純電動(dòng)汽車整車控制器設(shè)計(jì)開題報(bào)告
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開 題 報(bào) 告文 獻(xiàn) 綜 述1.1 課題研究背景眾所周知,能源問題已不再是某個(gè)國(guó)家的問題,它已成為一個(gè)世界性的問題。對(duì)于汽車行業(yè)來說,世紀(jì)年代的石油危機(jī)使人們認(rèn)識(shí)到自然資源的有限性與合理利用自然資源、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切性。而伴隨能源問題的出現(xiàn),環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重。由于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力主要來自石燃料,并且排放的尾氣中含有大量的有害氣體,因此汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展正承受著來自上述兩方面的巨大挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)年我國(guó)汽車保有量為萬輛,低于日本的萬輛汽車 保有量,相當(dāng)于美國(guó)億輛汽車保有量的四分之一。由此可見我國(guó)汽車發(fā)展的空間非常大。汽車保有量的不斷攀升,雖然給人類帶來經(jīng)濟(jì)的繁榮,但同時(shí)也給城市帶來了大氣污染和汽車能源的壓力。面對(duì)如此嚴(yán)峻的形式,電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)引起了世界各國(guó)的關(guān)注。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比,具有以下優(yōu)點(diǎn): [1]1.電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比,其最大的優(yōu)點(diǎn)是能量利用率高,噪聲低,對(duì)環(huán)境污少。電動(dòng)汽車的能源是由蓄電池提供的,而蓄電池的電能是由電網(wǎng)提供的。電能可由太陽能、風(fēng)能、核能、水能、潮汐能等新型能源提供,所以電動(dòng)汽車不依賴于石油能源,減少了石油的消耗。2.電動(dòng)汽車的量轉(zhuǎn)換率高,同時(shí)具有更快更精確的轉(zhuǎn)矩控制能力。電動(dòng)汽車能量利用效率大大超過傳統(tǒng)汽車。電動(dòng)汽車在運(yùn)動(dòng)中停車時(shí)不消耗能量,在制動(dòng)時(shí)可回收制動(dòng)能量,給蓄電池充電再次利用,從而提高了電動(dòng)車輛的能量利用率。3.電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)車輛簡(jiǎn)單,機(jī)械傳動(dòng)部件少,減少機(jī)械誰損失,并且駕駛員在操作時(shí)更加方便。由于少了很多機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備,使其維修很方便,節(jié)省了開支。電動(dòng)汽車除了在能源、環(huán)保和節(jié)能方面顯示出優(yōu)越性和具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力外,在車輛性能方面也顯示出了巨大的優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速、加速快,比燃油汽車高出個(gè)數(shù)量級(jí),電機(jī)可分散配置,通過線控技術(shù)直接控制車輪轉(zhuǎn)速,易實(shí)現(xiàn)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和四輪轉(zhuǎn)向 [2]。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和線控技術(shù)的廣泛應(yīng)用,智能交通系統(tǒng)(的實(shí)現(xiàn)也會(huì)變得非常簡(jiǎn)單。電動(dòng)汽車是 20 世紀(jì)最偉大的 20 項(xiàng)工程技術(shù)成就中前兩項(xiàng)技術(shù)的融合,即“電氣化”和“汽車”的融合產(chǎn)物 [3]。1831 年世界上就有了第一輛電動(dòng)汽車,其構(gòu)想與研制均早于傳統(tǒng)燃油車,但由于性能不如燃油車,使其研究與開發(fā)工作一度停滯;20 世紀(jì) 70 年代的能源危機(jī)和石油短缺,又使電動(dòng)汽車獲得了生機(jī),到了 20 世紀(jì) 80 年代,隨著人們對(duì)于空氣污染和溫室效應(yīng)的關(guān)注,對(duì)電動(dòng)汽車的研究熱情進(jìn)入了空前高漲期;從 20世紀(jì) 90 年代初起,世界各大汽車集團(tuán)公司如 Ford、GM、Toyota 和 Honda 等,都在電動(dòng)汽車上投入了較大的資金,并研制出多 種電動(dòng)汽車及電動(dòng)汽車概念車,如 Ford 的Think city,GM 的 EV1,Toyota 的 RAV4、Prius 和 FCEV,Honda 的 EV Plus、Insigt和 FCX-V3 等 [4][5]。國(guó)內(nèi)隨著國(guó)家十五計(jì)劃“863”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)的正式啟動(dòng),全國(guó)各地對(duì)電動(dòng)汽車研制和開發(fā)更加重視。一般而言,電動(dòng)汽車可分為 3 類,分別是純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。