纯电动汽车控制策略
电动汽车电机控制策略
电动汽车电机控制策略电机控制模式是电动汽车电机控制的基础，根据不同的控制需求，可以采用不同的控制模式。
常见的电机控制模式包括电压控制模式、转速控制模式和转矩控制模式。
电压控制模式是通过控制电机的输入电压来控制电机的转速和转矩，具有简单、可靠的特点。
转速控制模式是通过控制电机的转速来实现对车辆速度的控制，可以根据车辆的需求进行动态调节。
转矩控制模式是通过控制电机的输出转矩来实现对车辆动力的控制，可以根据车辆的需求进行动态调节。
转速控制是电动汽车电机控制的关键环节之一、转速控制可以通过改变电机的电压、频率和电流来实现。
在低速运行时，可以通过提高电机的电压和电流来增加车辆的加速度，提高动力输出；在高速运行时，可以通过减小电机的电压和电流来控制车辆的速度，提高续航里程。
通常情况下，转速控制采用闭环控制方法，即根据车辆的实际速度和目标速度的差异来调节电机的转速，使其尽可能接近目标速度。
转矩控制是电动汽车电机控制的另一个关键环节。
转矩控制可以通过改变电机的电流来实现。
在启动和加速阶段，需要提供足够大的转矩来驱动车辆，而在稳定行驶和减速阶段，需要减小转矩以提高能效。
转矩控制的目标是在保证车辆安全和舒适性的前提下，实现最佳的车辆性能和能效。
通常情况下，转矩控制也采用闭环控制方法，即根据车辆的实际转矩和目标转矩的差异来调节电机的电流，使其尽可能接近目标转矩。
电流控制是电动汽车电机控制的另一个重要环节。
电流控制可以通过改变电机的电压和电阻来实现。
电流控制的目标是保证电机的工作在安全范围内，避免过大的电流对电机和电池造成损坏。
电流控制通常采用开环控制方法，即根据电机的额定电流和实际电流的差异来调节电机的电压和电阻，使其尽可能接近额定电流。
除了上述的基本控制策略之外，电动汽车的电机控制还可以结合车辆的动态需求和运行条件进行智能控制。
例如，根据车辆的行驶路况和载荷等信息，可以通过智能控制算法来实现电机控制的优化，提高车辆的动力性能和能效。
面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统控制策略
10.16638/ki.1671-7988.2019.06.001面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统控制策略张智明1，戴俊阳2（1.同济大学，上海201804；2.赛克大众汽车有限公司，上海201804）摘要：为了减少车辆动力系统的能量损耗，通过对纯电动汽车在功能转矩上的需求判断分析进行展开，以动力分配策略为重要参数要求，通过对策略的简要分析，进而提出仿真的分析，建立仿真模型，通过仿真的图像结果来验证能耗的控制策略的效果与可靠性。
关键词：电动汽车；双电机；控制策略；能耗中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)06-03-02Energy Consumption Oriented Control Strategy for Dual Motor Power Systemof Pure Electric VehicleZhang Zhiming1, Dai Junyang2( 1.Tongji University, Shanghai 201804; 2.SAIC V olkswagen Automobile Co., Ltd., Shanghai 201804 )Abstract:In order to reduce the energy loss of vehicle power system, through the judgment and analysis of the demand of pure electric vehicle on functional torque, taking power distribution strategy as an important parameter requirement, through the brief analysis of the strategy, the simulation analysis is put forward, and the simulation model is established. The effect and reliability of the control strategy of energy consumption are verified by the simulation image results.Keywords: electric vehicle; dual motor; control strategy; energy consumptionCLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)06-03-021 双电机电力系统能耗控制策略框架1.1 问题描述之前的研究提出了一种新的双电机电力系统配置，既满足车辆的转速耦合要求，又满足扭矩耦合要求。
纯电动汽车电机系统的控制策略
纯电动汽车电机系统的控制策略纯电动汽车的电机系统控制策略是多样的，旨在实现高效的动力输出、维持电池状态和最大程度延长续航里程。
以下是一些常见的电动汽车电机系统控制策略：1.电机功率调节：控制电机的功率输出，以满足车辆的加速、维持恒速行驶和超车等需求。
电机功率通常是通过调整电机控制器中的电流和电压来实现的。
2.能量回收：电动汽车通常具有再生制动系统，能够将制动时产生的能量转化为电能，并存储在电池中。
控制策略会根据车辆速度和制动力度来调整能量回收的程度。
3.驱动模式选择：提供不同的驾驶模式，如经济模式、标准模式和运动模式。
每种模式会根据驾驶者的选择来调整电机的性能和续航里程。
