電動汽車測試技術綜述

1　測試新的生態駕駛解決方案[1]

減少能源消耗已成為電動車日益關注的問題。主要目的是教授高效的駕駛策略，并通過多種反饋方式為駕駛員的決策過程提供便利，以幫助提高駕駛效率并降低能耗。在本研究中，將生態駕駛系統與觸覺反饋油門踏板相結合，在真實駕駛條件下進行了測試，以回答關于其在電動汽車中的有效性、效率、工作量和可接受性的一些問題。

選擇三十名年輕但經驗豐富的司機，在開放的公路軌道上行駛，可能會遇到幾種可能的情況，如彎道，交叉口或環形道，限速變化。每圈測量平均速度，主要結果表明，駕駛時獲得的效率收益取決于所提供的事件類型和反饋形式。例如，觸覺反饋似乎特別適用于環形交叉路口。在真實駕駛條件下測試和驗證全生態駕駛系統和電動汽車觸覺式油門踏板，全生態駕駛系統的視覺反饋，為節約能源提供了最佳指導，并在許多情況下提高了安全性。全生態駕駛系統視覺反饋是速度管理和能源效率最值得推薦的方式，因為它為生態駕駛策略的決策和學習過程提供了有益的幫助。以往的研究結果表明，視覺反饋比觸覺反饋更有效，但增加了主觀工作量，而這項研究表明，與觸覺反饋相比，視覺反饋并沒有增加工作量：兩者同樣有效。

2　電動車中鏡面光伏玻璃的分體式太陽能電源的設計、建造、測試和性能研究[2]

太陽能光伏板被集成到電動汽車車頂上，為電池組充電。本文采用光伏系統實時仿真軟件對電動汽車傳統太陽能電源結構的性能進行了分析。傳統太陽能電源的局限性是通過一種新型的鏡面光伏玻璃和分體式太陽能電源結構來解決的。介紹了分離式太陽能電源的設計，制造和結構優點。使用MATLAB進行驗證。隨后，使用光伏系統實時模擬器來研究分離式功率太陽能源的性能。從材料要求、重置成本、耐受能力、空間利用率、功率損耗、跟蹤機制的可行性和性能等方面進行了比較研究。

車頂面積和電池組電壓是決定太陽能電源及其連接布局的決定性因素。車輛的空氣動力學是決定電動汽車車頂太陽能電池板的主要因素。電動汽車車頂的面積為8平方米，電池板有1200 W額定功率，又分為4個小部分，每部分300W。每兩個子部分串聯連接以產生58V的電壓，以對48V電池組進行充電。旁路二極管連接在每個太陽能電池串兩端，以使故障條件下的功率損失最小化。為了阻止反向電流進入太陽能電源，在太陽能電源和電池之間設置阻塞二極管。具有低生產成本，能夠承受多個熱點，高溫超過180℃的特點，成功解決了太陽能電池板面臨的障礙。在8平方米有限的區域內將功率容量提高到1306 W，并將重置成本降至1.39美元，功率損失最小化為4.186W。

所以，通過比較研究，得出了分體式電源架構作為電動汽車最佳可行的太陽能電源設計。

3　電動汽車輔助設備遠程監控系統測試方法[3]

本文開發并建立了由軟件起動器和現代測控裝置控制的異步電動機，遠程監測和控制的實驗室系統。這個實驗室系統用于研究和教學。由于對相關軟件產品的了解是必要的，所以對軟件起動器和PLC的運行原理進行了研究。本文提出了一種測試方法，并給出了一些實驗。因此，對所開發的系統進行了實驗驗證。

這個實驗室系統為研究和實踐提供了各種可能性。開發了不同測試的方法。可以檢查軟件起動器設置對驅動性能和能量參數修正的影響。因此已經對所描述的方法進行了實驗驗證。如果這種系統涉及電動汽車對輔機的遠程監控，則能效和可靠性將會提高。與電機直接連接的電網相比，起動電流將減小，功率因數可以得到優化。每個特定情況下的軟起動器的最佳設置必須提前完成。通過對驅動性能的實時監控，可以立即發現任何故障或損壞，控制中心的操作員可以立即關閉電機

通過安裝在PC上的相關軟件產品Powerconfig V3.7進行驅動控制、監視和參數追蹤和捕捉。因此，這個系統提供了各種測試和研究的可能性。例如，研究啟動和減速時間對傳動性能的影響，綜合用于驅動系統最優控制的算法，評估PLC在驅動系統中使用它的可能性，以優化效率。

