纯电动汽车检修

纯电动汽车检修（共8篇）

纯电动汽车检修 篇1

企业需要新员工能够尽快熟悉岗位环境, 了解工作流程, 能快速上岗, 在短时间内融入工作团队。高职院校为企业输送具有职业技能的人才, 就必须以企业的需求为目标。工学结合的人才培养模式无疑是一种较好的方法, 在这种培养模式下, 学生在学习期间就了解自己的工作环境, 熟悉自己将来岗位的工作流程, 模拟或实践在企业工作。因此本文对唐山汽车产业升级下新能源汽车技术专业工学结合人才培养模式开展研究, 与唐山普林亿威新能源汽车有限公司等新能源汽车企业共同确定了新能源汽车技术专业的课程体系, 对《纯电动汽车构造与检修》课程教学进行了设计。

一、《纯电动汽车构造与检修》课程设计概述

(一) 《纯电动汽车构造与检修》课程简介。《纯电动汽车构造与检修》课程是新能源汽车维修技术专业课程体系的核心主干课程, 是学校与企业合作开发的基于实际工作过程的“工学结合”的项目化课程。本课程涉及新能源汽车的结构、电池及维修方面的知识。通过本课程的教学, 学生将了解和掌握新能源汽车的概念、基本原理, 纯电动汽车、燃料电池构造和基本原理, 能量存储系统、燃料电池在车辆中的应用, 为学生从事汽车及新能源汽车检测、服务等方面工作打下良好的基础。

学习是一个积极主动的建构过程, 最好的学习是个性化学习, 最好的教育是自我教育。因此, 教师应创造适宜的学习情境十分重要, 使学生能够更好地自主学习, 主动地建构经验和知识体系。学生要在学习中建立终身学习的教育观、多元智能的学生观、能力本位的质量观、过程导向的课程观、行动导向的教学观, 为了适应需求我们对课程采取了“校企合作”的开发模式。

(二) 工学结合的课程开发模式。为了给学生创造真实的新能源汽车检修现场工作环境, 《纯电动汽车构造与检修》课程由学院与汽车维修企业的工程技术人员合作开发。利用学院和企业两种教育资源, 共同开发学生工作岗位、典型工作任务;创设学习情境和课程实施条件, 合作建设教学文件、教材等教学资源, 共同制订学生顶岗实习管理制度, 共同制订学生工作和学习成果考核评价办法;在企业环境的课程实施过程中, 共同管理和监控教学运行;校企互相兼职, 共建共管课程教学、岗位培训和合作技术开发的专兼职队伍。

(三) 《纯电动汽车构造与检修》课程设计思路。依据人才培养方案中培养目标的要求, 突出高职特色, 通过对企业调研, 了解企业的岗位需要, 与企业共同选择教学内容及教学目标。教学模式采取课堂讲授与实践环节相结合, 课程模式采用理论讲授、案例分析、分组讨论、项目实施相结合。我们采取如下措施来实现工学结合:模拟岗位工作过程, 建立项目化教学体系;模拟岗位工作环境, 建立职场课堂;进入工作岗位, 顶岗实习;建立工学结合服务体系。

(四) 学生能力培养目标。

1.专业能力。通过课程学习后, 学生能够进行动力电池的维护保养, 能够分析查找故障部位, 能够熟练进行新能源汽车的检修, 有克服困难、解决疑难杂症的能力。

2.方法能力。具有良好的语言表达能力、文字表达能力, 能够通过通过网络、图书馆、各种期刊杂志、维修手册等渠道自主学习, 掌握新能源汽车的前沿最新技术。对工作项目有统筹安排、制定工作计划的能力, 具有创新能力。

3.社会能力。树立良好的人生观和世界观, 具有良好的职业道德, 能够与他人团结协作、协商解决一系列问题, 能够与人愉快相处, 具有良好的环境适应能力;能够兢兢业业, 工作认真负责, 有很强的使命感和社会责任意识, 能够利用所学专业知识节能减排, 保护环境。

(五) 确定课程内容。本课程教学过程与企业实际情境相吻合。通过在校内实训基地和校外实习基地系统地讲授新能源汽车的定义、发展新能源汽车的必要性及国内外新能源汽车的发展概况, 纯电动汽车、燃料电池电动汽车等各种新能源汽车的结构、基本原理及性能指标等基础知识, 电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机等新能源汽车部件的结构及其工作原理, 其他新能源汽车的特点、结构、原理以及发展现状与趋势。

二、《纯电动汽车构造与检修》课程设计

(一) 项目五:混合动力汽车构造及工作原理。

1.职业能力目标。能描述混合动力汽车的结构特点;能描述混合动力汽车的结构部件;能描述混动动力汽车的工作原理。

2.主要训练项目或任务载体。混合动力汽车的结构及工作原理;能根据教学要求设计教学情境并实施教学。

3.学习内容。混合动力汽车的结构特点;混合动力汽车的结构部件;混合动力汽车的工作原理。

(二) 项目九:新材料与技术应用。

1.职业能力目标。掌握镁合金在新能源汽车领域的应用;掌握碳纤维在新能源汽车领域的应用;掌握现代控制技术在新能源汽车领域的应用;掌握车载网络技术在新能源汽车领域的应用。

