，推动纯电动汽车动力系统的高速发展[2]。

2.4 底盘测功机及道路试验

在纯电动汽车运行过程中，所遇到的各种因素都有可能对动力总成系统的运行性能产生影响。采用底盘测功机对纯电动汽车进行试验，可使动力总成系统实现稳定运行，避免受到环境等外界因素的影响，提升纯电动汽车的功效和运行性能。纯电动汽车从启动到平稳运行，电机输出轴上会受到不同载荷作用。底盘测功机可通过施加不同载荷对整车状态进行模拟，完成对动力总成系统匹配效果的分析和评估。道路试验也是实现动力总成系统匹配的一种重要技术手段。通过道路试验，可以根据工况了解车辆在实际道路上运行的续航能力和运行功率等详细情况，更全面地对纯电动汽车的性能进行分析与考核，找出不足之处。通过在车辆的实际道路匹配过程中进行再调整，可以持续优化纯电动汽车的行驶性能。

3 动力总成系统参数优化

通过以上匹配方式及测试技术，不仅能够有效提升纯电动汽车在研发及使用阶段的整体性能，还可以节约能源、降低设计成本，帮助汽车企业更好地掌握纯电动汽车动力总成系统的开发重点，进一步提升企业经济效益。作为理论性研究成果的应用，在实际应用开发过程中，动力总成系统的多次匹配试验会使设计成本增加。对于该问题，在对纯电动汽车进行设计研发的过程中，应当综合考量车辆的设计总成本。一般来说，纯电动汽车动力总成系统和其他配速部件所占的质量和体积，会对车辆运行性能产生一定的影响，也是衡量动力总成系统性能的重要参数。因此，在车辆的设计过程中，务必要对系统部件自身质量及空间体积进行设计优化，控制好成本，并且优化空间布置，尽可能改善车辆空间的利用率，减少空间浪费，提升纯电动汽车的整车性能[3]。

4 结语

综上所述，能源利用和环境保护问题都是社会各行业亟待解决的重要课题。目前，国内车企已充分了解到能源利用与环境保护的重要性，正在积极研发能源利用率高和环境友好型的汽车，创建节能型汽车生态圈。纯电动汽车是一类能够实现可持续发展的新能源车型，具备了节能减排的优异性能。在未来的研发过程中，须进一步研究和分析纯电动汽车动力总成系统，提升纯电动汽车动力总成系统的匹配技术，使纯电动汽车得到更为广泛的应用。