4.动力分配：在多电机系统中，控制策略会决定不同电机之间的动力分配，以实现最佳的牵引力、悬挂控制和稳定性。
5.温度管理：控制电机和电池的温度，以维持在合适的操作范围内，以确保性能和寿命。
6.电池管理系统：监测和管理电池的状态，包括电池充电和放电速度，以避免过充或过放，从而延长电池寿命。
7.最佳速度控制：通过计算车辆和驾驶条件，选择最佳速度来提高能效和续航里程。
8.动力输出平滑性：通过调整电机的输出来确保加速和减速平稳，提高驾驶舒适性。
9.车辆动力分布：在具有多个电机的车辆中，控制策略可以根据驾驶条件和车辆稳定性来分配动力到前轮或后轮，或分配到单个轮胎以提高牵引力。
10.充电管理：控制充电速度、充电房间以及使用电网能源的时间，以满足用户需求和电力系统的可持续性。
这些策略通常是由电动汽车的控制单元（ECU）来执行，通过传感器和反馈系统来实时监测车辆状态和驾驶条件。
这些策略的目标是提高电动汽车的性能、效率和可持续性，同时确保驾驶安全性和舒适性。
新能源整车控制策略对标解析
新能源整车控制策略对标解析摘要：随着人类社会的进步和发展，消耗的资源越来越多，但可再生能源却越来越稀缺，能源危机越来越严重，对人类的生存产生了重大影响。
因此，新能源汽车的开发对于缓解人力资源问题、保护人类生产和发展至关重要。
新型电动汽车与其他电动汽车相比具有节能、结构简单、噪音低等特点。
因此，新型电动汽车的整车型是汽车行业未来的一个重要趋势，车辆控制对新能源汽车的发展至关重要。
采用对标技术可以大大缩短新能源汽车的开发周期，准确确定市场方向。
本文针对新能源汽车的总体优化，采用Vehicle SPY3的对标解析来整车控制，本研究旨在具有一定的参考价值。
关键词：新能源；政策控制；对标解析随着新型汽车的迅速发展，市场上出现了许多成熟的新型汽车。
这些车型许多最佳策略已在市场上经过测试和开发。
对于新车型，我们可以从良好的管理策略中获得灵感，缩短新车型的开发周期。
对于按部就班开发的车型，则必须在需要大量财政和人力资源的测试之前执行该战略，但是，预期的结果并不总是最佳的。
许多企业目前正在使用对标方法分析市场上大规模生产模式的优缺点，以统一其能力，制定新的发展方法，不仅包括控制战略，而且包括新的风格、结构等。
标准化对标分析不仅缩短了开发周期，而且更好地了解了市场趋势。
我们可以清楚地看到哪种车型最适合市场趋势。
一、整车控制器技术发展现状近年来，在我国政府的支持下，高价值电动汽车的生产率逐年提高。
总的来说，我国小型纯电动乘用车销量现在处于领先地位，而其他车型则在扩大。
这也表明我国清洁电动汽车市场正在逐步扩大和丰富。
整车控制器是汽车重要组成部分，类似于汽车大脑。
主要任务是通过采集驾驶员和汽车状态信号协调其他控制类型之间的相互作用，根据驾驶员的实际工作条件和意图控制车辆性能，并进行高效稳定的车辆管理。
从全球来看，整车管理技术已经发展了一段时间。
整车控制技术目前正在发展中，这是由于汽车零部件厂和主机厂之间的合作。
由于汽车制造商之间的持续合作，整车管理软件和硬件越来越多地转向标准化和统一的结构。
新能源汽车控制策略开发及流程
新能源汽车简述
电控系统开发范围
电控系统开发流程
行驶工况与性能匹配 整车控制与系统仿真 动力和经济性能试验 电控系统开发案例
3
1、新能源汽车简述
1.1 定义
采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。新能源汽 车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。
2012年 2009年
以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前 重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。
1.2.3 关键技术
车型 Prouduct 车型级别 轴距（mm） 整车尺寸L×W×H （mm） Class Wheel-base Vehicle Dimension A00 2305 3569×1551×1540 电池包尺寸L×W×H （mm） 电池容量（kWh） Battery Dimension Battery Energy 1282×918×289 18 ROEWE E50 2013 电池：能量存储装置
系统设计 文档
PPEI接口 特性 CAN协议
控制器部 件
设计需求 电气特性 子系统 FMEA
线束 原理图 3D数模
控制器部 件
设计描述 测试计划
线束
可行性报 告
市场调研
接口定义 表 线束原理 图
关键部件 研究
高压线路 框图 低压线路 框图
BOM终稿 系统FNEA
部件开发 计划
SOR CAN网络
目录
质子交换膜 电极催化剂 反应气体供给系统 水热管理
9
1、新能源汽车简述
1.4 燃料电池汽车
1.4.4 结构
纯PEM 燃料电池汽车
新能源汽车整车控制策略研究
新能源汽车整车控制策略研究在当今社会，随着环保意识的不断提高和能源危机的日益严峻，新能源汽车作为一种可持续发展的交通解决方案，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。
新能源汽车的核心技术之一是整车控制策略，它对于车辆的性能、安全性、可靠性和能源利用效率起着至关重要的作用。
新能源汽车的整车控制策略主要包括能量管理策略、驱动控制策略和制动能量回收策略等。
能量管理策略的目标是合理分配电池的能量，确保车辆在不同工况下都能有足够的续航里程。
例如，在城市拥堵路况下，车辆需要频繁启停，此时能量管理策略应注重减少能量消耗；而在高速公路行驶时，则要提高能量利用效率，以保证车辆的高速性能和续航能力。
驱动控制策略则负责协调电机和变速器等部件的工作，以实现车辆的平稳加速、减速和换挡。
对于纯电动汽车，电机的扭矩输出特性直接影响车辆的动力性能。