4　鋰離子電池老化研究：電池壽命測試和基于物理模型的電動汽車模擬[4]

論文為汽車應用的大型商業單元提供了一個廣泛的壽命測試矩陣，包括日歷和循環老化。構建測試矩陣來研究溫度、電池以1/Xh完全放電或充電的速率。研究充電狀態（SOC）水平、測試程序和放電深度（DOD）。構建了包括固體電解質膜SEI形成、膜電阻增加和電極體積分數損失（作為循環次數的函數）的物理模型，通過使用校準實驗參數化模型來確定老化參數。

壽命周期測試的結果顯示了90%的DOD預期溫度依賴性，更高的溫度使電池更快地老化，而10%的DOD則獲得了不同且有趣的觀察結果。在SOC最大值低于50%的情況下，溫度依賴性幾乎沒有影響。只有在高于40℃的溫度下，預期的溫度依賴性首先可以在50%以上的SOC上觀察到。當比較Hyzem Rural駕駛循環時，與完全放電的RMS（Root Mean Square）電流的CC（常電流）周期相比，終身循環測試結果顯示Hyzem Rural駕駛循環無害。該研究還證實，在高SOC水平下運行導致更快的老化;在低SOC間隔時間內只能觀察到適度的老化，而SOC間隔高于40%的SOC則更快速地老化。對于60%以上的SOC和沒有大的差異。在低SOC間隔時間內的幾個10%DOD測試顯示初始容量下降，然后恢復并穩定容量，因此總體上僅經歷最小的老化。

5　實驗室電動汽車動力系統的設計[5]

本文開發實驗室動力總成系統，這是一系列電動車輛的典型特征。該系統由電動車輛動力傳動系統的典型部件組成，包括電池組、電池管理系統（BMS）、電機以及類似于現有電動車輛上常見的規格的控制器。該系統被安裝到設備車上，并提供對主要和次要部件的可視訪問。本文介紹了實驗室系統的設計、建造和測試。設計過程采用自下而上的方法，包括組裝電池組、整合BMS來調節電池組，整合系統級控制器來管理車輛功能并驅動電動機。項目成果包括系統設計文件、系統原理圖、以及從實驗室系統進行充電和放電測試獲得的數據。

電池系統和BMS位于底部，電機控制器和電機位于中間架子上，為了防止高壓短路和操作系統人員的傷害，在電池組上方有一個透明的塑料蓋，作為預防措施。BMS也直接位于電池系統蓋上，它已經被配置為與電池組密切相關以保持模塊化。為了調節目的，BMS需要與電池組一起工作，因此必須緊密安裝，以便在需要時可以從測試裝置中取出。測試裝置的12V輔助部件位于測試裝置車的頂部。連接在主電池組的負端子和主接觸器的正端子之間的72V-12VDCDC轉換器向所有12V組件供電。當BMS和控制器允許電池系統放電時，主接觸器閉合，從而為12V組件供電。這些組件包括前照燈，轉向指示燈和車輛喇叭，以演示如何連接電動車輛上常見的幾個主要12V輔助部件。

6　使用AVL CRUISE軟件在新的測試循環中仿真電動車輛模型[6]

在本文中，將在AVL Cruise軟件中創建電動汽車模型。與真實車輛不同，所提出的模型具有不同的特性，因為它是全電動車輛。該車輛只有一個電池，該模型將被模擬，以獲得關于新的WLTC測試周期中的車輛性能，能量消耗和范圍的數據。所獲得的技術訣竅將有助于電動模型的后續改進，從而在新的WLTC測試周期中增加車輛的行駛距離。

這輛車被選為基礎車型，因為它是一款可容納五名乘客的低成本車輛。它還為電氣設備提供了足夠的空間；轉換后，乘客的空間不受影響。在去除了汽油動力總成（發動機，變速箱，燃油系統和排氣）特有的所有元件后，安裝了電動推進部件。液冷式電機由瑞士MES-DEA制造，具有正常和升壓兩種運行模式。在正常模式下，在2850-9000轉/分之間，最大輸出功率為18kW（24.5HP），在2850轉/分時最大扭矩為90N·m。在升壓模式（短時間）內，最大功率輸出為31kW（42 HP），在2850-9000轉/分之間，在1400轉/分時最大扭矩為160N·m。傳動裝置具有固定的減速比并具有用于停車的換檔鎖。電動機的電子管理單元是TIM 400（牽引逆變器模塊），由電機制造商生產，它是專門為電動和混合動力車輛設計的。電池組的標準電壓為205V，最小電壓為179V，最大電壓為256V。

