电动汽车整车运行性能检测试验技术研究

电动汽车整车运行性能检测试验技术研究

发表时间：2018-08-20T15:57:35.437Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：陈营

[导读] 摘要：电动汽车整车控制器是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，主要工作为根据不同运行工况协调控制下层控制器（电机控制器、电池管理系统、车身控制器、安全控制器等）工作，从而改善纯电动汽车的动力性和经济性，并且保证车辆运行安全。

安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司安徽合肥 230000

摘要：电动汽车整车控制器是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，主要工作为根据不同运行工况协调控制下层控制器（电机控制器、电池管理系统、车身控制器、安全控制器等）工作，从而改善纯电动汽车的动力性和经济性，并且保证车辆运行安全。

关键词：电动汽车；整车运行；性能检测；试验技术；

电动汽车整车控制系统，主要依靠动力电池，驱动汽车运行，为纯电动汽车提供充足的动力。如：启动系统、充电控制系统、仪表显示系统等进行相互配合，把控纯电动汽车整车的运行，促使驾驶人员能够稳定的驱动汽车运行，体现整车控制系统在纯电动汽车中的重要性。

一、电动汽车整车控制系统流程

1.通信模块控制。通信模块会根据整车控制系统的要求，获取汽车中所有的通信信息，在协调的状态下分配通信信息的运行。

2.工作模式控制。整车控制器的工作模式，分析如：1）充电模式，当驾驶人员打开充电门时，整车控制器会进入触发上电的模式内，检索到充电信号，整车控制器会启动充电模式；2）上电模式，驾驶人员利用钥匙开关，启动整车控制器的上电模式，促使系统进行自检，此时闭合充电模式中的继电器，完成上电过程的控制；3）故障模式，整车工作模式内，汽车就会进入到故障模式内，限制输出，在整车中起到保护作用；4）停车模式，整车控制状态下的停车模式，纯电动汽车安全停运，驾驶人员关闭钥匙，进入下电的状态。

3.驱动系统控制。纯电动汽车整车系统中的驱动控制，包括电机与电机控制两个部分。驱动系统控制，按照汽车运行的状态，提供电动与发电的模式，完成驱动和行驶的过程，驱动系统内，实现了能量的回馈，而且驱动系统根据纯电动汽车的信息反馈，对整车系统进行控制，防止汽车有违反规定的操作。

二、电动汽车整车运行性能检测试验技术

1.整车控制器详细功能。一是整车能量优化管理。通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统（如空调）的协调和管理，以获得最佳的能量利用率。二是网络管理。整车控制器作为信息控制中心，负责组织信息传输，网络状态监控，网络节点管理等功能，网络故障诊断和处理。三是回馈制动控制。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，向电机控制器发出制动指令，在不影响原车制动性能的前提下，回收部分能量。四是故障诊断和处理。连续监视整车电控系统，进行故障诊断。存储故障码，供维修时查看。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，能做到“跛行回家”。

五是车辆状态监测和显示。整车控制器通过传感器和CAN 总线，检测车辆状态及其各子系统状态信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。

2.整车控制器研发流程。一是参数计算。参数计算阶段要根据整车设计提出的性能要求及各总成单元的性能，进行验证计算，并选择适当的控制参数及策略，使整车性能达到设计要求。和整车控制器相关的计算参数包括汽车一般参数、动力性参数、制动性参数。二是系统建模仿真。仿真软件可提供道路循环、多重循环和测试过程三种仿真工况来仿真车辆的性能。道路循环提供了CYC_ECE、CYC_FTP 和CYC_1015 等56种国外标准的道路循环供用户选择，另外提供了行程设计器可以将多达八种不同的道路循环任意组合在一起，综合仿真车辆的性能。

二是多重循环功能可以用批处理的方式以相同的初始条件，快速计算和保存。不同的道路循环情况下的仿真结果，并将它们显示在一起，供用户进行比较。三是测试过程包括TEST_CITY_HWY和TEST_FTP等八种标准的测试过程供用户选择仿真。三是加速度性能仿真。该功能可以仿真以下车辆性能：三组从初速度加速到末速度所需要的最短时间、某一时间段内车辆行驶的最大距离、行驶某一段距离所需要的最短时间、最大加速度和最大速度。四是爬坡能力仿真。在设置车辆速度、持续时间、质量和多能源动力系统等参数后，可以仿真出车辆在给定速度下的爬坡性能。

3.半实物在环系统仿真。仿真技术是研究整车控制器的重要手段。但是，采用计算机仿真很难准确地反映实际情况，但随着计算机技术的高速发展和车辆动力学模型的不断完善，混合仿真技术已逐渐成为整车控制器开发的重要手段。这种技术是一种实时仿真技术，它把部分实际产品利用计算机接口嵌入到软件环境中去，并要求系统的软件和硬件都要实时运行，从而模拟整个系统的运行状态。对电动汽车整车控制器进行半实物在环仿真，以模拟汽车驾驶环境为基础，通过模拟驾驶台，可以进行电动汽车的主要驾驶操作，并可得到车辆的主要响应信息。

4.台架及道路试验。一是台架试验。台架试验系统主要由整车控制器、电机、电机控制器、电池、电池管理系统等组成。电机和1台电力测功机相连，能实现对电机扭矩的测量和倒拖电机以实现回馈制动。电机控制器控制电机的一切操作，并管理电机的冷却风扇。电池管理系统负责对电池状态的监视和管理。整车控制器负责协调整车电器状态和电机扭矩的分配。测功机可以根据试验要求对电机施加不同的扭矩，从而可以进行各种功能测试和路况模拟测试。二是道路试验。尽管台架试验可模拟道路情况，但台架不能完全代替道路的实际情况。为了真正检验动力系统的在实际道路上的性能，需要进行实际道路试验。在实际的道路试验中，根据试验效果，可对驱动策略参数、制动回馈策略参数、能量管理策略参数以及CAN 通讯调度参数等进行优化匹配。三是车载监控及标定系统。为了配合台架及道路试验，需要一套车载监控及标定系统，来完成对整车实时监控及在线数据匹配标定功能。其主要功能包括：（1）可以实时显示CAN 总线上全部的通信内容，并依据应用协议进行解释，通过CAN 总线可以监控车辆系统的全部信息。（2）查看CAN 总线网络的通信状况，包括网络负载情况、网络故障显示等。（3）可以不丢帧地将CAN 总线上的全部通信消息记录于硬盘。（4）可以按实际运行状态，以文本和图形方式，回放所记录的CAN 总线通信全过程，回放车辆和试验操作的全过程。（5）可在线修改动力总成控制器中主要控制参数，进行系统匹配标定研究。

三、发展方向

我国提出“节能和新能源汽车战略”，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。在国家的倡导和支持下，我国各地有关节能与新能源