因此，驱动控制策略需要根据驾驶员的操作意图和车辆的行驶状态，精确控制电机的输出扭矩，以提供良好的驾驶体验。
对于混合动力汽车，还需要考虑发动机和电机之间的协同工作，实现最优的动力分配。
制动能量回收策略是新能源汽车提高能源利用效率的重要手段。
在制动过程中，车辆的动能可以通过电机转化为电能并存储到电池中，从而减少能量的浪费。
制动能量回收策略需要根据制动强度和车辆的行驶速度等因素，合理调整回收的能量大小，既要保证制动效果，又要最大限度地回收能量。
为了实现有效的整车控制策略，需要依靠先进的传感器技术和精确的算法。
传感器能够实时采集车辆的各种状态信息，如车速、加速度、电池电量等。
这些信息被传输到整车控制器中，通过复杂的算法进行处理和分析，从而生成相应的控制指令。
例如，基于模型预测控制（MPC）的算法可以根据车辆的未来行驶工况预测能量需求，并提前调整控制策略，以实现最优的性能和能源利用。
然而，新能源汽车整车控制策略的开发面临着诸多挑战。
首先，车辆的工作环境复杂多变，不同的路况、气候条件和驾驶习惯都会对控制策略的效果产生影响。
纯电动汽车热管理系统动态仿真及控制策略优化研究
《装备制造技术》2021年第3期^iiT | j i v 'MDCDC 机—泡te l -....:I w i电池包散热回路这三部分[3]。
对整车热管理系统进行仿真必须同时考虑这三部分的换热情况，而其中由空调系统和电池包散热回路构成的耦合系统涉及到两不同 回路之间的制冷剂流量分配，对热管理系统能否正 常运行起决定性作用。
空调回路电池包散热回路《(§yII i i 空调制冷循环电池液冷循环电机水冷循环I L ______i _______1 _tn ----* i _图1热管理系统形式基于dymola 仿真软件建立了电动车整车热管理 仿真模型。
根据图1中的整车热管理系统的形式，可以搭建出如图2所示的带有控制策略的整车热管理仿真模型。
图2中的仿真模型为参考新能源汽车实际结构并结合D y m o l a 中商业库AirConditioning 库(空调库）和V e S y M A 库（汽车动力学库洪同搭建而 成。
0引吕随着化石能源的过度消耗以及环境问题的曰益 增长，新能源汽车得到全球范围内越来越多公司和 研究机构的广泛关注，并且市场上已经出现了能够 满足人们日常家用需求的多种新能源汽车[11。
新能源汽车包含油电混动、纯电动、燃料电池驱动等类型， 而目前纯电动汽车所占据的市场份额最大且商业应用最为普遍。
如特斯拉公司所推出的Model S 、M 〇del X 车型已广为用户所知,雪佛兰和宝马公司也相继在市场上推出了自己的电动车型BoltEV 和宝马i 3。
国内对新能源车型的政策导向和市场补贴[2]，涌 现出大量新型汽车厂商，且都积极推出自己的电动 车型。
目前国产电动车型的续航能力大多仍处于 200 k m ~ 300 k m 范围，相比特斯拉500 k m 〜600 k m 的续航里程仍有很大的提升空间。
而影响电动车续航里程的一个非常重要的因素便是与之相匹配的 汽车热管理系统的工作性能，良好合适的汽车热管 理系统不仅能够保证电池包的工作温度避免发生过 热危险，而且能够优化冬天P T C 运行及夏季空调运行情况，优化热管理系统的耗能，提高电动汽车的续 航能力。
整车控制器(VCU)策略及开发流程
整车控制器（VCU）策略及开发流程一、VCU的作用与功能在电动汽车中，VCU是核心控制部件，它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。
此外，可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。
在完成能量和动力控制部分控制的同时，VCU还可以与智能化的车身系统一起控制车上的用电设备，以保证驾驶的及时性和安全性。
因此，VCU的设计直接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其他性能。
1、VCU主要功能1）整车能量分配及优化管理；根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整，以实现优化能量供给，延长车辆使用寿命，提高车辆运行经济性。
2）故障处理及诊断功能；对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作。
3）系统状态仪表显示；4）整车设备管理监控各设备运行状态，及时进行动态调整。
5）系统控制根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应，实时与数据库进行比对，对各节点进行动态控制。
二、VCU的结构VCU为纯电动汽车的调度控制中心，负责与车辆其他部件进行通信，协调整车的运行。
VCU系统结构，如下图所示。
其主要包含电源电路、开关量输入/输出模块、模拟量输入模块及CAN通讯模块。
1）电源模块从车载12V蓄电池取电，开关量输入模块接收的信号主要有钥匙信号、挡位信号、制动开关信号等；2）开关量输出信号主要是控制继电器，其在不同整车系统中意义略有不同，一般情况下控制如水泵继电器及PTC继电器等；3）模拟量输入模块采集加速踏板和制动踏板开度信号及蓄电池电压信号等；4）CAN模块负责与整车其他设备通信，主要设备有电机控制器（MCU）、电池管理系统（BMS）及充电机等。
三、整车通信网络管理整车系统通过CAN通信网络将各个子控制系统连接在一起。
整车系统通讯网络结构如下图所示。
VCU起到协调管理整个通信网络的功能，是各个子设备的通信服务端。
新能源汽车上下电控制策略改进
AI汽车网-新能源汽车专题功能之间的意图改变，将以指数级别数量增加控制流程，例如本文所述五个功能，流程将达到85，即32 768个流程。