在AVL Cruise的幫助下使用計算機模擬提供了許多優點，例如減少車輛開發的時間和成本，它有助于在整個過程的任何階段完善模型。與其他電動汽車相比，獲得的結果顯示出相對較小的范圍，但是測試條件苛刻：全負載車輛和嚴重的短暫狀態。由于范圍很小，所以這種車型顯然適用于通勤或城市駕駛。它不適合在高速公路上行駛，所呈現的模型顯示了電動車輛的能量消耗，并且可以在之后確定范圍。獲得的結果將有助于電動模型的后續改進，例如通過使用更高容量的電池或空氣動力學改進來增加續駛里程的方法。

7　四輪驅動汽車（4WDEV）的質子交換膜燃料電池在不同工況下的行為[7]

帶電池的電動車輛的供應受限于充電狀態（SOC）和所使用的電池技術的類型。為了克服在多種速度和道路拓撲條件下能量變化的問題，將質子交換膜燃料電池（PEMFC）作為能源管理的最佳解決方案。在本文中，作者著重介紹了基于直接扭矩控制的、空間矢量調制（SVM-DTC）控制的4WDEV的PEMFC行為，控制策略圖見圖1，控制系統見圖2。所提出的控制器法則對于電力牽引系統是非常合適的。為了測試PEMFC的性能，作者對4WDEV進行了幾次測試。提出了基于空間矢量調制（SVM-DTC）的直接轉矩控制方法。在MATLAB/Simulink下得到的結果令人滿意。DTC-SVM法在幾種情景考慮下增加了4WDEV自主駕駛的效果。而且，未來的工業車輛必須將所得到的結果納入設計過程中。

圖1　SVM-DTC控制策略圖

圖2　驅動輪控制系統

它分為兩個階段，第一階段是在各種高級策略下進行DTC-SVM控制的4WDEV的性能測試，第二階段是PEM在五個階段的駕駛行為。本文研究的拓撲結構由五個階段組成（圖3）：

圖3　特定路駕駛拓撲圖

第一階段：曲線道路上行駛，速度為80 km/h

第二階段：為直線道路，速度為80 km/h

第三階段：4WDEV在10%以下的斜坡道路上向上移動，速度為80 km/h

第四階段：車輛在直路上行駛，

最終：車輛在不改變參考速度的情況下在逆坡道路上行駛。

本文概述的車輛能量策略已經證明，4WDEV的降壓DC-DC變換器控制的PEMFC行為，可以通過基于空間矢量調制的直接扭矩控制策略來改善，可以預測不同道路拓撲條件下的PEMFC動態行為，為4WDEV的控制和功率管理奠定基礎。

8　混合動力和電動汽車動力傳動系試驗臺的設計與試驗[8]

本文提出了一種半公交車的試驗臺，能夠重現駕駛過程中駕駛的實際工況。測試臺能夠通過適當地指令負載發生器/電機驅動來模擬斜坡、附著條件、天氣條件。介紹了實時數據采集和控制平臺中實現的測試平臺架構和軟件，電動客車的傳動系統使用所提出的測試臺進行測試。結果比較了所選傳動系統在不同路面/車輪附著條件下電動客車的性能。

測試臺允許在不同的粘附條件、坡度和駕駛周期條件下測試各種傳動系統，測試平臺由一個硬件部分和一個軟件部分組成。

硬件部分包括：

a）要測試的全電動/混合動力傳動系，傳動系統通過懸掛系統和減速器與車輪連接。

b）道路/車輪仿真系統由以下部分組成：

·滾筒

·減速器

·負載發生器/電機

c）數據采集和控制系統，包括：

·一個dSPACE實時控制和數據采集平臺

·信號調理和電路。

連接到負載發生器/電機的滾筒系統被驅動以模擬路面在輪面上的反作用。負載的參考信號是實時控制和數據采集系統的輸出。該軟件實現了車輛的動力學模型和道路/車輪的相互作用。試驗臺已被用于驗證電動公交車的傳動系統的性能。

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