2.主要训练项目或任务载体。各种新技术与新材料的应用;能根据教学要求设计教学情境并实施教学。

3.学习内容。镁合金;碳纤维;现代控制技术;车载网络技术。

三、教学方法、教学实施建议及评价标准

(一) 教学方法建议。教师采用示例法, 示教法, 巡回指导法及分组讨论法;学生采用个人示例法和小组合作法进行学习;教学手段采用教具法, 和视频及动画法进行教学。

(二) 教学实施。

1.教学过程组织与实施思路。采取项目驱动、行动导向的教学, 在教师指导下实施一个完整工作过程。教师下发项目任务, 学生接受任务信息, 并以个体或小组的形式独立制定工作计划和学习计划、实施计划, 最后进行评价和反馈。

2.学生课前准备与课后训练内容和方式。学生首先要具备必要的理论知识, 提前预习讲授的知识;实习实训时要携带课本、穿实训服、领取实训工具, 并保持实习环境卫生整洁;课后对实训内容进行归纳、整理和总结, 认真完成实训报告。

(三) 评价标准。教师检查学生所教授实习项目内容是否清晰理解, 是否能按项目考核标准完成项目任务。教师结合学生在实训过程中的实习态度、实习效率以及实习成品进行综合评价。

摘要：本文介绍了在工学结合人才培养模式下, 新能源汽车技术专业《纯电动汽车构造与检修》课程的设计思路和具体的课程内容的设计, 从课程开发的环境入手对课程进行了概括介绍, 详细介绍了学校与企业根据岗位需求, 确定课程人才培养目标, 确定课程具体内容以及课程内容中各项目的实施。

关键词：工学结合,培养模式,纯电动汽车检修,课程设计

参考文献

[1]唐山工业职业技术学院.新能源汽车技术专业人才培养方案

[2]唐山工业职业技术学院.《纯电动汽车构造与检修》课程标准

纯电动汽车离我们还有多远？ 篇2

面对8元时代的油价，有车一族一直盼望扔掉这一负担。电动汽车可以说是一种不错的选择。

近日，比亚迪在北京推出“体验纯电动汽车”，让市民与电动汽车来一次亲密接触。本刊记者提前为您提前体验纯电动汽车。

充电时间长还是个大问题

11月5日中午12点，记者来到通州梨园大马庄的比亚迪4S店，工作人员说，本次试驾的E6车刚刚充了70%的电量，可以行驶200公里，要充满得6个小时。好在记者试驾的距离并不远，（从通州梨园开到东三环白家庄，再开回来。）工作人员才放心地拔掉了充电的插头。“开出去没电就没办法了，不像别的车。想充也找不到地啊！”工作人员说。

说起电动车，充电是一个必须提的事情。目前，北京市电动车充电站已建成的约为10个。如果买了车，还是过着开着车四处找不到充电桩的日子，那滋味肯定不好受。以这次记者体验的E6为例，这款车的充电方式倒是避免了这种情况。比亚迪公司的相关人员告诉记者，这款车的充电方式一个是随车配送一个10千瓦的家用充电柜，只要有车位，就可安装使用，6小时可充满电，不依赖专业充电站。还有一种是直接接驳在家用220伏的电源上，不过充电时间就要慢一些，大概需要18小时。充满电的汽车，最长可以行驶300公里。

但是问题是，如果安装充电柜，对车主的车位要求就比较高。因为充电柜要接小区配电箱的电源，所以车主就必须有一个固定的车位，而四处游移的停车方式，显然并不适合购买电动车。

这款比亚迪的电动车是中国首款面向个人销售的纯电动车，所以在充电方式上，它所面临的问题应该具有一定的代表性。公共充电站少，小区充电柜对车位要求高，家庭电源充电时间长，都是未来需要解决的问题。

方向盘感觉非常重

比亚迪E6从外观上看和别的两厢汽油车几乎没有什么差别，外型设计上并没有体现出纯电动车的特点，没有丝毫高科技和时尚元素。只是它的钥匙在给你强调这是一辆纯电动车，递给记者手里的钥匙实际上就只是一个遥控车门锁，E6没有传统意义上的钥匙。打开车门，坐进车内，感觉车内比较宽敞，大面积中控台层次分明，环抱式的设计带来不错的整体感受，与外观不同的是内饰部分使用了更多曲线。

坐在驾驶席上，记者试图找到一个合适的驾驶姿势，但感觉坐姿偏高。虽然座椅可以电动调节，但是并不能改变其高低位置。记者在座椅的右侧并没有发现手刹，工作人员告诉记者离合的位置实际是刹车，踩下便可驻车，再踩下是解除。

按下启动按钮，E6没有一般汽车发动机点着时的震动和噪音，仪表盘上你也看不到转速表和油量表，取而代之的则是中控屏幕上的剩余电量和电动机输出功率值。挡位位于方向盘的右侧，向上是倒车，向下是前进，向右是停车。你只要踩住刹车将挡杆拨向下，当屏幕中出现绿色的OK字样，就表示车辆已可以正常启动了。

缓缓松开刹车，静谧的车厢内传来电流声，车辆也开始缓缓挪动。得益于电动机低速大扭矩的特性，轻点油门（严格来说，应该是“电”门），E6的起步倒也轻松，2.3吨的整备质量并没有对电动机造成太大的麻烦。而电动机直接驱动的传动特质，则为E6带来了快速的动力响应，原则上，它几乎不存在动力迟滞。方向盘转动起来很沉重，可能是出于节省能耗的考虑，方向盘助力并不明显。