目前,這三種電動(dòng)汽車都處于不同的發(fā)展階段,面臨著不同的困難和挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是傳統(tǒng)汽車和純電動(dòng)汽車之間的一個(gè)過渡,未來的汽車發(fā)展趨勢(shì)必將是純電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車又稱為蓄電池電動(dòng)汽車,它具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn),在節(jié)能和環(huán)保方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì),因此它是解決傳統(tǒng)汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺等方面問題的有效辦法。純電動(dòng)汽車起源于美國(guó),發(fā)展于日本,并隨著純電動(dòng)汽車研究熱潮的不斷高漲,迅速在世界范圍內(nèi)普及。德國(guó)和法國(guó)的純電動(dòng)汽車技術(shù)水平也得到迅速發(fā)展 [6]。就目前而言,日本對(duì)純電動(dòng)汽車的研究和開發(fā)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車的發(fā)展與世界其他國(guó)家一樣,電動(dòng)汽車研發(fā)工作在我國(guó)也正在如火如茶的進(jìn)行著。從十五、十一五,到現(xiàn)在的十二五,國(guó)家從維護(hù)我國(guó)能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮,設(shè)立電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng),通過組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu),集中國(guó)家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。國(guó)內(nèi)主要汽車制造商對(duì)純電動(dòng)汽車的開發(fā)和研制也投入了相當(dāng)?shù)娜肆臀锪?,并取得了一定的成?[7]。北京奧運(yùn)會(huì)期間,奇瑞、長(zhǎng)安、東風(fēng)、一汽、京華及福田等汽車生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位,向社會(huì)提供了自主研發(fā)的 55 輛純電動(dòng)鋰電池汽車、25 輛混合動(dòng)力客車、75 輛混合動(dòng)力轎車、20 輛燃料電池轎車,以及 400 輛純電動(dòng)場(chǎng)地車等各種新能源汽車為奧運(yùn)會(huì)服務(wù)。奧運(yùn)會(huì)后,科技部連續(xù) 3 年在國(guó)內(nèi) 10 個(gè)以上有條件的大中城市開展千輛級(jí)混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車、以及提供基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模示范,2010 年底節(jié)能與新能源汽車達(dá)到 1 萬輛 [8][9]。2011 年上海車展,國(guó)內(nèi)很多汽車企業(yè)展示了自主研發(fā)的純電動(dòng)汽車。長(zhǎng)安奔奔 MINI 純電動(dòng)車采用鋰電池,最高車速 120km/h,充電 6 小時(shí),續(xù)航里程達(dá)150 公里;比亞迪 e6 采用磯酸鐵電池,最高車速 140km/h,標(biāo)準(zhǔn)充電 6 小時(shí),續(xù)航里程 300 公里;江淮同悅純電動(dòng)車采用磯酸鐵鋰電池,標(biāo)準(zhǔn)充電 8 小時(shí),60km/h 等工況下續(xù)駛里程 150km;奇瑞瑞麟 M1-EV 采用高性能鋰電池,最高車速 120km/h,標(biāo)準(zhǔn)充電時(shí)間 6-8 小時(shí),續(xù)駛里程可達(dá) 120 多公里。長(zhǎng)城騰翼 C20EV 純電動(dòng)車搭載高效率鋰離子電池,續(xù)駛里程 150km;力帆 620EV 純電動(dòng)車最高車速 120km/h,單次充電續(xù)駛里程160km??梢哉f,國(guó)內(nèi)各研究單位及汽車企業(yè)對(duì)電動(dòng)汽車的研究開發(fā),已處于百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)。1.2 純電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)純電動(dòng)汽車作為機(jī)械、電子、能源、計(jì)算機(jī)、汽車,信息技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成,是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品,其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化和輕量化。純電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)的研究是發(fā)展純電動(dòng)汽車的重點(diǎn)。純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)主要有:1.動(dòng)力電池技術(shù)動(dòng)力電池為純電動(dòng)汽車提供能量,是純電動(dòng)汽車的動(dòng)力源泉,也是制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。純電動(dòng)汽車使用動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)有比能量(E)、比功率(P)、能量密度(Ed)、循環(huán)壽命(L)和成本(C)等。