软件功能测试用例需要达到同样的数量，测试工作无法开展。
上下电功能的增多，流程必须并行增加，也造成了意图改变策略更为复杂，出错率会大幅增加，软件可靠性降低，同时对控制器负载率也造成了很大的负担。
第二种上下电控制策略1 .改进版控制策略随着功能扩展，上下电控制策略一存在的弊端越发明显，需要优化流程控制策略。
图3所示为改进版控制策略流程。
改进版控制策略对各个功能下共同的流程进行统一合并，主要包括Home默认状态和下电流程。
其他因为不同意图触发的上电流程则需要分开处理。
图1 上下电控制策略一图2 单一功能控制流程图3 上下电控制策略二2021年第连接正常；（2）档杆位置是否处于P档；（3）BMS是否允许充电（电池包电量不是满电状态）；（4）充电模式是否允许现在进行充电。
条件②满足后，HCU进入充电模式并使能OBC进入工作模式。
5 .远程预约上下电用户通过手机远程操作后，整车被唤醒并自动建立高压，PEPS发出启动请求后车辆快速进入可行驶模式（Ready灯迅速点亮）。
条件③需要综合判断以下条件：（1）PEPS同Tbox是否完成防盗认证（主要体现为PEPS发出车辆启动请求）；（2）档杆位置是否处于P/N档；（3）充电枪是否处于未连接状态。
条件③满足后，HCU进入工作状态并激活扭矩架构（必要时启动发动机）然后控制仪表点亮READY灯。
6. 智能DC充电智能功能触发后，整车被唤态；（3）档杆位置是否处于P档；（4）电源模式是否为OFF；（5）充电枪是否处于未连接状态。
条件⑤满足后，HCU请求相关控制器进入工作模式。
8 .下电流程下电流程不会因为上电触发条件和功能需求而不同，所以为通用流程。
主要包含三方面功能：（1）高压零部件允许退出条件检测：主要对高压零部件是否已安全卸载进行确认，确保高压不会带载断电，对高压零部件进行保护；（2）高压断开执行：执行高压断开指令，并对高压主正、主负接触器断开状态进行检测；（3）高压放电：高压断开后，为保护人员安全，需要高压零部件执行主动放电功能，并对放电电压进行检测（小于安全电压36 V），保证放电完成。
纯电动汽车控制策略
学习任务3 纯电动汽车的控制策略任务目标任务目标能够正确的认识纯电动汽车的控制策略的功用和设计思路。
能够掌握对加速转矩控制策略、制动能回馈控制策略、驱动转矩的功率限制策略的分析方法学习重点对纯电动汽车控制策略的分析和设计。
知识准备一、电动车控制系统概述1整车控制单元.汽车整车控制单元（VCU）是纯电动汽车整车控制系统的核心部件。
纯电动汽车的正常行驶、安全性、再生能量回馈、网络管理、故障诊断与处理以及车辆状态监测等方面都需要VCU 的参与。
对于加速度踏板、制动踏板、电子换挡杆等传感器数据和驾驶员操作指令的数据，控制指令将其发送至整车控制单元，整车控制单元按照既定的整车控制策略进行数据处理，将处理结果发送给电机控制器、电池控制单元等，并实时监控车辆运行状态。
在纯电动汽车制动过程中，为了提高纯电动汽车的行驶里程，整车控制单元进行制动能量反馈控制。
整车控制单元直接或通过CAN 总线和其他电子控制单元传送数据和控制指令。
下图是纯电动汽车控制单元的示意图。
2.整车控制系统可以根据驾驶员的意图发出各种指令，电机控制器可实时响应并调节驱动电机的输出，实现怠速、前进、倒车、停车、能量回收和停车等功能。
整车控制系统通过采集加速踏板信号、制动踏板信号和档位开关等信息，一同接收CAN 总线上的电机控制器信号和电池管理系统发送的信号，并通过车辆控制策略对接收到的数据信息进行分析判断，获取驾驶员的驾驶意图和车辆行驶状态，最后利用CAN 总线发出指令，控制各部件控制器的工作，从而保证车辆正常行驶3、整车控制策略的功用纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置，传动系统，动力电池等。
必须有一个性能优越、安全可靠的整车控制策略，从各个环节上合理控制车辆的运行状态、能源分配和协调功能，以充分协调和发挥各部分的优势，使汽车整体获得最佳运行状态。
整车控制策略主要包括:(一) 汽车驱动控制。
根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分析和处理，向电机控制器发出相应指令，满足驾驶要求。
纯电动汽车整车控制策略
START状态： 高压用电设备工作： 驱动电机工作，动力电池工作，DC/DC工作，冷却水泵工作，空调压缩 机可用，
PTC可用。
三、整车控制器上下电控制C70GB
➢ 上电顺序： • 整车控制器确认按下启动按钮的同时，制动踏板踩下并且档位在P/N档； • 整车控制器检测电池，电机等设备初始化状态正常，闭合主继电器及空调主继电器； • 命令电池进行预充电；
2018
纯电动汽车整车控制策略
高压互锁连接图
目录
『CONTENT』
▷ 项目1 整车控制器控制逻辑 （上下电控制）
▷ 项目2 电机驱动控制策略
▷ 项目3 充电系统控制流程
▷ 项目4 制动系统控制策略 ▷ 项目5 转向系统控制 ▷ 项目6 新能源汽车CAN
一、电动汽车动力系统
1、整车控制部分： 整车控制部分主要是判断操纵者意愿，根据车辆行驶状态和电池和电机系统的状
二、整车控制器功能介绍
3）整车故障的判别及处理：
a、判断整车的各个传感器、执行机构的状态。
b、置出相应的错误标志，协调在错误情况下各个模块的计算、执行。
c、将错误状态记录、输出、消除。
4）外围相连驱动模块的管理：
a、根据各个功能模块的最终计算结果，通过总线控制各个外围功能模块
（空调）。
5）电动汽车辅助系统的控制： 1、驾驶安全辅助设备
二、整车控制器功能介绍 故障分级及处理方式
动力电池故障分级
• 故障预警（上报不处理）
三级故障 • 故障如电压较低、充电电流较大等
• 紧急故障（限功率、待机等）
新能源汽车驱动系统的控制策略研究
