电动汽车优化设计技术分析

韩沙和

【摘  要】现如今，在社会经济快速发展的同时，也带来了一定的环境污染问题，并且能源也开始呈现出了紧张的发展趋势。而新能源汽车的出现得到了人们的广泛关注，相关人员也在不断加强新能源汽车的研究，希望能够在日后取代传统汽车，但目前电动汽车在普遍应用过程中，技术方面仍存在一定的问题。为了能够保证电动汽车能够充分发挥出自身的环保作用，本文将针对电动汽车优化设计的问题进行分析，并提出有效的优化设计方案。

【关键词】电动汽车;优化设计;设计参数;蓄电池;系统结构

通过对电动汽车进行优化设计，能够结合汽车的加速以及爬坡性能的要求，来合理调整汽车的零部件和控制系统的参数，进而能够对汽车的性能进行优化。现如今，该技术主要应用于传统汽车设计以及控制措施的设计当中。其中电动汽车的传统设计主要指的就是对燃料转换器以及能源储存系统等参数进行优化匹配，在确保其能够满足使用要求的前提下，将某一设计目标实现最优化。而控制系统设计则是对电动汽车中的多能源控制系统进行参数调整，以此来使电动汽车更具有经济性和高效性。

一、电动汽车的基本结构和关键技术

（一）基本结构

与常见的普通汽车相比，电动汽车的能量传递方式与其存在差异。电动汽车主要是利用导线，通过电流的方式进行柔性传播，与传统的刚性机械连接不同，电动汽车内部的各部分结构在配置过程中更加灵活，并且系统空间也能够得到合理的分配，电动汽车普遍分为三种类型，分别为：电动汽车、混动电动汽车以及燃料电池电动汽车[1]。其中，电动汽车通常是由驱动子系统、主能源子系统以及辅助控制子系统构成。电动汽车的核心组成部分就是电力驱动控制系统，它对于电动汽车而言，决定了其基础组成结构和性能特点，也就是说该系统将传统发动机和其他功能，通过机电一体化的方式结合在了一起，这也是与传统内燃型汽车之间的最大差别。

（二）电动汽车的主要技术

电机驱动控制技术是决定电动汽车性能的关键，驱动电机的组成具体包括：直流电机、交流感应电机以及开关磁阻电机等等。在具体选择应用过程中，因为驱动电机需要满足电动汽车加速度等动力需求，确保汽车在加速时能够处于一个较高的功率范围之内。与此同时，驱动电机自身的可控性能、动态性能等方面都面临着严格的要求。所以在挑选驱动电机时需要对比其他驱动电机的优缺点，从而进行综合分析。除此之外，动力蓄电池也是电动汽车的关键技术之一，蓄电池的性能好坏直接决定着电动汽车的动力性能[2]。

二、电动汽车设计方案的优化体系

在电动汽车的关键技术体系当中，具体包括着底盘技术、电气技术以及电子信息技术等，将这些技术领域进行有效结合是电动汽车成功开发的关键，电动汽车在发展过程中经历了从改装到单独设计的转变。当今时代的电动汽车大多数都是为了特定的目标而设计的，这需要相关开发人员对各个子系统进行灵活搭配，确保整合之后能够更加高效的完成工作。

随着当前复杂系统理论不断地发展，电动汽车在设计过程中，总体目标也在不断变化，由以往重点关注功能转变到了当前利用系统功能对总体设计目标进行改善。以目标分流法为主的多样化优化方案为电动汽车复杂的产品开发系统提供了足够的技术保障，使其能够在各个子系统以及技术的协调作用下，实现系统的升级优化。

（一）设计参数方案匹配流程

在电动汽车参数方案匹配过程中，一般会在特定的工作情况下运行[3]。在分析工况的前提下，陈列出行车动力以及经济能源消耗等指标，随后综合分析这些性能指标对电动汽车的总体设计方案和驱动系统等参数进行整合。在电动汽车性能指标确定时，很容易受外界应用条件、部件技术的综合发展水平以及经济性标准等方面的制约，所以相關开发人员必须要针对这些内容制定出可行性的优化性能指标，将其作为电动汽车产品开发的主要研究对象。

一般情况下，匹配电动汽车参数的流程有以下几点：先是要需要将运行工况作为前提条件，利用电动汽车性能指标和技术水平，在最初阶段明确各个子系统和零部件的性能需求。然后再利用子系统的性能对电动汽车的整车性能进行校对检验，在理论方面初步明确其是否符合标准设计要求，然后再对各个子系统和部件性能进行灵活调整。反复重复以上工作流程，最终来实现最优的设计目标。

（二）应用目标分流法的基本框架流程

在电动汽车产品设计过程中，目标分流法的基本框架流程如图一所示。

从图中可以了解到，该框架体系具体包括以下内容：首先要从电动汽车的整体设计角度出发来定义开发目标。其次是要将电动汽车整车设计目标向更低的层次进行分流，针对所有环节的问题进行优化，以此来满足整体设计效果，最终能够尽可能地与高层次分流优化目标相一致。最后就是要对迭代步骤进行优化，利用科学合理的协调措施，使各个子系统上的设计问题都能够得到协调统一发展。

（三）电池优化设计

电池是电动汽车的核心组成部件，为了能够将电动汽车的性能变得更高、更加稳定，需要对电动汽车的电池模块安装进行深入研究[4]。锂电子电池的能量较高、功率较大，并且在充放电的过程中会产生大量的热量，导致电池内部的温度超标，单体电池之间的温度也会不均衡，电池的性能也会大大下降，进而使其使用寿命大大降低。所以需要将锂电池作为研究对象，在电池仓内应用创新型的泡沫金属，设计出散热作用强且体积较小的电池模块。通过对传统电池模型进行研究分析可以得知，电池组内部的空气流动十分不均匀，那么改进的方案应该是：将电池周围与仓体之间的距离由最开始的10毫米分别缩短到6毫米、3毫米，以此来找到最佳的距离范围，从而能够确保电池能够在空气中各流道的能量分配缙云，实现强化散热的最终目的。

结束语：

总而言之，通过对电动汽车的机构和关键技术进行分析，能够得知电动汽车的基本工作原理，进而从电动汽车的驱动系统和电池等方面入手进行优化，利用先进的计算机仿真技术，对系统结构设计进行模拟，以此来对电动汽车的各部分性能进行优化改善。

参考文献：

[1]马霁旻，万梓灿，刘光华，崔舜宇.电动汽车用混合永磁辅助同步磁阻电机的转子优化设计[J].微特电机，2021，49（01）：18-21+25.

[2]谢晖，孙延，王杭燕.基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化[J].塑性工程学报，2020，27（12）：88-96.

[3]吴科甲，廖响荣，苏春锦，林凤功，陈辉淦.电动汽车电液复合稳定性控制器设计及分析[J].四川轻化工大学学报（自然科学版），2020，33（06）：18-23.

[4]邸云龙，韩建芳，孙永飞，罗文静.燃油车改纯电动汽车底盘优化设计[J].汽车实用技术，2020（09）：5-7.