纯电动汽车电动化辅助系统文献综述
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纯电动汽车电动化辅助系统
文献综述：
一、与论文相关的国内外研究现状：
2014年，Chiu, Chien-Chin;Tsai, Nan-Chyuan;Lin, Chun-Chi等发表了“电动汽车空调系统的最优控制”，通过构建空调系统，研究电动车热舒适性的调节问题,并提出了对电动汽车的座舱环境控制策略,此系统主要包括两个模块：ECB（环境控制模块）和AHU（空气控制单元）。空气控制单元通过冷却，加热，混合空气流和调速风扇可以调节环境控制模块的温度和湿度。对系统热力学的数学模型，采用等效集总热容的方法，能量和质量守恒原理和传热理论，得出最优控制器。为得到电动汽车的优化控制策略，热舒适性、湿度和能耗都考虑在内，从而得到一系列的最优控制器。总之，计算机仿真和实验结果表明，此最优控制策略与标准LQR（线性二次调节器）性能几乎一样。
2008年,孙凯；刘奎；黄丽培等发表了“用于驱动高速运行的电动汽车空调压缩机的永磁同步电机（PMSM）”。为了提高永磁同步电机驱动的压缩机的效率和可靠性，提出一组控制策略。双模式的过调制方法提高了高速运行时的PWM逆变器电压传输比、永磁同步电机的输出转矩。模型参考自适应系统（MRAS）方法用于估计转子位置，实现无传感器驱动。一个每安培输出最大转矩的反馈补偿策略（MTPA）控制和弱磁控制应用于高速稳定运行的PMSM压缩机驱动，降低了低功率损耗。仿真和实验结果证明了控制策略的可行性和有效性。
2010年，罗少林；赵伟军等发表了“基于模糊控制的电动液压转向系统的仿真建模”，为了满足低速转向轻便性和高速车辆的电动液压转向系统（EHPS）操纵稳定性，我们研究和设计合适的辅助特性和模糊控制策略。利用AMESim对转向系统建模与仿真，验证得出当车辆在低速度时，转向系统可以提供一个大功率，和高速时提供小功率。并通过MATLAB模拟电动液压控制系统的建模，证明了该控制策略能迅速作出反应，满足对转向系统的控制要求。
[3]Pethaiah, Sethu Sundar, Alison Subiantoro and Ulrich Stimming, et.al. The Application of Intermediate Temperature Fuel Cell for the Auxiliary Power Unit of the Air Conditioning System in an Electric Vehicle[A]. Symposium on Energy Technology/Battery - Joint General Session - 223rd Meeting[C]. Electrochemical Society. 2013
2012年，Dae-Seak Cha，Sang-Taek Lee1,Ju-Hee Choi，Sung-Guen Songi，Man-Seung Han，Hee-Jun Kim等人发表了“商用混合动力或电动汽车空气压缩机0.5kw电动机及其控制器的研制”，本文提出了有关商用混合动力或电动汽车驱动空气压缩机的0.5kw电动机及其控制器一种技术性能问题。在现有的空气压缩机中使用的是皮带驱动或商用车辆的直流电机驱动。皮带驱动式压缩机具有效率低的特点。根据不同的速度和负载的变化工作在在低效率的工作点。采用高能效直流电机驱动的空气压缩机很难在实际应用，由于电机的电刷磨损产生的可靠性问题。为了克服这种不便，驱动模块采用的永磁同步电机（PMSM）具有较高的效率和可靠性，最近引起市场上的注意，应用在许多公交客车和商用车。本文提出的设计结合BLAC电机，控制器，和空气压缩机的机械部分。此外，对这些特点和性能测试分析。
2011年，Khanchoul, M.;Krebs, G.;Marchand, C.等发表了“电动压缩机的永磁同步电机的改进”，本文指出所有的电动汽车（EV）组件长期受效率，噪声，性能和重量的限制。特别是用于电池的冷却和EV座舱热舒适性的电压缩机。永磁同步电机（PMSM）被认为是合适的的驱动电动压缩机的电机。这就是为什么在以前的工作中，永磁同步电机设计用于电动压缩机。在本文中，采用有限元法改进了永磁同步电机结构，改进了其性能。
2013年，Pethaiah, Sethu Sundar, Alison Subiantoro和Ulrich Stimming等发表了“中温燃料电池在电动汽车空调系统的动力辅助装置中的应用”，文章指出在电动汽车技术研究的一个关键问题是空调系统，空调系统在电池系统运行时消耗了大量的能量。一个典型的电动汽车将有150公里的行程，但当空调开时，这个范围可能会下降到80公里。为了解决这个问题，提出了减少空调系统耗能的方法以及中温质子交换膜燃料电池在空调系统的动力辅助装置中的应用。一个典型的中温质子交换膜燃料电池工作在150-250°C，并使用乙醇作为原料。乙醇由于其毒性低和高能量含量是未来运输应用的有前途的燃料。
[2]Song, Jian, Lianjie Li, Wenwei Xuan and Liangyao Yu, et.al.Electro-Hydraulic Power Steering System for Commercial Vehicles[J].Journal of Tsinghua University 54, no. 9 (2014): 1209-1214.