純電動(dòng)汽車能與傳統(tǒng)汽車相競(jìng)爭(zhēng),必須要研究幵發(fā)出比功率大、比能量高、使用壽命長(zhǎng)的高效動(dòng)力電池。到目前為止,純電動(dòng)汽車上使用的動(dòng)力點(diǎn)出電池經(jīng)過了 3 代的發(fā)展,并取得了突破性的進(jìn)展。第 1代是鉛酸電池,目前主要是閥控鉛酸電池(VRLA),由于其比能量較高、價(jià)格低和能高倍率放電,因此是目前惟一能大批量生產(chǎn)的純電動(dòng)汽車用電池。第 2 代是堿性電池,主要有鎳氫(Ni-MH)、鎳鎘(NJ-Cd)、鈉硫(Na/S)、鋰離子(Li-ion)和鋅空氣(Zn/Air)等多種動(dòng)力電池,其比功率和比能量都比鉛酸電池高,因此此類動(dòng)力電池在純電動(dòng)汽車上使用,可以大大提高純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和續(xù)駛里程,但是此類電池價(jià)格卻比鉛酸電池要高出許多,并且鋰離子電池等對(duì)環(huán)境的安全條件要求比較高。第 3 代是以燃料電池為代表的動(dòng)力電池,例如氫燃料電池等。燃料電池可以直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,能量轉(zhuǎn)變效率高,比能量和比功率都比前兩代電池高,并且可以反應(yīng)過程進(jìn)行控制,能量轉(zhuǎn)化過程可以連續(xù)進(jìn)行,因此是理想的汽車用動(dòng)力電池,但目前還處于研制階段,一些關(guān)鍵技術(shù)還有待突破 [10]。2.電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)對(duì)純電動(dòng)汽車而言,電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出部件,它直接決定了純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性。要使電動(dòng)汽車有良好的使用性能,驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、體積小、效率高且有動(dòng)態(tài)制動(dòng)強(qiáng)和能量回饋等特性 [11][12]。目前,純電動(dòng)汽車上應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)主要有 4 類,分別是直流電動(dòng)機(jī)(DCM)、永磁無刷電動(dòng)機(jī)(PMBLM)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(IM)和幵關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)目前,由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車大都采用矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。由于直接轉(zhuǎn)矩控制方法直接、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制性能優(yōu)良,并且動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速,因此非常適合純電動(dòng)汽車的控制。美國(guó)以及歐洲研制的純電動(dòng)汽車多采用此類電動(dòng)機(jī)。永磁無刷電動(dòng)機(jī)可以分為由方波驅(qū)動(dòng)的無刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(BLDCM)和由正弦波驅(qū)動(dòng)的無刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(PMSM),它們都具有較高的功率密度,其控制方式與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本相同,因此在純電動(dòng)汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。PMSM 類電機(jī)具有較高的能量密度和效率,其體積小、慣性低、響應(yīng)快,非常適應(yīng)于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),有極好的應(yīng)用前景。目前,由日本研制的電動(dòng)汽車主要采用這種電動(dòng)機(jī)。另外開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)具有簡(jiǎn)單可靠、可在較寬轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)高效運(yùn)行、控制靈活、可四象限運(yùn)行、響應(yīng)速度快和成本較低等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn) SRM 存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、噪聲大、需要位置檢測(cè)器等缺點(diǎn),應(yīng)用受到了限制。隨著電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展,控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制、專家控制、遺傳算法等非線性智能控制技術(shù),都將各自或結(jié)合應(yīng)用于電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。3.能量管理技術(shù)純電動(dòng)汽車要獲得良好的動(dòng)力特性,必須裝備比能量高、使用壽命長(zhǎng)、比功率大的動(dòng)力電池作為動(dòng)力源。然而,性能再好的動(dòng)力電池,其儲(chǔ)存的能量也是有限的。