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，新能源汽车作为一种清洁、高效的替代能源车辆，受到了广泛关注，与传统汽车相比，新能源汽车具有零排放、低噪音、高效能等优点，使其成为未来可持续交通的重要选择，在新能源汽车中，驱动系统是关键的技术之一，通过合理的控制策略，可以优化电动驱动系统的能量管理、动力分配、刹车能量回收和转矩控制，从而提高新能源汽车的续航里程、加速性能和行驶稳定性，同时，在氢燃料电池驱动系统中，控制策略也起着关键作用，涉及到氢气供应、储存与释放以及燃料电池系统的控制。
通过对新能源汽车驱动系统控制策略的研究，可以进一步推动新能源汽车技术的发展，并为实现可持续交通做出重要贡献，促进新能源汽车领域的技术进步和推广应用。
1 驱动系统在新能源汽车中的重要性1.1 节能环保新能源汽车采用电动驱动系统，相比传统燃油汽车的内燃机驱动系统，电动驱动系统具有更高的能源利用率和更低的尾气排放，电动驱动系统所使用的电能可以通过再生制动、光伏发电等方式得到再生，实现能量的循环利用，与此同时，电动驱动系统在工作过程中没有燃烧过程，没有产生废气和尾气排放，对环境的污染更小，降低能源消耗，保护生态环境。
1.2 安全性和稳定性电动驱动系统的电池组通常布置在底盘低位置，相比传统燃油汽车的内燃机驱动系朱静秋江苏省扬州技师学院 江苏省扬州市 225000摘 要：随着全球能源危机和环境问题的日益严重，新能源汽车作为一种清洁、高效的替代能源车辆，其驱动系统是新能源汽车的核心组成部分，直接影响着车辆的性能、效率和安全性。
本文首先阐述了驱动系统在新能源汽车中的重要性，详细介绍了新能源汽车驱动系统的构成，接着探讨了新能源汽车驱动系统的控制策略，包括电动驱动系统控制策略和氢燃料电池驱动系统的控制策略，还通过特斯拉电动汽车和丰田Mirai氢燃料电池汽车的实际应用案例，分析了其驱动系统控制策略，最后，本文提出了新能源汽车驱动系统优化控制策略的研究方向，以期为相关研究提供参考。
纯电动汽车加速过程的转矩优化控制策略
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.001纯电动汽车加速过程的转矩优化控制策略马晓楠1，吉春宇2，韦尚军2，覃记荣2，郑伟光1,2（1.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004；2.东风柳州汽车有限公司，广西柳州545005）摘要：针对纯电动汽车在加速过程中电机输出转矩不能准确表达驾驶员驾驶意图的问题，提出了基于模糊控制的转矩优化控制策略。
为了准确识别驾驶员在加速过程中的驾驶意图，建立了以车速偏差和加速踏板开度变化率为输入变量，驾驶意图系数为输出变量的模糊控制器，对驾驶员的加速意图进行识别，并将汽车的加速模式设计为动力模式、一般模式和经济模式3种模式。
动力模式采用硬踏板曲线控制，同时为提高车辆在低速和急加速时的加速性能，增加了基于模糊控制的补偿转矩；一般模式采用线性踏板曲线控制，作为动力模式与经济模式切换的过渡；经济模式采用软踏板曲线控制，提高车辆加速时的经济性。
仿真结果表明：与传统的线性控制策略相比，所研究的转矩优化控制策略能够准确识别驾驶员的驾驶意图，汽车的动力性和经济性都得到了改善。
关键词：纯电动汽车；驾驶意图；模糊控制；转矩优化；补偿转矩中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-01-06Torque Optimization Control Strategy for Acceleration Processof Pure Electric VehicleMa Xiaonan1, Ji Chunyu2, Wei Shangjun2, Qin Jirong2, Zheng Weiguang1,2 ( 1.School of mechanical and electrical engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guangxi Guilin 541004;2.Dongfeng Liuzhou Motor Co., Ltd, Guangxi Liuzhou 545005 )Abstract: Aiming at the problem that the motor output torque of pure electric vehicle cannot accurately express the driver's driving intention during acceleration, a torque optimization control strategy based on fuzzy control is proposed. In order to accurately identify the driver's driving intention in the process of acceleration, a fuzzy controller with the vehicle speed deviation and the change rate of accelerator pedal opening as the input variable and the driving intention coefficient as the output variable is established to identify the driver's acceleration intention, and the acceleration mode of the car is designed as three modes: power mode, general mode and economic mode. The