[4]Cha, Dae-Seak, Sang-Taek Lee, Ju-Hee Cho, Sung-Guen Song, Man-Seung Han and Hee-Jun Kim，et.al.Development of the 0.5kw Motor Controller on Air Compressor for Commercial Hybrid or Electric Vehicles[A].2012 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference[C].IEEE Computer Society, 2012.
2008年,王浩；丁润涛；李志杰；周岩；焦阳等发表了“电动液压助力转向系统的仿真”。在AMESim中建立了基于EHPS系统参数的电动液压助力转向系统（EHPS）模型。对车速对转向助力特性的影响进行了分析。转向助力效果很小，以避免在高车速下转向盘太轻。而当车速较低时，转向助力效果增强，从而使转向轻便。EHPS系统的电控单元台架试验中用到仿真控制参数。试验结果表明，试验的控制效果和仿真是一样的。
2012年，南金瑞；王尧；柴智；黄俊奎等人发表了“电动汽车空调系统能耗分析模型”，本文在MATLAB／Simulink中建立了纯电动汽车空调系统的仿真模型。对空调系统的关键部件进行仿真和分析。对交流电机的控制策略采用Hale Waihona Puke Baidu模糊逻辑控制方法。使用advisor，对车辆的总能耗和交流电机能耗进行模拟计算。研究表明，采用模糊逻辑控制的交流电机系统，使车辆的经济效率提高。汽车的续航里程比传统的交流系统的电动汽车更长且更好达到节能效果。
二、主要参考文献：
[1]Chiu, Chien-Chin, Nan-Chyuan Tsai and Chun-Chi Lin, et.al.Near-Optimal Order-Reduced Control for A/C(Air-Conditioning) System of EVs (Electric Vehicles)[J].Energy66,(2014): 342-353.
2012年，石岩；李忠利等人发表了“对新能源汽车的电动线性压缩机的研究”，文章指出新能源汽车在不久的将来有光明的前景。新能源汽车中某些由发动机驱动的部件将变为由电力驱动，如用于制动系统空气压缩机和制冷的空调压缩机。线性压缩机具有许多优势，如效率高，结构紧凑，低摩擦等等。本文提出了一种新的电动线性压缩机。研究工作包括仿真，结构设计，控制设计等。电动直线压缩机是值得研究推广于新能源汽车的。
2010年，范鑫；胡春发表了“基于CAN总线的电动汽车空调控制网络的设计与研究”，本文章基于CAN总线的电动汽车空调控制网络的设计，发展电动汽车CAN（控制器区域网络）总线系统，采用SAE J1939通信协议，使得电动汽车以形成一批电动汽车电子控制单元的数字控制网络为目标；使用单片机STC12C5A60S2可以完成虚拟总线设计；对一辆配备了以上系统的汽车进行了性能测试，用硬件实现了数字仿真。测试结果表明，系统工作稳定，具有很强的抗干扰能力，并能满足实时通信和集成控制的要求。
2011年，邱义宾发表了“电动液压助力转向系统控制器开发”，本文指出电动液压助力转向(EHFS)系统可以在提供可靠助力的同时根据车速和方向盘转速改变液压泵的转速，进而改变助力大小，从而获得良好的路感。木文介绍了电动液压助力转向系统的组成及工作原理，开发了以微处理器TMS320LF2407A为控制核心的电动液压助力转向系统控制器，所设计的控制器具有高速数据处理能力和较高的控制精度，可以满足对电动液压助力转向系统进行复杂控制策略的实时性要求。
2012年，Wang, Xiaoming; Steiner, Alois ; Fiala, Jan等人发表了“线性变参数的电动汽车空调系统建模”，本文介绍了电动汽车空调系统准LPV（线性变参数）建模方法。汽车空调系统是复杂的非线性系统，很难得到一个精确的实时控制模型。因此，论文介绍LPV方法模拟空调系统。实验结果表明，LPV模型提供了一个非常高的精度为COP（性能系数）的估计，不能用传统的识别方法达到。文章对模型的结构和应用进行探讨并给出了一个类似于Hammerstein结构的非线性LPV模型结构。
[5]Nan, Jin Rui, Yao Wang, Zhi Chai and Jun Kui Huang, et.al.Modeling of Electric Vehicle Air Conditioning System andAnalysis of Energy Consumption[J].Advanced Materials Research 516-517,(2012): 1164-1170.