因此,要對(duì)動(dòng)力電池的有限的能量進(jìn)行合理的分配,提高整車的能量利用率和續(xù)駛里程。這就必須對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行系統(tǒng)管理。能量管理系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車的智能核心。一輛設(shè)計(jì)優(yōu)良的純電動(dòng)汽車,除了有良好的機(jī)械性能、電驅(qū)動(dòng)性能、選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)力電池外,還應(yīng)該有一套協(xié)調(diào)純電動(dòng)汽車各個(gè)功能部件工作的能量管理系統(tǒng),它的作用是檢測(cè)單個(gè)電池或電池組的工作狀態(tài),并根據(jù)各種傳感信息,包括制動(dòng)力、加減速命令、行駛路況、動(dòng)力電池工況、環(huán)境溫度等,以及空調(diào)等用電設(shè)備工作狀況,合理地調(diào)配和使用有限的車載能量;它還能夠根據(jù)電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長(zhǎng)電池的壽命 [13]。4.整車網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志。作為汽車電子的重要組成部分,汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也成為國(guó)內(nèi)外汽車電子廠商的關(guān)注熱點(diǎn)。通訊網(wǎng)絡(luò)促使汽車進(jìn)入絡(luò)化、數(shù)字化的時(shí)代,生產(chǎn)商不斷把這些技術(shù)融入到諸如電子剎車和駕駛系統(tǒng)及新興的混合驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新?,F(xiàn)在我們可以看見,很多汽車的控制系統(tǒng)、駕駛系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、傳感執(zhí)行系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、GPS 都通過如 CAN 總線聯(lián)系在一起,使汽車成為一個(gè)智能平臺(tái) [14]。純電動(dòng)汽車整車結(jié)構(gòu)基本上式電氣連接,各個(gè)控制單元通過車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。隨著車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,純電動(dòng)汽車被認(rèn)為是未來實(shí)現(xiàn)智能交通最有潛力的方式。5.整車控制器純電動(dòng)汽車的整車控制器(Vehicle Controller)是純電動(dòng)汽車整車控制系統(tǒng)的核心部件,它對(duì)汽車的正常行駛,安全性,再生能量回饋,網(wǎng)絡(luò)管理,故障診斷與處理,車輛的狀態(tài)的監(jiān)視等功能起著關(guān)鍵的作用 [15]。整車控制器的 ECU 是整車控制器的核心部件,也是衡量整車控制系統(tǒng)性能及功能等級(jí)的主要部件。整車空控制器 EUC 通過相應(yīng)的控制軟件程序來對(duì)采集到的信息進(jìn)行判斷、分析和計(jì)算,并最終生成控制指令,發(fā)送給純電動(dòng)汽車的其他控制單元,控制整車的各個(gè)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)工作,使車輛可以安全平穩(wěn)行駛。因此,整車控制器的性能好壞直接影響到整個(gè)純電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)的控制效果。無論純電動(dòng)汽車的其他總成性能如何完好,如果整車控制器出現(xiàn)了問題,車輛就將無法正常行駛,無法實(shí)現(xiàn)能量回饋,甚至出現(xiàn)安全事故。因而開發(fā)出功能完備的整車控制器是純電動(dòng)汽車車控制系統(tǒng)產(chǎn)品化過程中必不可少的工作任務(wù)。1.3 純電動(dòng)汽車分類1 純電動(dòng)汽車(BEV):由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電 動(dòng) 機(jī) 的 驅(qū) 動(dòng) 電 能 來源于車載可充電蓄池或其他能量?jī)?chǔ)存裝置。大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),有 一 部 分 車 輛 把 電 動(dòng) 機(jī) 裝 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī)艙 內(nèi) , 也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子,其 難 點(diǎn) 在 于 電 力 儲(chǔ) 存 技 術(shù) 。 本身不排放污染大氣的有害氣體,即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放,除硫和微粒外其他污染物顯著的減少,而且電力可以重很多一次能源獲取如煤、水力、風(fēng)力、光、熱等解除了人們對(duì)石油的逐漸減少的擔(dān)心。電動(dòng)汽車可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電使發(fā)電設(shè)備能充分的利用,大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益。