探討純電動汽車突然失壓的應急控制策略

劉紅艷

摘 要：目前一些相關技術人員和研究學者對電動汽車的動力蓄電池安全、高壓系統安全等方面做了研究，并取得了一定的成果，但是對純電動汽車突然失壓的應急控制策略卻沒有太多研究成果。基于此，文章圍繞純電動汽車突然失壓的應急控制策略這一中心論點，對純電動汽車突然失壓故障的原因進行分析，并提出了針對純電動汽車突然失壓這一故障的應急控制策略。

關鍵詞：純電動汽車；失壓；應急控制策略

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A1.純電動汽車突然失壓故障的原因分析

就純電動汽車而言，動力電池組是其唯一的動力來源，需要充電來補充“能量”，內部電壓很高，并且不同電壓線路密布，形成了高電壓大電流回路。相對而言，高壓設備容易出現故障，通過導線影響供電線路。而純電動汽車蓄電池容量有限，其電壓與放電時間、電流大小、運行路況密切相關。具體來說，一是電壓會隨著放電時間的不斷增加而逐漸下降，特別是放電時間越長，電壓下降速度就越快；二是純電動汽車放電電流會對放電時間產生影響，在持續長時間大電流放電時，蓄電池的放電時間會迅速減少，從而也影響到電壓的高低；三是純電動汽車的放電電流大小受運行路況的影響，如果運行路況較差，放電電流值會出現較大波動，這會對蓄電池的電壓產生影響，造成蓄電池電壓不穩定。如果電壓突然下降而沒有備用動力的話，純電動汽車會快速停止行駛。如果此時能夠提供一種有效的應急控制方案，提前對駕駛員進行警報提醒，并能夠及時對電壓下降狀況作出緊急控制處理，將會極大減少安全事故的發生。

2.針對純電動汽車突然失壓故障的應急控制策略

（1）動力電池組與備用電源切換控制系統。筆者構思的純電動汽車突然失壓的應急控制策略，首先是在純電動汽車上安裝一個備用電池，實現雙電源切換。如果蓄電池電壓突然降低，純電動汽車無法繼續行駛，就迅速切換到備用電池上，利用備用電池繼續為純電動汽車提供一定的行駛動能，讓駕駛員得以及時預防。目前較為普及的雙電源供電方式有互自投、備自投、自投、自復/手復。其中互自投工作方式的工作原理是利用冗余技術優化蓄電池供電模式，讓兩個電源都能保證汽車的正常行駛，一般情況下是讓其中一個電源工作，另一個電源備用。備自投工作方式的工作原理是兩個電源都保持正常可用狀態，通常讓主電池工作，備用電池留做備用。自投工作方式的工作原理是兩個電源都工作運行，如果其中一個電源出現問題，系統會自動判斷，將出現問題的電源切除，讓另外一個電源負責整個設備的供電需求。

而監測蓄電池電壓狀況，需要相應的電壓監測模塊。電壓監測模塊的工作內容是實時監控蓄電池電壓、正負母線對電壓和高壓系統電壓。同時，在設計、安裝備用電池時，要控制備用電池的重量和體積，減少汽車負重，不過這會使備用電池的輸出電壓小于汽車主電源電壓，無法與電機驅動系統功率等級相匹配，這時就要利用升壓模塊將其升壓后再接入系統。升壓系統模塊需要達到以下要求：①在短時間內快速升高備用電池的電壓，使其滿足電機驅動系統所需的電壓等級；②要確保輸出電壓的穩定性。升壓模塊可以借助Boost升壓電路，采取單周期技術結合PI調節的控制方法來進行設計，保證升壓模塊的安全性能、穩定性能和快速啟動性能。

（2）異步電機矢量控制系統。異步電機矢量控制能夠將電壓和電力進行解耦，讓交流異步電動機可以如同直流電動機一樣，對轉矩和勵磁進行獨立控制。在純電動汽車突然失壓的應急控制系統中安裝異步電機矢量控制系統，能夠通過調節異步電機供電電源的電壓和頻率，讓異步電機能夠在恒轉矩和恒功率等模式下穩定運行，從而滿足應急控制系統的需求。這一系統的主要作用是：①當純電動汽車的蓄電池電壓正常時，它為驅動系統提供能量，一旦蓄電池電壓突然下降出現失壓狀況，由備用電池提供能量；②當純電動汽車因行駛速度較快而出現失壓狀況時，則對異步電機進行控制，使其在恒功率模式下運行，保證汽車在一定時間內保持較高速穩定運行；③當純電動汽車在坡路上行駛出現失壓狀時，則使異步電機在恒轉矩模式下運行，讓汽車具備較大的牽引力，維持短時間內的續航。

綜上所述，純電動汽車的蓄電池可能因多種因素出現突然失壓故障，必須對這一問題采取相應的應急控制策略，構建應急控制系統，提高純電動汽車的安全性能，避免安全事故的發生。

參考文獻：

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