行驶途中E6的动力响应确实很快，动力虽然不强但确实是一踩就有，在时速70km以下，E6的动力应付日常驾驶没有太大问题，无论起步还是加速，都能赶上车流。只是感觉整车过于沉重，毫无灵活性可言，让人激动的推背感更是根本不可能存在。

动力仍然显得捉襟见肘

由于120马力在2.3吨的车重面前实在是显得微不足道，所以即使电动机全功率输出时，动力仍然显得捉襟见肘。当记者在京通快速上行驶，时速超过80km后，再想提速就会明显力不从心。这时候，无论将油门深踩下多少，E6都只会不紧不慢地用自己的步调慢慢提速。

尽管后程加速乏力，不过E6跑到120km/h倒也不成问题，在高速上也完全够用。唯一的问题则是，当电动机大功率地输出时（E6的理论极速只有140km/h），电池电量的消耗也会比平时快很多，如果长时间保持高速行驶的话，续航里程可能难以得到保证。

一位不愿透露姓名的业内人士告诉记者，比亚迪的续航能力之所以比国产其他纯电动车要长，主要是比别家使用了更多的电池组罢了。这势必让车身更重。

从试驾的情况来看，比亚迪E6离私人购买还存在很大的距离。首先是充电时间过长，6个小时！如果在白天，谁会等6个小时等它把电充满再开走。其次，续航里程仍不够长，200多公里（资料显示是300公里，但工作人员说是200多公里），只够一个在远郊的市民开车进城，走个来回，再多走就会面临抛锚的危险。因为目前在加油站和单位仍无法充电（E6充电时必须有充电桩，购买时会送一个给车主）。

纯电动汽车前景渺茫 篇3

华南理工大学机械与汽车工程学院院长兰凤崇在广东省汽车关键零部件产业技术路线图技术壁垒研讨会上表示, 目前我国电动汽车、混合动力等新能源汽车虽然在尽力做产业化, 但是还没有完成产业化。

兰凤崇同时表示, 在新能源汽车多种技术路线中, 纯电动汽车是离实际应用最远。

“除非是低速纯电动汽车, 像那种机场和旅游景点的游览车。能够达到传统汽车水平的纯电动车, 产业化的前景非常渺茫。”兰凤崇分析说, 问题有两个, 一个是电池不行, 二是充电环节不行。而混合动力的技术则相对比较成熟。

纯电动汽车整车控制策略探讨 篇4

关键词：纯电动汽车,整车,控制

0 引言

近年来,我国面临的环境危机与能源危机逐渐加重,纯电动汽车具有零污染和零排放的优点,因此,它的研发与推广已成为我国缓解环境与能源危机的重要方式。本文通过对纯电动汽车整车控制策略的分析讨论,使纯电动汽车达到最佳运行状态,对纯电动汽车的研究与开发能够有一定的帮助。

1 纯电动汽车概述

纯电动汽车主要由电力驱动系统、能源管理系统、整车控制单元、充电控制单元、电源变换装置(DC/DC)及仪表显示系统等组成,其中,电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器等,能源管理系统包括能源及能量管理系统。电力驱动系统主要是为整车提供动力;整车控制器(VCU)是对挡位信号和踏板信号等进行采集,以及控制电池的放电及电机的运行;充电控制单元是为电池组充电;电源变换装置为整车提供能量来源;仪表显示系统则是将车辆的运行状况信息反映给驾驶者。

2 纯电动汽车整车控制

2.1 纯电动汽车整车控制器

由整车控制器的结构框图可以看出,纯电动汽车的调度控制中心是整车控制器(即VCU),它将纯电动汽车的各部分系统联合起来,从而控制整车,使其协调运行。VCU(整车控制器)系统结构如图所示,主要包括四个模块,分别是开关量输入与输出、A/D采集模块、CAN通信模块以及电源电路模块。开关量输入与输出模块主要是接收钥匙信号、挡位信号、开关信号等以及控制风扇、水泵等继电器;A/D采集模块则是加速与制动踏板开度以及电池电压信号等;CAN通信模块主要负责与其他设备通信,将信号转至其他单元,与其通信的其他设备主要有电池管理系统、电机控制器,仪表显示等等;电源电路模块主要是为整车控制提供电源。

2.2 整车驱动系统控制

由电机和电机控制系统组成的纯电动车的整车驱动系统,与整车网络通信主要是通过CAN总线方式。

(1)VCU根据A/D采集模块采集到的踏板开度信号和挡位信号,结合电池的基本信息,经过转矩计算,即可得到扭矩信息。通过CAN通信模块,将所得到的扭矩信息由VCU发送到MCU,MCU根据接收到的控制信号,执行相应的动作。(2)电机控制系统包括转矩控制方式和转速控制方式两种,而MCU的控制模式即是根据VCU所发送的控制模式选择位来确定。在转速控制模式下,VCU所发送的为电机运转模式、运行方向以及输出转速值等信息;而在转矩控制模式下,与转速控制模式不同的是VCU所发送的信息是电机输出转矩值,其他信息则相同。(3)电机运转模式一般根据汽车的运行状况,分为发电和电动两种模式。发电模式下,实现的是制动能量的回馈,整车运行的状态是滑行或制动;而电动模式下,整车运行属于驱动状态,汽车处于行驶状态。(4)在电机控制系统运行过程中,MCU负责将整车的故障情况与状态信息上报给VCU,同时,MCU还可对出现的系统故障进行及时的处理。VCU会根据MCU上报的情况对整车的运行作出合理的控制与协调。另外,MCU上报给VCU的故障情况包括散热器过热、超载超速、直流侧电压故障等等;可上报的状态信息则有电机转矩、电机运行状态、风扇运行状态、水泵运行状态、电机运行电流与电压值、电机转速等等。