power mode adopts hard pedal curve control, and in order to improve the acceleration performance of the vehicle at low speed and rapid acceleration, the compensation torque based on fuzzy control is increased; the general mode adopts linear pedal curve control as the transition between power mode and economic mode; the economic mode adopts soft pedal curve control to improve the economy of the vehicle during acceleration. The simulation results show that, compared with the traditional linear control strategy, the torque optimization control strategy can accurately identify the driver's driving intention, and the vehicle's power and economy are improved.Keywords: Pure electric vehicle; Driving intention; Fuzzy control; Torque optimization; Compensation torqueCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-01-06作者简介：马晓楠（1996-），山东临沂人，在读硕士研究生，就读于桂林电子科技大学机电工程学院，主要研究方向：纯电动汽车驱动控制研究。
简述纯电动汽车整车控制器控制逻辑
纯电动汽车整车控制器是电动汽车的关键部件之一，负责控制电动汽车的动力传动系统、能量管理系统以及车辆各部分的协调运行。
整车控制器的控制逻辑关乎着电动汽车的性能、能效和安全性。
下面将从控制逻辑的设计原则、各部分功能模块的控制逻辑和控制逻辑的效能优化等方面简述纯电动汽车整车控制器的控制逻辑。
一、控制逻辑的设计原则纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计要满足以下几个原则：1. 安全性原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持稳定、安全的运行。
2. 效能原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持最佳的能效。
3. 灵活性原则：控制逻辑设计应确保车辆在不同工况下能够有良好的响应能力和适应能力。
二、功能模块的控制逻辑整车控制器包括能量管理系统、动力传动系统和车辆管理系统等功能模块。
各功能模块的控制逻辑如下：1. 能量管理系统的控制逻辑：能量管理系统负责管理电池的充放电过程、能量回收过程和能量分配过程。
其控制逻辑主要包括电池状态估计、SOC控制、能量管理策略等。
2. 动力传动系统的控制逻辑：动力传动系统负责驱动电动汽车的电机进行运转。
其控制逻辑主要包括电机转速控制、电机扭矩控制、换挡控制等。
3. 车辆管理系统的控制逻辑：车辆管理系统负责监测车辆各部分的状态，并根据需要进行控制。
其控制逻辑主要包括车载通信、车辆监测、车载诊断等。
三、控制逻辑的效能优化控制逻辑的效能优化是整车控制器设计的重要环节。
控制逻辑的效能优化包括控制算法的优化、参数的优化和系统的协同优化等方面。
1. 控制算法的优化：通过不断改进控制算法，提高整车控制器的响应速度和控制精度，使车辆在各种工况下都能保持最佳的运行状态。
2. 参数的优化：对整车控制器的各种参数进行优化调整，确保整车控制器在各种工况下都能有最佳的性能表现。
3. 系统的协同优化：通过整车控制器各功能模块之间的协同优化，提高车辆的能效和安全性。
纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计是电动汽车技术创新的重要组成部分，对整车性能、能效和安全性起着关键作用。
纯电动汽车整车控制策略
二、整车控制器功能介绍
电动化辅助系统管理
电动化辅助系统包括电动空调、电制动、电动助力转向。整车控制器应该根据动力 电池以及低压电池状态,对 DC/DC、电动化辅助系统进行监控。
车辆状态的实时监测和显示
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测,并且将各个子系 统的信息发送给车载信息显示系统,其过程是通过传感器和 CAN 总线,检测车辆状态及其 动力系统及相关电器附件相关各 子系统状态信息,驱动显示仪表,将状态信息和 故障诊断信息通 过数字仪表显示出来。
整车控制器在下电前会存储行车过程中发生的故障信息；
三、整车控制器上下电控制C70GB
C70GB采用一键启停按钮，目前定义车辆模式为OFF、ACC、ON，START 四种模式 ➢ 电源模式切换关系：
三、整车控制器上下电控制C70GB
C70GB采用一键启停按钮，目前定义车辆模式为OFF、ACC、ON，START四种模式 ➢ 电源模式对应电器设备状态：
驱动控制 根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处 理,向 VMS发出相应的指令,控制电机的 驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱动的动力性要求;同时根 据车辆状态,向 VMS发出相应指令,保证安全性、舒适性。