而且純電動(dòng)汽車有利于減少二氧化碳的排量和節(jié)約能源,正是這個(gè)優(yōu)點(diǎn)電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用成為了汽車工業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV):分為串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車和并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車和混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車1.串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(SHEV):車輛的驅(qū)動(dòng)力只來源于電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力(電動(dòng))汽車。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn):發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,電能通過電機(jī)控制器送給電動(dòng)機(jī),由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。2.并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(PHEV):車輛的驅(qū)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給的混合動(dòng)力(電動(dòng))汽車。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以單獨(dú)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)作為動(dòng)力源,也可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)汽車行駛。3.混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(CHEV):同時(shí)具有串聯(lián)式,并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)方式的混合動(dòng)力(電動(dòng))汽車。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以在串聯(lián)混合模式下工作,也可以在并聯(lián)混合模式下工作,同時(shí)兼顧了并聯(lián)和串聯(lián)式的特點(diǎn)。3 燃料電池汽車:燃料電池是燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,對(duì)燃料電池的基本要求是:①高的比能量和比功率;②安全性好且成本低;③對(duì)環(huán)境無危害,可回收性好。利用重整技術(shù),采用改質(zhì)型燃料電池以提高燃料的儲(chǔ)存、保管、充加、隨帶的方便性和安全性。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是燃料電池電動(dòng)汽車的心臟,當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(IM)和永磁無刷電動(dòng)機(jī)(PMBLM),電機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)性能好,能夠迅速和平滑地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,功率密度高,自身質(zhì)量和體積小,電控系統(tǒng)是燃料電池電動(dòng)汽車的大腦,它負(fù)責(zé)對(duì)燃料電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、再生制動(dòng)系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。電控技術(shù)主要包括各總成部件子系統(tǒng)和整車系統(tǒng)的控制策略和控制方法。1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀英國(guó)人羅伯特·戴維森在 1873 年制造了第一款可供實(shí)用的純電動(dòng)汽車。而最早的以汽油為燃料、內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車由卡爾·奔馳在 1885 年制成并獲得了專利權(quán),純電動(dòng)汽車的產(chǎn)生比以燃油為動(dòng)力的汽車早了十多年。在十九世紀(jì)下半頁,電動(dòng)汽車曾經(jīng)有過輝煌,在人類交通史上留下過光彩的記憶。然而進(jìn)入二十世紀(jì)以后,內(nèi)燃機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了不斷的發(fā)展與進(jìn)步,此外福特公司發(fā)明了以流水線方式大批量生產(chǎn)制造汽車,這使得燃油汽車得以普及,造就了其無可撼動(dòng)的地位,曾經(jīng)在市場(chǎng)中與之競(jìng)爭(zhēng)的蒸汽機(jī)汽車被歲月無情的淘汰,而電動(dòng)汽車在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不斷萎縮,幾乎要退出市場(chǎng)。幾次石油危機(jī)過后國(guó)際油價(jià)暴漲,世界主要能源進(jìn)口國(guó)都在積極開發(fā)節(jié)能技術(shù)和尋找替代能源,同時(shí)人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)、對(duì)環(huán)境污染問題日益關(guān)注,這引發(fā)了國(guó)際能源市場(chǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)性的結(jié)構(gòu)變化,電動(dòng)汽車再一次進(jìn)入了人們的視線。