2.3 整车工作模式控制

(1)充电模式。当充电门被打开,VCU即触发上电。当VCU检测到充电连接信号时,立即启动BMS,BMS就会启动充电过程,并保持与充电机通信。然而,若充电过程发生故障,监测BMS运行的VCU即会中断其充电过程,从而预防危险事故的发生。(2)上电模式。当VCU被触发上电后,确保整车的所有设备都正常启动后,即系统自检、BMS继电器闭合,控制电池系统上电、以及控制电机预充电等过程均正常运行,系统即会进入READY状态,就可以正常操作。(3)行车模式。当整车系统正常上电后,其控制信号就会传送到VCU,VCU通过采集到的这些控制信号,根据系统的其他一些限制条件,来控制汽车的运行。(4)制动模式。纯电动汽车处于制动模式时,VCU会根据采集到的状态数据,来判断计算整车需要的扭矩。另外,纯电动汽车在制动模式下还可实现能量的回收利用,与传统燃油车相比,这是一个很大的进步。

2.4 汽车状态的显示

汽车状态的显示对驾驶员来说是不可或缺的,显示的内容主要包括车速信息、电机转速、电池剩余电量、电机故障信息及电池故障信息等,可使驾驶员随时了解汽车的情况,出现问题也可及时解决。

2.5 整车能量优化控制

整车能量优化控制主要包括以下几点:(1)VCU能够及时了解BMS反馈的剩余电量、电池的电压与电流及温度情况、电池输出继电器状态、电池组最大放电电流与回充电流及故障报警等信息。(2)VCU根据汽车控制策略以及来自总线上的电池状态和电机状态信息以闭合或者断开BMS的总正/负继电器,完成高压回路的闭合和断开功能。(3)当纯电动汽车处于制动模式下,汽车在VCU的控制下产生再生制动扭矩,让电机发电,并且将电机发的电存储到蓄电池中,从而实现能量的回收利用。

3 结语

对纯电动汽车的整车控制研究即是对整车控制器的控制研究,在分析其控制策略时,应对开发的目的有清晰地认识,不但保证汽车的基本性能,而且可降低能源损耗,使其更加优化。

参考文献

[1]窦国伟,刘奋,程浩,柯小军,寇攻红.纯电动轿车整车驱动控制策略开发实践[J].上海汽车,2010.

[2]翟世欢,辛明华,于兰.纯电动汽车整车控制策略[J].汽车工程师,2014.

纯电动汽车和燃料电池汽车的比较 篇5

目前, 世界各国针对汽车产业都在寻找一种既洁净又储量丰富的能源来缓解日益紧张的石油资源和改善不断恶化的环境, 使用此类能源的汽车就是人们常说的新能源汽车。新能源汽车的发展方向呈现多元化, 主要有电动汽车、燃气汽车和混合动力汽车三种, 而在现阶段, 技术相对较成熟、污染程度最小的, 当属电动汽车。电动汽车又分为纯电动汽车和燃料电池汽车。而它们都有各自的优点和尚需解决的问题。

1 纯电动汽车

纯电动汽车采用单一蓄电池作为储能动力源, 通过电池向电机提供电能, 驱动电动机运转, 从而推动汽车前进[1]。其最大优势在于无污染、噪声小, 对环境保护十分有益。另外, 纯电动汽车较内燃机汽车结构简单, 运转、传动部件少, 维修保养工作量小, 同时可回收制动、下坡时的能量, 提高能量的利用效率。

在我国, 首款面向个人销售的纯电动汽车是被定名为e6先行者的比亚迪纯电动汽车, 该车以自主研发的, 具有高安全、储电多、功率大等特点的铁电池作为动力, 一次充电最大续驶里程达到300公里, 列世界第一。而且, 比亚迪还和南方电网合作, 为每位购车者配备充电柜, 只要车主有自己的固定车位, 南方电网将上门为车主安装, 车主自己可在家中完成充电。而这不失为纯电动汽车推广的一条可行路径。

虽然纯电动汽车的优势明显, 但目前的普及程度仍远不及内燃机汽车。其需要解决的是:

1.1 降低电动车价格。

目前电动车整车价格昂贵的主要原因一方面是蓄电池的价格昂贵, 另一方面也是电动汽车量产小, 配件未形成规模化生产;

1.2

提高一次充电后的续驶里程, 目前蓄电池单位重量存储的能量太少, 使得电动汽车的续驶里程过短, 在一定程度上也制约了电动车的普及;

1.3 延长蓄电池的使用寿命。

目前一个新的蓄电池在使用一到两年后, 其充满电所能储存的能量明显下降, 基本上三年就要报废;

1.4 发展包括充电设施在内的基础设施。

除工作单位、家庭等夜间充电设施外, 还必须建立行车途中充电所必须的充电网络[2]。电动汽车要想普及, 基础充电设施的规模化、网络化是一个不能回避的问题;

