纯电动轿车动力总成控制系统的研究

杨天辉 刘力

【摘要】随着环境恶化的日益严重，人们对环境保护的重视越来越高。空气污染的一个主要原因在于汽车尾气的排放，虽然汽车的使用极大地便利了人们的出行，但是给环境带来极大地污染，不利于可持续发展。因此，研究纯电动轿车具有十分重要的意义，本文主要通过对纯电动桥车动力总成控制系统的研究，指出了相应的控制系统完成形式，希望能够给相关电动桥车的生产研究企业提供一定的参考。

【关键词】纯电动桥车 动力总成 控制系统

一、前言

自从十九世纪入十年代汽车的诞生以来，汽车在人们日常生活中所占的比重越来越大，汽车工业的发展不仅给人们带来极大的生活便利，而且也推进了运输行业的进步，促进世界经济的发展。但是随着能源使用的日益增多，各种环境问题以及资源枯竭问题逐渐显露出来，尤其是近几十年来，由于环境污染而导致的自然灾害给人们生活带来极大的威胁，因此，研究清洁能源动力系统己经刻不容缓。

二、电动汽车的发展现状与关键技术

（一）电动汽车分类

目前主要电动汽车包括混合动力汽车、燃料电动汽车以及纯电动汽车这三种。其中纯电动汽车与其他两种电动汽车相比结构最简单，使用电动机驱动的方式行驶。在纯电动汽车工作的过程中，电能通过蓄电池输出，并由控制器带动电动机运行，车辆行驶依靠电动机输出的扭矩经过传动系统产生机械拉力和摩擦力，根本的动力源泉为蓄电池。在纯电动汽车的使用中，其最大的弊端在于一次充电所能行驶的里程太短，且相对来说由于蓄电池工作受到温度的干扰较大，温度过高或者过低都会造成蓄电池的耗电速度加快，影响汽车的整体运行效率。因此在蓄电池的选择中，必须要选择具有高功率密度的动力蓄电池，并根据使用的环境特点以及经常使用的路段进行针对性的优化。一般来说，由于电动汽车的动力源特点，电动汽车的体量不会过大，以中小型汽车为主，而且相对于燃料动力汽车来说，电动汽车更需要维护和保养。在电动汽车的设计期间，要尽可能减轻汽车的重量以保证蓄电池的工作效率，可以将主车架设计为纵直车架，以保证车辆的刚度和质量合乎要求。此外，可以把汽车驱动系统动力源与成员空间完全分离开来使得车厢内部有足够的成员空间，车身前部位置集中配置高压电气系统以及电动机等。

（二）国内外电动汽车的发展现状

目前来看，我国电动汽车相对于发达国家来说，虽然起步较晚，但是发展速度较快，且有相应的政策扶持。自从上世纪九十年代新一代汽车合作计划启动以来，美国能源部在新能源汽车发的研发上提供了大量的资金和人力物力财力，而且取得了相对较高的研究成果。福特公司是最早研究电动轿车的汽车公司，通用汽车公司目前的S10以及EV1電动汽车，在市场中占有很大比重。

三、电动汽车动力总成控制系统

（一）整车控制系统网络的构建

（1）分布式控制网络布局。纯电动轿车中主要包含七个控制器，分别为仪表盘控制器、PTCM、DMCM、BPCM、ADM、空调控制器以及动力转向控制器等，各个控制器之间通过有效的信息交互来完成整车的功能。纯电动汽车的动力总成控制器以分布式控制器为主，整车通讯网络保证每个元件的工作效率和信息传递，具有重要意义。

（2）整车运行状态逻辑。在整车控制网络建成之后要完成各个控制系统的综合开发工作，要根据整车系统的运行目的以及相应的各个控制器之间的接口逻辑，按照特殊的状态要求和目的进行各个子系统的开发。在整车控制器的策略中不仅需要结合车辆运行的实际状态完成各个子系统的管理，而且还要充分了解各个控制器的工作原理，根据车辆实际的运行状态完成整体操作。在各个控制器的工作原理列了解之后，分不同的运行状态操作整车控制器。

（二）控制器通讯网络的研究

由于纯电动车各个元器件之间有着十分广泛的信息交互行为，因此必须要保证各个控制器之间存在高速可靠的通讯总线，保证整体控制策略的完成。驱动电机在电动汽车工作期间是一个交变磁场，电子元器件会受到电流大小变化以及电磁信号的干扰，因此为了保证控制器通讯网络的可靠性和稳定性，我们使用CAN总线通讯的方式来完成控制系统设计。CAN网络保证各个控制器之间的信息共享，并适时传递反馈信号和控制信号等，这样不仅能够实现数据的有效传送，而且也实现了空间布局的优化和硬件成本的降低。此外，相对于传统的模拟信号通讯网络系统来说，CAN总线数据的可靠性更强，抗干扰性更好且更为迅速，由此可见，总线通讯对实际系统控制准确度的提高具有十分关键的意义。在现场总线开放式实时系统中，由于其只是简化的网络结构，且分为物理层和数据链路层这两种情况，因此根据相应的协议，CAN系统数据必须以四种不同形式的帧来控制接收和发送，以保证整个数据传输系统的稳定性和可靠性。

四、结束语

综上所述，纯电动轿车的设计和发展对环境保护和资源的节约具有十分关键的意义，本文主要通过对纯电动轿车动力总线网络系统进行研究，指出了纯电动轿车网络总线的主要的控制方法，尤其是相关的网络设计注意要点，希望能够促进汽车网络系统的安全性和稳定性提高，增加纯电动汽车的市场份额，促进环境友好型社会的建立。

参考文献：

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