2007年，加拿大滑铁卢大学学者C.P. Lawrence, M.M.A.Salama等研究了不同参数对一款燃料电池电动汽车空调系统能量效率的影响，并提出一种基于整车能量效率的控制策略，在使用空调情况下，该控制策略能有效提高整车能量效率。
2004年，厄巴纳伊利诺斯州大学学者R.Shah和B.P.Rasmussen等针对传统汽车空调系统提出一种多变量自适应控制策略，首次提出一种经过实验验证的空调系统物理模型，并用于自适应控制的模型结构和相关参数选择，仿真结果显示，使用膨胀阀开关和蒸发器空气流量作为多变量自适应控制的控制参数，能有效控制汽车空调系统效率和性能，证明了多输入多输出控制器的有效性。
2014年，宋建；李连杰；宣文伟；于良耀等发表了“商用车的电动液压助力转向系统”，文章指出电动液压助力转向系统的助力转向系统电动控制可使智能汽车节能。电动液压助力转向系统与蓄能器和线性电磁阀来减少商业车辆的能源消耗。蓄能器能显著降低驱动电机所需功率。在Matlab / Simulink中对机械，液压，电阻和控制器子系统进行建模。理论分析和实验验证证明该系统可以用来降低商用车辆的能源消耗。
[6]Wang, Xiaoming, Alois Steiner and Jan Fiala, et.al.Linear Parameter-Varying Modeling of Electric Vehicle Air Conditioning System[A].2011 International Conference on Mechanical Engineering, Materials and Energy[C].Trans Tech Publications, 2012.
2007年,谢厚勋；高翔等发表了“电动液压助力转向系统的控制系统的研究现状与展望”。本文对助力转向的控制策略，方法和特点进行了调查研究。讨论和总结了传统的液压助力转向系统可以提高驾驶员的高速路感和车辆的动力性。电机驱动技术与液压伺服系统相结合，电动液压技术对驾驶员的路感特性进行改进，节约能源和保护环境。集成控制可以进一步提高电动液压转向系统的经济性，动态响应和自适应性，这是电液转向系统的一种发展方向。
文献综述：
一、与论文相关的国内外研究现状：
2014年，Chiu, Chien-Chin;Tsai, Nan-Chyuan;Lin, Chun-Chi等发表了“电动汽车空调系统的最优控制”，通过构建空调系统，研究电动车热舒适性的调节问题,并提出了对电动汽车的座舱环境控制策略,此系统主要包括两个模块：ECB（环境控制模块）和AHU（空气控制单元）。空气控制单元通过冷却，加热，混合空气流和调速风扇可以调节环境控制模块的温度和湿度。对系统热力学的数学模型，采用等效集总热容的方法，能量和质量守恒原理和传热理论，得出最优控制器。为得到电动汽车的优化控制策略，热舒适性、湿度和能耗都考虑在内，从而得到一系列的最优控制器。总之，计算机仿真和实验结果表明，此最优控制策略与标准LQR（线性二次调节器）性能几乎一样。
2008年,孙凯；刘奎；黄丽培等发表了“用于驱动高速运行的电动汽车空调压缩机的永磁同步电机（PMSM）”。为了提高永磁同步电机驱动的压缩机的效率和可靠性，提出一组控制策略。双模式的过调制方法提高了高速运行时的PWM逆变器电压传输比、永磁同步电机的输出转矩。模型参考自适应系统（MRAS）方法用于估计转子位置，实现无传感器驱动。一个每安培输出最大转矩的反馈补偿策略（MTPA）控制和弱磁控制应用于高速稳定运行的PMSM压缩机驱动，降低了低功率损耗。仿真和实验结果证明了控制策略的可行性和有效性。
2010年，罗少林；赵伟军等发表了“基于模糊控制的电动液压转向系统的仿真建模”，为了满足低速转向轻便性和高速车辆的电动液压转向系统（EHPS）操纵稳定性，我们研究和设计合适的辅助特性和模糊控制策略。利用AMESim对转向系统建模与仿真，验证得出当车辆在低速度时，转向系统可以提供一个大功率，和高速时提供小功率。并通过MATLAB模拟电动液压控制系统的建模，证明了该控制策略能迅速作出反应，满足对转向系统的控制要求。
[3]Pethaiah, Sethu Sundar, Alison Subiantoro and Ulrich Stimming, et.al. The Application of Intermediate Temperature Fuel Cell for the Auxiliary Power Unit of the Air Conditioning System in an Electric Vehicle[A]. Symposium on Energy Technology/Battery - Joint General Session - 223rd Meeting[C]. Electrochemical Society. 2013