1.5 建立一个电动汽车发展的相关行业标准。

相关行业标准的缺失, 容易导致各电动汽车制造企业各自为政, 生产的电动汽车的充电插口以及相关零部件无法通用, 限制了电动汽车的推广普及。

2 燃料电池汽车

燃料电池汽车电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用, 直接变成电能获得的[3]。这种化学反应过程不会产生有害产物。燃料电池汽车与纯电动汽车最大的区别在于两个电池的概念不一样, 纯电动汽车用的是蓄电池, 把电储蓄在电池里。燃料电池并不是蓄电池, 而是一个发电装置, 能源储存在氢里面, 使氢气和氧气产生化学反应发电。氢燃料电池车与纯电动汽车相比, 在使用过程中具有优势, 纯电动汽车完全充电至少需要7-8小时, 氢燃料电池车的加氢时间仅为3.5分钟左右, 而且氢燃料电池车一次加满氢后的续驶里程要远高于纯电动汽车。例如奔驰B级氢燃料汽车在储氢罐充满燃料的情况下, 续航里程可达400公里。

在中国, 燃料电池汽车是“十五”期间全国12个重大研究专项之一。2012年3月两会期间, 科技部电动汽车重大项目管理办公室副主任甄子健认为, 燃料电池汽车在5到10年后, 将可以像近两年的电动汽车一样, 通过示范运行进入商业化销售阶段。但是就目前来说燃料电池汽车仍存在以下技术难题:

2.1

氢气的来源、储存以及将燃料 (石油、天然气、煤、甲醇及其它非石油基燃料) 转为氢气的重整器问题尚未解决, 这也导致了以氢燃料电池汽车的运营成本偏高。从目前各大汽车公司推出的制造成本上百万美元的燃料电池概念车来看, 如果不能大幅度的降低其成本的话, 燃料电池汽车的推广普及仍是可望而不可及的;

2.2 配套设施极度不完善。

加氢站等基础设施几乎为零, 目前全球的加氢站不到100家, 而且还处于实验性阶段, 这严重影响了氢燃料电池汽车的普及;

2.3 燃料电池汽车整车及关键零部件技术标准严重缺乏, 使得燃料电池的产业化受到了严重的制约。

有专家分析, 要解决上述问题, 乐观估计需10～20年。不过, 一旦上述问题得到有效的解决, 必将大大加速燃料电池汽车的产业化进程。

目前, 国家对于研发电动汽车和燃料电池汽车的相关企业增加了扶持的力度, 加大了相关配套基础设施的建设, 同时也出台了一些优惠措施鼓励企业和个人购买新能源汽车。相信在不久的将来, 新能源汽车必将得到普及和推广。

参考文献

[1]董迪晶.浅谈中国发展纯电动汽车的现状和面临的问题[J].中小企业管理与科技:下旬刊, 2011 (5) .

[2]陈清泉, 詹宜君.21世纪的绿色交通工具:电动汽车[M].清华大学出版社, 2001:1-16.

纯电动汽车动力性能的仿真研究 篇6

随着能源的紧缺和环境污染的加剧,电动汽车逐步被人们重视。目前,开发电动汽车已上升为国家战略高度,由科技部等部门参与制定的《国家“十二五”科学和技术发展规划》,已经明确我国已全面实施“纯电驱动”技术转型战略,开展新能源汽车产业化工程建设,计划到2015年,电动汽车保有量达100万辆[1]。电动汽车可分为3类,分别是纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。其中,纯电动汽车主要是采用蓄电池作为储能动力源,通过向电机供电,驱动其运转,再经过传动装置,转化为驱动轮的动能,使汽车行驶(图1)。由于电机具有良好的牵引特性,因此蓄电池汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。

2 汽车的动力性能

汽车的动力性,是指汽车在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。对于交通工具,运输效率的高低很大程度上取决于动力性。所以,动力性能是汽车最基本也是最重要的性能之一。

通常,评价汽车动力性能的指标有三项,即最高车速、加速时间以及最大爬坡度[2]。最高车速,是指汽车在水平良好的路面(混凝土或沥青)上所能达到的最高行驶速度。加速时间,反映汽车在一定的条件下迅速增加行驶速度的能力,常用起步加速时间和超车加速时间来表示。起步加速时间,是指汽车原地低档起步时,逐步换到高档后达到某一车速所需的时间;超车加速时间,是指汽车用最高档或次高档由一较低车速加速至某一较高车速所需的时间。加速时间越短,超车越快,行驶相对更安全。最大爬坡度,是指汽车在良好、无风的路面上汽车能够爬上的最大坡度。因为一档时产生的力矩最大,所以最大爬坡度在一档下完成。最大爬坡度代表了汽车的极限爬坡能力,在实际情况下,汽车上坡时会受到风阻、松软或崎岖不平路面的阻力等因素的影响,所以理论上的汽车最大爬坡度一般比实际值要大。

3 动力系统的数学模型

纯电动汽车动力系统的主要关键部件包括蓄电池、电机和控制系统。蓄电池为动力源,其主要的性能指标包括比能量、比功率和循环寿命。要使纯电动汽车能够正常运行,而且具备一定的竞争力,必须具备比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池,目前阀控铅酸电池应用较为广泛。相比而言,一些碱性电池如镍氢电池、锂电池等在主要性能指标上要优于铅酸蓄电池,但因制造成本较高而受到一定的限制。

动力电池主要是通过充放电输出和获取能量,电压和内阻对其影响较大,其数学函数模型可以通过电池的荷电状态SOC值得到[3],表达式如下:

式中,Qu:可用容量,即蓄电池剩余的电量;Qτ:蓄电池的最大放电容量;cτ:温度对蓄电池额定容量的影响系数;ηA:电池的可利用系数。

电机承担着驱动汽车运转的任务,目的是将电能转化为机械能。汽车需要在启动、加速、减速、停车等各种工况下运行,在低速或爬坡时需要高转矩,在中高速行驶时需要恒功率,电机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求,所以电机必须要具备良好的驱动特性。目前,使用较多的有直流电机和交流感应电机。直流电机可通过晶闸管斩波技术实现无极调速,易于快速启动停车及平滑调节,技术比较成熟且价格较低。交流感应电机需要将蓄电池输出的直流电进行逆变处理,由于所采用的矢量控制与直接转矩控制方法比较简单可靠,反应迅速,且其质量较轻及成本不高,所以交流感应电机也得到了广泛的应用。另外,还有性能比较优越的永磁电机和开关磁阻电机,都有很好的应用前景。

电动汽车在行驶时必须克服一定的阻力做功,阻力包括摩擦阻力、空气阻力以及爬坡阻力,电动汽车消耗的功率如下:

式中,P:电动汽车消耗总功率,kW;CD:迎风阻力系数;i:坡度,%;δ:旋转质量换算系数;η:传递总效率。

在水平良好路面上,当电机的功率与负载消耗功率相等时,车速最高。此时,,有:

在稳定车速下,原动机的后备功率全部用来爬坡,克服坡度阻力所能爬上的最大坡度为:

式中,Ft:驱动力;Ff:滚动动力;FW:空气阻力。

根据电动汽车所消耗的功率与阻力功率的关系,可得到加速时间表达式:

在行驶过程中,电动汽车通过一定的传动比来满足不同行驶工况的需要。尽管电机一般都具有较宽的调速范围,但在纯电动汽车的设计过程中要选择合理的传动比,以获得较高的转化效率。在电动机输出特性一定时,电动汽车的传动比应该满足汽车最高期望车速、最大爬坡度以及对加速时间的要求,其范围如下:

式中,i:总传动比;nmax:电动机最高转速;R:车轮半径;Fvmax:最高车速对应的行驶阻力;Tvmax:电动机最高车速对应的输出扭矩。

4 仿真及分析

电动汽车的动力性可以基于Advisor软件模拟仿真得到,该软件是由美国可再生能源实验室在MATLAB软件环境下开发。通过大量的实验证明该软件能够比较准确地预测电动汽车的各种特性。目前,许多企业、科研机构等组织使用该软件从事汽车仿真方面的研发。

Advisor含有包括Insight等在内的37种电动汽车的数据文件,用户可以从中选择并作修改。其还有纯电动汽车、混合动力汽车等八种类型的传动系统模板,用户可在此基础上定义自己的传动系统,还可以自定义新的传动系统增加到模板库中。该软件的一大优点就是输入图形的可视化,方便简洁。用户可以先在内部的m文件中对各部件数据模型进行设定和修改,按顺序打开MATLAB和Advisor软件,然后直接在Advisor图形界面GUI下选择已设置的车型,输入相关的仿真参数,进行仿真[4]。仿真过程以后向为主,如图2所示。先根据行驶工况来计算车轮转速和所需驱动力,然后逐级向上级模块,即主减速器模块、变速器模块、电动机和控制器模块、附件模块,功率总线模块传递,直到计算出蓄电池模块的相关参数。同时仿真过程也可以从相反方向进行。

目前,纯电动汽车在某些相对短途场合因具有灵活方便性得到了广泛使用,如旅游景区、警车巡逻、短途物流等。以下是某一改装微型纯电动汽车,外型尺寸为3395mm×1475mm×1695mm,轴距2.36m,最大质量1361kg,最小转弯直径小于9.8m,最小离地间隙0.16m,风阻系数0.35,主减速器传动比4.266,电机齿轮传动比2.9,永磁电机PM8额定功率为8k W。采用4节6FM150动力性阀控密封铅酸蓄电池,每节12V,单节重53kg。将该车数据导入Advisor,选用国际常用的美国城市道路循环工况UDDS进行仿真,可得到以下参量数据及曲线。

图3为美国城市道路循环工况速度与仿真车速比较图,UDDS循环工况速度大于仿真工况,UDDS工况最高车速91.25km/h。而仿真的最高速度为42km/h,实际最高速度为40km/h。

图4为铅酸蓄电池放电SOC曲线,初始SOC值为1.0,终了SOC为0.7,曲线变化相对较为平稳。图5为电机输出扭矩曲线,最高扭矩可达28N·m左右,可以满足驱动要求。

该纯电动汽车在ADVISOR中其余仿真数据为:百公里相对耗油量2.2L,0-30km/h加速时间12.3s,0-40km/h加速时间16.9s,最大加速度0.7m/s,最大爬坡度为12%。该车投入使用后,最高车速为40km/h,最大爬坡度15%,等速法续驶里程可达80km。以上基本能够满足要求。

5 结语

通过Advisor仿真可知,纯电动汽车的动力性能够满足行驶要求,而且耗能低、可以实现零排放,满足环保要求。纯电动汽车选择UDDS市区道路行驶工况,车速经常在40km/h以内,速度变化范围不大,加上电机具有的良好的驱动特性,因此采用固定变速比,简化了装备和减轻了重量。目前,纯电动汽车存在的主要问题就是铅酸电池的比能量不高,使得续驶里程不长,而且容易受到温度、振动等环境因素的影响,存在一定的不稳定性。相比而言,碱性电池如镍氢电池、锂电池等在诸多性能方面更具优势,也有一定的应用市场,若能考虑包括价格、环保等方面的综合因素,也可采用这些更具优势的碱性动力电池。随着国家对电动汽车产业的高度重视,电动汽车的关键部件将会不断改进,对于汽车性能的模拟分析、仿真测试等技术也会得到不断进步。

