探讨纯电动汽车突然失压的应急控制策略

刘红艳

摘 要：目前一些相关技术人员和研究学者对电动汽车的动力蓄电池安全、高压系统安全等方面做了研究，并取得了一定的成果，但是对纯电动汽车突然失压的应急控制策略却没有太多研究成果。基于此，文章围绕纯电动汽车突然失压的应急控制策略这一中心论点，对纯电动汽车突然失压故障的原因进行分析，并提出了针对纯电动汽车突然失压这一故障的应急控制策略。

关键词：纯电动汽车；失压；应急控制策略

中图分类号：U469.72 文献标识码：A1.纯电动汽车突然失压故障的原因分析

就纯电动汽车而言，动力电池组是其唯一的动力来源，需要充电来补充“能量”，内部电压很高，并且不同电压线路密布，形成了高电压大电流回路。相对而言，高压设备容易出现故障，通过导线影响供电线路。而纯电动汽车蓄电池容量有限，其电压与放电时间、电流大小、运行路况密切相关。具体来说，一是电压会随着放电时间的不断增加而逐渐下降，特别是放电时间越长，电压下降速度就越快；二是纯电动汽车放电电流会对放电时间产生影响，在持续长时间大电流放电时，蓄电池的放电时间会迅速减少，从而也影响到电压的高低；三是纯电动汽车的放电电流大小受运行路况的影响，如果运行路况较差，放电电流值会出现较大波动，这会对蓄电池的电压产生影响，造成蓄电池电压不稳定。如果电压突然下降而没有备用动力的话，纯电动汽车会快速停止行驶。如果此时能够提供一种有效的应急控制方案，提前对驾驶员进行警报提醒，并能够及时对电压下降状况作出紧急控制处理，将会极大减少安全事故的发生。

2.针对纯电动汽车突然失压故障的应急控制策略

（1）动力电池组与备用电源切换控制系统。笔者构思的纯电动汽车突然失压的应急控制策略，首先是在纯电动汽车上安装一个备用电池，实现双电源切换。如果蓄电池电压突然降低，纯电动汽车无法继续行驶，就迅速切换到备用电池上，利用备用电池继续为纯电动汽车提供一定的行驶动能，让驾驶员得以及时预防。目前较为普及的双电源供电方式有互自投、备自投、自投、自复/手复。其中互自投工作方式的工作原理是利用冗余技术优化蓄电池供电模式，让两个电源都能保证汽车的正常行驶，一般情况下是让其中一个电源工作，另一个电源备用。备自投工作方式的工作原理是两个电源都保持正常可用状态，通常让主电池工作，备用电池留做备用。自投工作方式的工作原理是两个电源都工作运行，如果其中一个电源出现问题，系统会自动判断，将出现问题的电源切除，让另外一个电源负责整个设备的供电需求。

而监测蓄电池电压状况，需要相应的电压监测模块。电压监测模块的工作内容是实时监控蓄电池电压、正负母线对电压和高压系统电压。同时，在设计、安装备用电池时，要控制备用电池的重量和体积，减少汽车负重，不过这会使备用电池的输出电压小于汽车主电源电压，无法与电机驱动系统功率等级相匹配，这时就要利用升压模块将其升压后再接入系统。升压系统模块需要达到以下要求：①在短时间内快速升高备用电池的电压，使其满足电机驱动系统所需的电压等级；②要确保输出电压的稳定性。升压模块可以借助Boost升压电路，采取单周期技术结合PI调节的控制方法来进行设计，保证升压模块的安全性能、稳定性能和快速启动性能。

（2）异步电机矢量控制系统。异步电机矢量控制能够将电压和电力进行解耦，让交流異步电动机可以如同直流电动机一样，对转矩和励磁进行独立控制。在纯电动汽车突然失压的应急控制系统中安装异步电机矢量控制系统，能够通过调节异步电机供电电源的电压和频率，让异步电机能够在恒转矩和恒功率等模式下稳定运行，从而满足应急控制系统的需求。这一系统的主要作用是：①当纯电动汽车的蓄电池电压正常时，它为驱动系统提供能量，一旦蓄电池电压突然下降出现失压状况，由备用电池提供能量；②当纯电动汽车因行驶速度较快而出现失压状况时，则对异步电机进行控制，使其在恒功率模式下运行，保证汽车在一定时间内保持较高速稳定运行；③当纯电动汽车在坡路上行驶出现失压状时，则使异步电机在恒转矩模式下运行，让汽车具备较大的牵引力，维持短时间内的续航。

综上所述，纯电动汽车的蓄电池可能因多种因素出现突然失压故障，必须对这一问题采取相应的应急控制策略，构建应急控制系统，提高纯电动汽车的安全性能，避免安全事故的发生。

参考文献：

[1]乐 登.纯电动汽车突然失压的应急控制策略研究[D].成都：电子科技大学，2013.

[2]张玉锦.纯电动汽车车载直流电源的研究[D].北京：北京交通大学，2012.