2012年，Dae-Seak Cha，Sang-Taek Lee1,Ju-Hee Choi，Sung-Guen Songi，Man-Seung Han，Hee-Jun Kim等人发表了“商用混合动力或电动汽车空气压缩机0.5kw电动机及其控制器的研制”，本文提出了有关商用混合动力或电动汽车驱动空气压缩机的0.5kw电动机及其控制器一种技术性能问题。在现有的空气压缩机中使用的是皮带驱动或商用车辆的直流电机驱动。皮带驱动式压缩机具有效率低的特点。根据不同的速度和负载的变化工作在在低效率的工作点。采用高能效直流电机驱动的空气压缩机很难在实际应用，由于电机的电刷磨损产生的可靠性问题。为了克服这种不便，驱动模块采用的永磁同步电机（PMSM）具有较高的效率和可靠性，最近引起市场上的注意，应用在许多公交客车和商用车。本文提出的设计结合BLAC电机，控制器，和空气压缩机的机械部分。此外，对这些特点和性能测试分析。
2011年，Khanchoul, M.;Krebs, G.;Marchand, C.等发表了“电动压缩机的永磁同步电机的改进”，本文指出所有的电动汽车（EV）组件长期受效率，噪声，性能和重量的限制。特别是用于电池的冷却和EV座舱热舒适性的电压缩机。永磁同步电机（PMSM）被认为是合适的的驱动电动压缩机的电机。这就是为什么在以前的工作中，永磁同步电机设计用于电动压缩机。在本文中，采用有限元法改进了永磁同步电机结构，改进了其性能。
2013年，Pethaiah, Sethu Sundar, Alison Subiantoro和Ulrich Stimming等发表了“中温燃料电池在电动汽车空调系统的动力辅助装置中的应用”，文章指出在电动汽车技术研究的一个关键问题是空调系统，空调系统在电池系统运行时消耗了大量的能量。一个典型的电动汽车将有150公里的行程，但当空调开时，这个范围可能会下降到80公里。为了解决这个问题，提出了减少空调系统耗能的方法以及中温质子交换膜燃料电池在空调系统的动力辅助装置中的应用。一个典型的中温质子交换膜燃料电池工作在150-250°C，并使用乙醇作为原料。乙醇由于其毒性低和高能量含量是未来运输应用的有前途的燃料。
[2]Song, Jian, Lianjie Li, Wenwei Xuan and Liangyao Yu, et.al.Electro-Hydraulic Power Steering System for Commercial Vehicles[J].Journal of Tsinghua University 54, no. 9 (2014): 1209-1214.
[4]Cha, Dae-Seak, Sang-Taek Lee, Ju-Hee Cho, Sung-Guen Song, Man-Seung Han and Hee-Jun Kim，et.al.Development of the 0.5kw Motor Controller on Air Compressor for Commercial Hybrid or Electric Vehicles[A].2012 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference[C].IEEE Computer Society, 2012.
2008年,王浩；丁润涛；李志杰；周岩；焦阳等发表了“电动液压助力转向系统的仿真”。在AMESim中建立了基于EHPS系统参数的电动液压助力转向系统（EHPS）模型。对车速对转向助力特性的影响进行了分析。转向助力效果很小，以避免在高车速下转向盘太轻。而当车速较低时，转向助力效果增强，从而使转向轻便。EHPS系统的电控单元台架试验中用到仿真控制参数。试验结果表明，试验的控制效果和仿真是一样的。
2012年，南金瑞；王尧；柴智；黄俊奎等人发表了“电动汽车空调系统能耗分析模型”，本文在MATLAB／Simulink中建立了纯电动汽车空调系统的仿真模型。对空调系统的关键部件进行仿真和分析。对交流电机的控制策略采用Hale Waihona Puke Baidu模糊逻辑控制方法。使用advisor，对车辆的总能耗和交流电机能耗进行模拟计算。研究表明，采用模糊逻辑控制的交流电机系统，使车辆的经济效率提高。汽车的续航里程比传统的交流系统的电动汽车更长且更好达到节能效果。
二、主要参考文献：
[1]Chiu, Chien-Chin, Nan-Chyuan Tsai and Chun-Chi Lin, et.al.Near-Optimal Order-Reduced Control for A/C(Air-Conditioning) System of EVs (Electric Vehicles)[J].Energy66,(2014): 342-353.