摘要：随着我国电动汽车保有量的不断增加,对电动汽车的技术要求也越高,动力性能是衡量汽车性能好坏的基本标准。文中通过对纯电动汽车的结构及部件进行分析,建立了合适的系统数学模型,将模型运用Advisor软件在MATLAB平台上进行仿真,得出了一系列关于纯电动汽车的动力参数及相关数据,并与实际运行数据相比较,分析其可靠性与合理性。对学习、研究及开发制造纯电动汽车具有一定的参考价值。

关键词：纯电动汽车,动力性能,模型,仿真

参考文献

[1]科技部,等.国家“十二五”科学和技术发展规划[R].科学技术部,2011.

[2]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2000.

[3]陈清泉,等.混合电动车辆基础[M].北京:北京理工大学出版社,2001.

纯电动汽车续航里程预测系统初探 篇7

1、建立纯电动汽车续航里程预测系统的意义

目前,纯电动汽车的行驶里程约35～60km,符合一般汽车使用者平均每日行驶里程的需求,但跟燃油车辆相比相距甚远,且多数充电时间长达6～8小时[2,3];目前虽已有多种改进的充电方法,但是充电时间仍然很长且充电站不如加油站方便、普及。在短时间内,电池技术难以有突破性的发展,如何有效做好电源管理,以及电池残留电量的提升,是目前电池管理技术的研发重点[4,5]。另一方面,随着蓄电池的深度放电及老化,使得常用的端电压估测方式无法有效地估测电池的残留能量。因此,对纯电动汽车使用者而言,如何预测汽车的续航里程,具有重要的需求。

2、建立纯电动汽车续航里程预测系统的目标

本系统是拟基于Microchip微处理器开发一套基于纯电动汽车蓄电池残留电量的续航里程估测系统。首先,基于Microchip微处理器采集纯电动汽车的电池电压、电流、温度、车速及里程参数;然后,以模糊控制理论为核心,利用ANFIS算法来建构可续航里程的估测模型,并进行实车验证,满足预测准确度为91%的目标。因此,本系统的研究不仅具有重要的工程应用意义,而且具有重要的应用价值。

3、电动汽车铅酸电池残留电量(SOC)的研究现状

3.1 电动汽车铅酸电池残留电量(SOC)

检测电动汽车铅酸电池残留电量(State of Charge,SOC)的前提是对SOC有准确定义,目前较统一的是从电量角度定义SOC。

美国先进电池联合会(USABC)在其《电动汽车电池实验手册》中定义SOC为:电池在一定放电倍率下剩余电量与相同条件下额定容量的比值[12]。也有从能量角度定义SOC的做法,但使用得并不多。

韩国起亚汽车公司定义SOC为:

实际使用的电动汽车,基本上从电量定义SOC。由于SOC受充放电倍率、温度、自放电、老化等影响,实车中要对SOC的定义进行调整,不同电动汽车对SOC定义的使用形式不一致。

日本本田公司电动汽车EV Plus定义SOC为:

上述SOC定义是以电池单体为研究对象得出的。电动汽车使用电池组,实际使用过程中,较简单的方法是将电池组等效为一个电池单体。为确保电池的安全性,常使用性能最差电池单体的SOC来定义电池组的SOC。

3.2 检测铅酸电池残留电量(SOC)的方法

目前,国内外检测铅酸电池残留电量(State of Charge,SOC)的方法主要有(1)内阻测定法(Internal Resistance)、(2)开路电压法(Open Circuit Voltage)、(3)库伦量测法(安培小时积分法)、(4)负载电压法、(5)类神经网络法(Artificial Neural Network,ANN)等(如图1所示)[8,9]。

在前期试验中,采用了开路电压法和改进的库伦法,前者具有成本优势,后者具有精准度较高的优势,精度约为75～80%。对于改进的库伦法而言,需要大量的计算,对微处理器性能要求较高,成本较大。对于开路电压法而言,驾驶者关心的不是残留电量,而是续航里程的问题,但续航里程受驾驶习惯、路况、电池特性等的影响,并非是采用单纯的电池端电压可以估测到的;另一方面,电池的深度放电及老化,使得常用的端电压法无法有效地估测电池的残留电量,造成电动汽车使用者无法有效地得知续航里程。

4、本系统研究内容和拟解决的关键问题

4.1 电池模型研究

电池模型的建立有助于了解电池充放电时的工作原理,了解各参数对电池的影响,分析常见的电池模型(理想电池模型、内电阻电路模型、戴维宁等效模型、等效电容模型、四阶动态模型),分析其各自的优缺点(详见表1)[11],建立可用于本课题的PNGV等效非线性电池模型。

PNGV模型物理意义清晰、模型参数辨识试验容易执行、参数辨识方法系统、模型精度较高,目前最常使用。PNGV模型电路结构如图2所示[10]。其中Uoc表示电池的开路电压;Ro为欧姆内阻;Rp为极化内阻;Cp为Rp旁的并联电容;t为极化时间常数(t=CpRp)。IL为负载电流;Ip为极化电阻上的电流;UL为负载电压;Cb为电容,用来描述随着负载电流的时间累计而产生的开路电压的变化。