制动能量回馈控制 整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度、车辆行驶状态信息以及动力电池的状态信息(如 SOC 值)来判 断某一时刻能否进行制动能量回馈, 在满足安全性能、制动性能以及驾驶员舒适性的前提下,回收能部分能量。 包括滑行制动和刹车制动过程中的电机制动转矩控制。
电动转向 控制器
变速箱 控制器
高速CAN
TM 电机控制器
ISG 电机控制器
BMS
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燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车能量流控制策略
燃料电池汽车的核心是燃料 电池，其电流——电压特性曲线 如图1所示。从图中可以看出， 燃料电池在加负载的起始阶段， 电压Ufc迅速下降，并且随着负载 的增加，电流(功率)增大，输出 电压也随着曲线以比普通电池大 得多的斜率下降，即是说燃料电 池的输出特性相对较软; 此外，
Байду номын сангаас
1.4 整车驱动控制策略的分析与设计
整车驱动控制策略的核心是根据驾驶员动作分析其驾驶意图,并综合考虑动力系统状态，计算驾驶员 对电机的期望转矩，然后向电机驱动系统发出指令，使纯电动轿车的行驶状态尽可能快速、准确地达到 工况要求和满足驾驶员的驾驶目的。 转矩控制策略可以实现加速转矩控制、制动能量回馈、驱动转矩的功率限制等主要功能以及驻坡、 怠速爬行、WTO 转矩补偿、跛行回家等辅助驱动功能。
1.3 整车驱动控制策略的分析与设计
车辆需要在满足驾驶员意图，汽车的动力性、平顺性和其他基本技术性能以及成本 控制等要求的前提下选择合适的控制策略。针对各部件的特性及汽车的运行工况，控 制策略要实现能量在电机、电池之间的合理而有效分配、使整车 系统效率达到最高， 获得整车最大的经济性以及平稳的驾驶性能。在设计纯电动汽车的时候，首先要在保 证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗，提高车辆的续驶里程。同时还要兼顾 电池的寿命，并充分考虑驾驶员的驾驶意图、汽车的平顺性以及安全性。 基于上述原则，制定控制策略的思路为: 实时考虑行驶工况，电池SOC值等影响因素， 根据规则将转矩合理地分配给电机。同时限定电机的工作区域和SOC值的范围，确保电 机和动力电池能够长时间保持高效的状态。若出现问题，系统可根据预先设定的规则 对纯电动车辆系统的工作模式进行判断和选择。最终，在整车控制器与电机控制器中 形成一个实时控制的闭环系统。这样既能保证驾驶员驾驶意图能够得到充分满足，也 能够对车辆状态进行控制，保证安全性和舒适性。
3 其他控制策略
WTO转矩补偿功能用于模拟传统轿车节气门全开，发动机额外补 偿转矩的功能。整车控制器检测到加速踏板踩到底，W TO转矩补偿策 略计算额外转矩，加速转矩控制策略计算加速转矩，二者共同向电机 驱动系统提出转矩需求。跛行回家转矩与SOC相关，当SOC很低时，能 源系统能量不足，跛行回家功能激活，确保车辆能够缓慢回家。
2. 2
制动能回馈控制策略
在车速很低的爬行区，回馈能量与 回馈路径能量损耗基本相抵，回馈效
率很低且会明显影响驾驶员制动感觉，
故不进行制动能量回馈 。在低速区,电 机具有一定转速，施以较低制动转矩， 尽量回收制动能量。高速区时车辆惯
性动能很高，可以施加较高制动转矩
而不影响驾驶员制动感觉。但由于缺 少制动踏板开度信号，该策略的再生 制动所占总制动比例较小，具体数值 通过实车标定得到。为了保护动力蓄 电池，回馈电流不能超过蓄电池最大 充电电流，SOC过高时取消电机再生制 动 ,因为很容易导致电池电压过高而且 电池充电难度也增加。同时，ABS功能 启动时,必须取消电机再生制动 。
2. 1
加速转矩控制策略
结合电机的外特性曲线，就可以得到纯电动车的动力特性图，即加速转矩MAP,
如图3所示。最下部曲线是加速踏板回零时的电机滑行制动转矩，模拟传统车发动
机的倒拖阻转矩，并转化为电能储存到蓄电池中 。
2. 2
制动能回馈控制策略
制动能量回馈是电动汽车(包括纯电动车、混合动力车和插电式燃料电池车) 的标志性功能。制动能量回馈控制的原则是在最大程度提高能量回馈的同时， 确保电制动与机械制动的协调控制，以保证汽车制动力的要求。 考虑到本项目车机械制动系统不可调整，而且只有制动踏板开关传感器， 实施了纯软件的轻度制动能量回馈控制策略。制动踏板踩下时，回馈制动功能 激活，回馈制动转矩与车速的函数关系如图4所示 。
2. 1
加速转矩控制策略
加速转矩控制策略直接影响整车驾驶的动力性和舒适性。加速踏 板开度与加速转矩函数关系形成不同的加速转矩控制策略。如图2所 示, 曲线1、2和3分别表示3种加速踏板处理策略 。
曲线1反映了一种硬踏板策略，能够 满足驾驶员中高负荷的驾驶感觉， 但低负荷时操控性不好。曲线3反映 了一种软踏板策略，车辆加速感觉 整体偏软，但低负荷操控性较好。 曲线2是一种线性踏板策略，能够反 映踏板实际位置，控制效果介于曲 线1和3之间。
Ni2Mh电池组 、DC/DC变换器和
CAN光纤总线等几个部分组成， 粗实线箭头表示能量流动的方
向。
能量流控制策略