二十世紀(jì)末,美國(guó)和日本的汽車生產(chǎn)廠商推出了一系列電動(dòng)汽車,比如通用公司的 EV1 電動(dòng)轎車和豐田公司的 RAV4 EV。進(jìn)入二十一世紀(jì),美國(guó)政府斥資 24 億美元用于支持新型電動(dòng)汽車與電池的研發(fā)和生產(chǎn),這極大地影響了美國(guó)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。似乎在一夜之間,美國(guó)的特斯拉電動(dòng)汽車成為外界關(guān)注的焦點(diǎn)。在 2008 年,特斯拉汽車公司推出了電動(dòng)跑車 Roadster,它使用鋰電池技術(shù),充滿電后能夠行駛 320 公里以上,百公里加速只需 4s,最高速度達(dá)到 200km/h,其優(yōu)異的性能與超前的理念使消費(fèi)者眼前一亮。在 2012 年,特斯拉汽車公司發(fā)售了 Model S 車型,它具有最大 480 公里的巡航里程,從該車型上我們能夠看到最前沿的技術(shù)在電動(dòng)汽車上的實(shí)際應(yīng)用。中國(guó)的電動(dòng)汽車技術(shù)起步較晚,經(jīng)歷了從無到有、由弱到強(qiáng)、持續(xù)進(jìn)步的發(fā)展歷程,目前頒布了 56 項(xiàng)電動(dòng)汽車的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)建立起了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車技術(shù)體系及其產(chǎn)業(yè)鏈。在 2001 年我國(guó)啟動(dòng)了“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng),將電動(dòng)汽車的研發(fā)細(xì)化為“三縱三橫”,“三縱”指的是將電動(dòng)汽車的研究方向分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車三個(gè)大類,“三橫”指的是將對(duì)電動(dòng)汽車核心技術(shù)的研究分為動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)三個(gè)部分。經(jīng)過“十五”、“十一五”的技術(shù)積累以及奧運(yùn)、世博和“十城千輛”范平臺(tái)的不斷拉動(dòng),中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,但是目前取得的成果與產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求還有一定差距。1.5 課題研究的意義 純電動(dòng)汽車被認(rèn)為是本世紀(jì)解決汽車面臨的石油能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的有效方案之一。各國(guó)相繼研發(fā)的電動(dòng)汽車隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng),必將取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車,或?qū)⒊蔀槲磥砩鐣?huì)主要的交通工具,21 世紀(jì)汽車領(lǐng)域重要的發(fā)展趨勢(shì)。而純電動(dòng)汽車則是公認(rèn)的電動(dòng)汽車的最佳選擇方案,因?yàn)樗淖钪饕獌?yōu)點(diǎn)是零排放和高能量轉(zhuǎn)換率。整車控制器作為純電動(dòng)汽車的大腦,整車控制系統(tǒng)的主要部件,是研發(fā)純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)。的主要工具。其中純電動(dòng)汽車是國(guó)際公認(rèn)的新能源汽車的最佳解決方案,它最直接的優(yōu)點(diǎn)就是零排放和較高的能量轉(zhuǎn)換效率。整車控制器是純電動(dòng)汽車的核心部件,是研發(fā)純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)。其基本思想是:根據(jù)駕駛員的意圖(加速踏板、制動(dòng)踏板、檔位)和車輛的狀態(tài)(SOC、車速),依據(jù)適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律,借助相應(yīng)的開關(guān)器件和電子裝置對(duì)車輛的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,它在純電動(dòng)汽車正常運(yùn)行過隨著能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)等問題的產(chǎn)生,新能源汽車將取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,成為交通運(yùn)輸程中,起著至關(guān)重要的作用。許多研究機(jī)構(gòu)和汽車企業(yè)投入了大量的人力和物力用于研發(fā)和完善純電動(dòng)汽車整車控制器。參考文獻(xiàn)[1]賀彥峰電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)碩士學(xué)位論文.北京.北京工業(yè)大學(xué).2005.[2]Hori Y.Future vehicle drive by electricity and control Research on four wheel motored“UOT electric march 2”[J].IEEE Advanced Motion Control,2002(7);1-14.[3]陳清泉詹宜君.21 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