在前期的试验中,对PNGV模型分别进行模型性能评价试验和模型参数辨别试验。在性能评价试验中根据USABC的《电动汽车电池实验手册》中定义的城市动态驱动工况(FUDS)进行变电流试验[12],得到的结论是此模型试验平均误差较小,对变电流电池试验有很好的泛化能力,适用范围宽,精度高。辨识PNGV模型使用《PNGV电池试验手册》中复合脉冲试验(HPPC Test)[13],选取SOC为0.1,0.2,……,0.9,临近的试验之间电池处于搁置状态,搁置时间为1h。使用不同温度时的HPPC试验数据进行参数辨识,建立温度与模型参数的函数关系。

4.2 续航里程的Fuzzy模型研究

根据建立的PNVG电池模型,影响续航里程的参数有电池放电电流、放电形式、电池老化、自放电率、环境温度灯。基于Microchip微处理器及ANFIS两大软硬件核心构建的预测系统构架是首先通过微处理器采集电池端电压、电池瞬时电流、电池瞬时温度、瞬时车速、车辆里程等参数,将以上数据预处理后作为ANFIS的训练数据。需要说明的是由于试验车辆采用两块电池并联的方式,故需同时采集两个电池的参数(如图3所示)。

完整的模糊推理系统架构(如图4所示)包括:模糊化(Fuzzifier)、知识库(Knowledgebase)、规则库(Rule base)、模糊推论系统(Fuzzy inference system)及解模糊(Defuzzifier)。

4.3 类神经网络模糊推理系统构建

基于试验环境,设定车辆在定负载、平面路段下进行实验。根据电动汽车的速度,分别进行恒定速度为20km/h、40km/h、60km/h及变速度为20km/h—60km/h的试验。20km/h、40km/h、60km/h时的数据作为训练数据,20km/h—60km/h的的数据作为验证数据。在利用ANFIS建立模糊规则前,首先选择适当的参数进行训练,适当的参数可使训练速度提高及降低误差,并且在实际商业化时可以节省控制器内存空间,如图5所示。

4.4 结果与分析

在恒定速度为20km/h、40km/h、60km/h的数据中分别采集60sec至120sec的数据作为训练测试,观察ANFIS在训练过程中的收敛性及训练时间的快慢,经过多次测试查看数据的大小及其收敛性、训练时间的快慢与参数的关系。隶属函数选用钟形隶属函数,并且在每个输入变量采用3个隶属幅度值(H、M、L),执行30次的训练。

根据采集的数据:A电池温度、B电池温度、电池电流、A电池电压、B电池电压、行车车速及行车里程,设计三组参数来进行比较(如表2所示);由此三组参数进行测试,选定最佳的参数;将选定的参数进行训练,建立模糊规则库,预测电动汽车的残留电量及续航里程。

5、本系统拟采取的研究方法、技术路线与试验方案

5.1 拟采取的研究方法

综合运用电池系统理论、动力学建模技术及计算机仿真技术,在对电池模型及工作机理研究分析的基础上,通过系统训练及试验验证的方式,为纯电动汽车电池管理及续航里程的预测方面,提供一条研究思路和方法,并且预测系统性能可靠、使用方便。

5.2 技术路线与试验方案

众泰纯电动汽车引人关注 篇8

所谓的众泰战略模式,总结八个字就是"引进开发,集成创新",引进即是说从国外引进成熟车型,一方面为消费者提供了国际品质的产品,另一方面节省了研发时间,而"集成创新"则是通过后续的联合开发,集大成模式下的自主开发,相当于站在一个更高的平台上锻炼自主开发的技术能力。在此方针引领下.推动"整车与零部件"互动垂直发展的产业链则成为众泰独到的发展模式。以汽车零部件生产起家的众泰,充分结合了自身特性.通过汽车零部件的既有技术和成本优势为整车提供技术、产品、资本等方面的支持,同时通过整车制造提升既有技术水平,巩固和扩大汽车零部件市场份额,形成良性的互动,这为众泰的发展打通了一条快速通道。

众泰汽车自2006年众泰推出首款整车"众泰2008".发展到今天,已形成众泰2008、众泰5008、梦迪博朗和众泰纯电动汽车等系列平台车型.特别是纯电动汽车众泰2008EV的挂牌上路标志着众泰的核心技术已经延伸到新能源整车的研发与制造.三年的加速跑,路越拓越宽,成绩斐然。正像吴建中所言,"只要有利于提升民族汽车产业整体竞争力的、只要有利于满足中国消费者需要的、只要能让企业运营发展成功的任何模式和路径,都是众泰大胆探索的方向"。

由于受金融危机的影响,当前全球经济陷入低潮.作为站在风口浪尖的汽车行业首当其冲.全球车企纷纷告急.尽管如此,众泰的发展依然高歌猛进。除了国家宏观政策的支持和对自主品牌的鼓励.这与众泰自身的战略优势密不可分。在吴建中眼里,这将是众泰近十年难得的战略机遇期,他表示,众泰将在"引进开发,集成创新"战略指引下.整合全球资源,开发储备数款后续车型及发动机、变速箱等关键汽车零部件,努力实现集团整车产业的稳定持续增长。相对而言,纯电动汽车是众泰不断寻求自身突破的新的探索,但众泰每一个脚步的迈出,都渗透着众泰战略模式核心的前瞻性预见及大胆开拓的勇气。