2012年，石岩；李忠利等人发表了“对新能源汽车的电动线性压缩机的研究”，文章指出新能源汽车在不久的将来有光明的前景。新能源汽车中某些由发动机驱动的部件将变为由电力驱动，如用于制动系统空气压缩机和制冷的空调压缩机。线性压缩机具有许多优势，如效率高，结构紧凑，低摩擦等等。本文提出了一种新的电动线性压缩机。研究工作包括仿真，结构设计，控制设计等。电动直线压缩机是值得研究推广于新能源汽车的。
2010年，范鑫；胡春发表了“基于CAN总线的电动汽车空调控制网络的设计与研究”，本文章基于CAN总线的电动汽车空调控制网络的设计，发展电动汽车CAN（控制器区域网络）总线系统，采用SAE J1939通信协议，使得电动汽车以形成一批电动汽车电子控制单元的数字控制网络为目标；使用单片机STC12C5A60S2可以完成虚拟总线设计；对一辆配备了以上系统的汽车进行了性能测试，用硬件实现了数字仿真。测试结果表明，系统工作稳定，具有很强的抗干扰能力，并能满足实时通信和集成控制的要求。
2011年，邱义宾发表了“电动液压助力转向系统控制器开发”，本文指出电动液压助力转向(EHFS)系统可以在提供可靠助力的同时根据车速和方向盘转速改变液压泵的转速，进而改变助力大小，从而获得良好的路感。木文介绍了电动液压助力转向系统的组成及工作原理，开发了以微处理器TMS320LF2407A为控制核心的电动液压助力转向系统控制器，所设计的控制器具有高速数据处理能力和较高的控制精度，可以满足对电动液压助力转向系统进行复杂控制策略的实时性要求。
2012年，Wang, Xiaoming; Steiner, Alois ; Fiala, Jan等人发表了“线性变参数的电动汽车空调系统建模”，本文介绍了电动汽车空调系统准LPV（线性变参数）建模方法。汽车空调系统是复杂的非线性系统，很难得到一个精确的实时控制模型。因此，论文介绍LPV方法模拟空调系统。实验结果表明，LPV模型提供了一个非常高的精度为COP（性能系数）的估计，不能用传统的识别方法达到。文章对模型的结构和应用进行探讨并给出了一个类似于Hammerstein结构的非线性LPV模型结构。
[5]Nan, Jin Rui, Yao Wang, Zhi Chai and Jun Kui Huang, et.al.Modeling of Electric Vehicle Air Conditioning System andAnalysis of Energy Consumption[J].Advanced Materials Research 516-517,(2012): 1164-1170.
2007年，加拿大滑铁卢大学学者C.P. Lawrence, M.M.A.Salama等研究了不同参数对一款燃料电池电动汽车空调系统能量效率的影响，并提出一种基于整车能量效率的控制策略，在使用空调情况下，该控制策略能有效提高整车能量效率。
2004年，厄巴纳伊利诺斯州大学学者R.Shah和B.P.Rasmussen等针对传统汽车空调系统提出一种多变量自适应控制策略，首次提出一种经过实验验证的空调系统物理模型，并用于自适应控制的模型结构和相关参数选择，仿真结果显示，使用膨胀阀开关和蒸发器空气流量作为多变量自适应控制的控制参数，能有效控制汽车空调系统效率和性能，证明了多输入多输出控制器的有效性。
2014年，宋建；李连杰；宣文伟；于良耀等发表了“商用车的电动液压助力转向系统”，文章指出电动液压助力转向系统的助力转向系统电动控制可使智能汽车节能。电动液压助力转向系统与蓄能器和线性电磁阀来减少商业车辆的能源消耗。蓄能器能显著降低驱动电机所需功率。在Matlab / Simulink中对机械，液压，电阻和控制器子系统进行建模。理论分析和实验验证证明该系统可以用来降低商用车辆的能源消耗。
[6]Wang, Xiaoming, Alois Steiner and Jan Fiala, et.al.Linear Parameter-Varying Modeling of Electric Vehicle Air Conditioning System[A].2011 International Conference on Mechanical Engineering, Materials and Energy[C].Trans Tech Publications, 2012.
2007年,谢厚勋；高翔等发表了“电动液压助力转向系统的控制系统的研究现状与展望”。本文对助力转向的控制策略，方法和特点进行了调查研究。讨论和总结了传统的液压助力转向系统可以提高驾驶员的高速路感和车辆的动力性。电机驱动技术与液压伺服系统相结合，电动液压技术对驾驶员的路感特性进行改进，节约能源和保护环境。集成控制可以进一步提高电动液压转向系统的经济性，动态响应和自适应性，这是电液转向系统的一种发展方向。