在系统中，燃料电池是主能源，整车用电(包括给Ni2Mh电池组充电)几乎全部 由其产生; Ni2Mh电池组为辅助能源，在燃料电池正常工作发出电能之前，由 Ni2Mh电池组通过直流母线直接向燃料电池控制系统和其他用电设备(如车灯等)供 电，待燃料电池正常起动完成并发出电能之后，主要由燃料电池经直流母线向外 供电。在负载较轻时，根据镍氢电池组的SOC值，也可给电池组充电; 在加速或者 爬坡等重载情况下，镍氢电池组也与燃料电池一起向母线上的负载供电; 在电机制 动时，回馈的能量可以设定的回馈深度经母线向蓄电池充电，实现能量的充分利 用。可见通过燃料电池和镍氢电池的组合使用，既可以让燃料电池长时间、高效、 稳定向外供电，又能发挥镍氢电池组响应快、能量回馈容易等特点，以弥补燃料 电池由于成本和体积等方面因素导致最大功率难以提高的不足和无法实现再生能 量回收的缺陷。实现功率分配的另一个重要部件是DC/DC变换器，该系统中选用 美国某公司的产品，不仅可以实现母线电压的恒定，而且可以通过CAN总线接收 控制命令，调节燃料电池的功率输出，并发布各种相关状态信息。
1.1
纯电动汽车动力系统结构
纯电动汽车主要由三个子系统组成: 电驱动系统、能源系统和辅助系统。
电力驱动子系统包括电子控制器、功 率转换器、电机、机械传动装置。能源子 系统包括能源及能量管理系统。辅助系统 包括助力转向单元、温控单元和辅助动力 供给单元等。根据驾驶者从加速踏板和制 动踏板发出的信号，电子控制器发出相应 的控制信号以控制功率转换器功率器件的 开关。 功率转换器的作用是调节电机和能源 间的能源流。能量的回流是因为纯电动汽 车制动能量的再生，该能量被能量源吸收。 应指出的是多数纯电动汽车的电池、超级 电容器和飞轮都能吸收制动再生能量。 能量管理单元与电子控制器一起控制 可再生制动，从而实现系统能量流的最优 化。能量管理单元控制能量并监测能源的 使用情况。辅助动力供给系统向所有的纯 电动汽车辅助装置提供不同电压的电源。
2. 4
辅助驱动控制策略
开发的辅助驱动功能是为了模拟传统轿车所具有的驱动功能，以确保驾驶感觉和习惯的一致性。 怠速爬行功能是模拟带液力变矩器、自动变速器的传统轿车在停车状态下驾驶员释放制动踏板、不踩加速 踏板汽车也会缓慢向前爬行的过程。驻坡功能用于车辆坡道起步，在驾驶员松开制动踏板到踩下加速踏板的过 程中提供驻坡转矩，短时间内防止车辆倒溜，实现平稳起步。驻坡转矩是怠速爬行转矩在负车速段的延伸,如图5 所示, 辅助驱动转矩与车速函数关系示意图。驻坡功能运行可标定时间内, 若驾驶员没有反倒溜动作, 则取消驻坡 转矩。怠速爬行时，车辆行驶阻力矩与怠速爬行转矩平衡点，即为车辆怠速爬行速度。图5所示的车速——滑行 制动转矩对应于图3的转速——电机滑行制动转矩。辅助驱动转矩MAP需要实车标定，与道路坡度、路况相关， 且不能超过电机最大转矩限值。
输出功率的波动会导致燃料电池
效率η的下降 。
能量流控制系统的工作原理
燃料电池汽车的能量流控 制系统的工作原理框图如图2所 示，其中，PL为电动机及其他 用电设备的功率; PBAT为电池组 功率，正值表示放电，负值表 示充电; PFC为燃料电池的供电 功率。能量管理系统主要由能 量流控制器、燃料电池 、
能量流控制策略
控制策略的原理框图
控制策略流程图
谢谢
式中:Poversysload为动力系统过载限制的驾驶员期望功率; Pexp为驾驶员期望 功率(n为电机转速); Pbatmaxdis为蓄电池最大放电功率,与SOC成正向关系; Paux为高 压辅助系统消耗功, 包括冷却系统及空调系统等。 驱动电机过载，发热量增加，引起温升过大，从而导致电机驱动系统自保而 清除转矩需求或烧毁电机驱动系统，造成事故。因此驱动转矩的功率限制策略从 过载倍数和过载时间两个方面加以控制。过载倍数与加速踏板开度呈线性关系， 当加速踏板开度超过设定开度阈值,电机过载运行,满足驾驶员急加速需求，过载倍 数可以从图3加速转矩MAP得到。过载时间根据电机温度特性确定，整车控制器接 收电机驱动系统反馈的电机温度，并根据设定的电机温度过高阈值限制过载转矩 。
纯电动汽车整车驱动控制策略
纯电动汽车作为一种节能 、无污染的理想“零 排放 ”汽车 ,是 21 世纪汽车工业重要的发展趋势 。 随着环保及节能意识的增强 , 纯电动汽车的开发 和应用日益受到世界各主要汽车生产国和大型汽 车 企业的重视 。 整车控制器是纯电动汽车运行的核心单元 , 担负着整车驱动控制 、能量管理 、整车安全及故障 诊断和信息处理等功能 ,是实现纯电动汽车安全 、 高效运行的必要保障 。整车控制策略作为整车控 制器的软件部分 ,是整车控制器的核心部分 。
综合以上分析 , 整车驱动控制策略的设计结果如图下图所示
纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置，传动系统，动力电 池等。 对于同一种电动汽车来说，采用不同的控制策略可以得到不同 的整车性能，能耗情况和电池的SOC状态值。在设计纯电动汽车的时 候，要明确开发目的，在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量 消耗，提高车辆的续驶里程。
1.2 整车驱动控制策略的分析与设计
纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置，传动系统，动力电池等。必须有 一个性能优越、安全可靠的整车控制策略，从各个环节上合理控制车辆的运行状态、 能源分配和协调功能，以充分协调和发挥各部分的优势，使汽车整体获得最佳运行 状态。整车控制策略主要包括: (一) 汽车驱动控制。根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分 析和处理，向电机控制器发出相应指令，满足驾驶要求。 (二) 制动能量回馈控制。根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、 蓄电池状态信息，计算再生制动力矩，向电机控制器发出指令。 (三) 整车能量优化管理。通过对车载能源动力系统的管理，提高整车能量利用 效率，延长纯电动汽车的续驶里程。 (四) 车辆状态显示。对车辆某些信号进行采集和转换，由主控制器通过综合数 字仪表显示出来。