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1、纯电动汽车整车控制的研究摘要本文着眼于在能源问题日益突出的背景下，如何将新能源技术应用于传统的汽车领域内，即以电动汽车为主要平台，并提出相应的控制策略。换言之，本文并不是讨论新能源的制备、存贮与传输环节，而是较之传统领域的供能方式，利用新能源作为供能，其控制策略与传统方式相比较其较为特别之处。我们选取了几种典型情景作为制定策略的前提，即启动模式、普通行驶模式等不同场合下的控制策略。此外，包括近来的新能源汽车在内，越来越多的车辆已经配备了制动能量回收机制，我们认为该技术在某些场合下若辅以适当的控制策略确实能起到能源二次利用的效果，
2、具有重要的节能减排意义。最后阐述了现阶段推广新能源汽车对优化汽车产业结构的重大意义，并对其未来发展前景持积极乐观态度。关键字：新能源，控制策略，制动能量回收，节能减排一、引言进入21世纪以来，寻找下一代更清洁、可持续开发的新能源已成为全人类的难题。然而现阶段仍然是以石油、煤炭等为主要供能原料，这就催生了一系列新能源的探索与推广，例如在一向被认为由于大量燃烧石油排放尾气加重环境污染的传统汽车行业，电动汽车就以其独特的节能环保的优势引起越来越多的国家的重视。发展以电能为核心能源的新能源汽车，制定合适的电动汽车控制策略已经成为未来汽车
3、工业发展的一个重要方向。控制策略是纯电动汽车电驱动系统的灵魂,为了使电动汽车达到理想的性能,采用优良的控制方法可以大大改善驱动电机的性能,弥补电机设计的不足。电动汽车在行驶过程中,存在车载能量源电压、道路状况和驾驶模式多变等因素,为保证良好的驾驶特性和乘坐舒适性7,对于驱动系统及其控制策略的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。整体控制策略结构简图如下：图一整车控制策略图二、具体控制策略1.启动模式在文献[1]中，将纯电动汽车起步过程细分为预起步阶段、正常起步阶段和有驾驶员参与起步阶段三个阶段。其中，预起步阶段和正常起步阶段为车
4、辆自动起步阶段。预起步阶段驾驶员松开手刹或者刹车踏板，电机处于自由状态。在坡度稍大路面时由于一开始电机无转矩输出不能克服起步阻力，因此，汽车出现轻微倒溜。电机会随着汽车的倒溜出现转速反转情况，此时可以识别在标定时间电机反转的转速得到电机转速的变化率正常起步阶段电机工作于转矩模式下，根据识别电机反转的转速变化率，通过插值法可得到在此状态下可以克服起步阻力而需要的扭矩。此扭矩可阻止汽车继续倒溜实现汽车稳定起步或者使车辆前行在坡道小的路上怠速行驶。在正常起步阶段或预起步阶段之前，若检测到有加速踏板信号，则进入有驾驶员参与起步阶段，根据
5、基本驱动控制策略确定电机转矩指令的大小。具体的起步策略见下图启动模式流程图。7图二启动模式流程示意图2.普通行驶模式普通行驶模式即启动模式结束后汽车正常行驶、加减速的过程。图三为纯电动汽车车速—电流双闭环驱动调速系统框图。所谓车速—电流双闭环驱动调速系统，即根据车辆运行环境和运行状况，驾驶员操作执行机构，控制器根据执行机构的动作判断驾驶员驾驶意图，然后根据驾驶意图制定需求车速。需求车速与实际车速反馈信号比较后得到车速偏差值，车速调节器根据输入的车速偏差值输出电机的参考电流，参考电流与电机电枢电流比较后得到电流偏差值，电流偏差值经
6、过电流调节器输出PWM信号，控制功率变换器的通断时间，从而控制纯电动汽车车速。其中采用模糊自适应整定PID控制策略对车速进行控制，采用Bang-Bang控制策略对电流进行控制。[2]7图三车速—电流双闭环控制系统方框图也就是说,把车速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制变换器的触发线路。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环车速调节环在外面,叫做外环。这样就形成了车速一电流双闭环控制系统。我们知道电动汽车和传统汽车在动力系统和能源供应系统上有很大不同，其中一个很重要的改动是将燃油汽车的内燃机与油箱用匹
7、配的蓄电池、电动机、调速器及相关设备来代替。但是从上述控制策略中可以看出，该双闭环系统是以电流为主要控制量，给电机相应的驱动信号，再结合闭环反馈的稳定性控制优势，实现较为平稳及迅速的车辆控制，使电动汽车获得良好的动力性能和经济性能。从参考文献[3]中援引仿真结果图如下：7图四车速电流双闭环系统方针结果图从上图也可以得出结论：采用饱和非线性控制,实现准时间最优控制,使得起动加速性能最优。在行驶过程中,由于车辆运行的振动等因素会导致踏板产生微小的位移,这种微小位移导致车辆在不停地以最大加速或减速进行驱动,其乘坐舒适性会降低,因此车速
8、一电流双闭环控制策略特别适合于道路情况良好的巡航控制。[3]3.能量制动回收7在城市循环工况下,汽车的平均时速较低,负荷率起伏变化大,需要频繁的启动与制动,汽车制动过程中的能量绝大部分以热能的形式散失到空气中,如果对该部分损失的能量加以回收利用,车辆的续航能力会
