電動汽車關鍵技術探討

李妍瓊

摘 ?要：隨著環保理念的提升，新能源汽車不斷增多。傳統燃油車對能源的消耗越來越大，全球資源問題不斷凸顯，全面提升環保意識，增強發展新能源汽車產業，已經成為各汽車制造企業關鍵共識。純電動汽車成為當前發展的主流，隨著新能源建設發展，純屬電動車更加具有節能、環保優點，全面緩解能源稀缺的問題，減輕了排放物對大氣的污染。文章就電動汽車控制器技術、電池管理技術、整車控制技術等關鍵技術進才分析，以此，推動純電動汽車進步發展。

關鍵詞：純電動汽車;電機及控制器技術;電池及管理技術;整車控制技術

中圖分類號：U469.72文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0146-02

Abstract： With the promotion of the concept of environmental protection， new energy vehicles are increasing. Traditional fuel vehicles consume more and more energy， and the global resource problem is becoming more and more prominent， thus comprehensively enhancing the awareness of environmental protection and the development of the new energy vehicle industry has become the key consensus of all automobile manufacturers. Pure electric vehicles have become the mainstream of the current development. With the development of new energy construction， pure electric vehicles have more advantages of energy saving and environmental protection， comprehensively alleviate the problem of energy scarcity and reduce the air pollution caused by emissions. In this paper， electric vehicle controller technology， battery management technology， vehicle control technology and other key technologies are analyzed in order to promote the progress and development of pure electric vehicles.

Keywords： pure electric vehicle; motor and controller technology; battery and management technology; vehicle control technology

傳統燃油汽車對環境的污染較重，隨著新能源建設與發展，新能源汽車成為主要的發展方向，當前，電動汽車得到了全面的推廣，成為市場中最有力的支撐。隨著電動汽車的不斷增長，技術問題也越發呈現，只有全面解決好電動汽車的關鍵技術難題，才能形成可持續發展，有效滿足人們的物質需求。電動汽車指以動力電池為動力，用電機產生驅動力的車輛，出廠標準需要全面滿足國家要求的各項指標，同時，還需要符合道路交通和安全法規相關要求。

1 電動汽車的主要結構分析

1.1 整體結構

和傳統汽車比較，純電動汽車更加具備優勢，整體結構發生了轉變。其動力結構發生了較大的轉變，當前，主要技術形態是用驅動電機替代了發動機，極大的改變了傳統車輛復雜結構;純電動汽車傳動機也實現了有效的結構上簡化，同時，為了保證汽車動力性能，新增加電源系統和電力控制系統，這是傳統結構所不具備的。從整體結構上看，純電動汽車包括電力驅動控制系統、車身、底盤、輔助系統等四大部分，其中的電力驅動控制系統包含電源系統、驅動電機系統等部分。

1.2 電源系統結構

純電動汽車的電源系統較為復雜，主要包括動力電池、電池管理系統和車載充電機等部位。動力電池是汽車的主要設備，其功能是能量存儲。當前，為了保證行駛里程，所使用的是鋰離子蓄電池，這種電池壽命長、電量足，廣泛使用的是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種。純電動汽車電池管理系統較為重要，通過有效的監控動力電池情況，及時掌握行駛里程，并對動力電池電壓、剩余電量、放電時間、放電深度等狀態參數進行檢查，及時發現問題，保證電動車持續運行。整體系統還能夠對單個電池內阻、溫度、電壓等信號進行采集，及時發現問題，確保車輛能夠持續行駛。車載充電機能夠對交流電進行轉換，呈現直流電，根據要求對電流進行控制，保證電池充電需要。

1.3 驅動電機系統

驅動電機系統較為主要，其功能是把動力電池所形成的電能進而釋放，通過驅動電機形成持續穩定的機械能，通過一定的減速增扭，確保車輪能夠快速的驅動并旋轉，實現了汽車穩步行駛;如果汽車在行駛過程中，需要進行減速、制動或下坡時，那么則可以運用再生制動技術，形成能量再次回收，確保了汽車的安全行駛，節省了能源消耗。驅動電機系統是汽車的動力系統，包含驅動電機、控制器、功率變換器等。

2 電機及控制技術

一般情況下，純電動汽車驅動電機是特制的，是一種特種電機，電機是重要的設備，在電動汽車上起到關鍵性作用，作為重要的關鍵零部件，是汽車的靈魂，保證了純電動汽車能夠擁有良好驅動性能，進行技術設計時，驅動電機的使用必須滿足調速范圍需求，保證一定的轉速，才能擁有足夠大的起動轉矩，要使用質量輕、體積小、效率高的電機，滿足汽車快速行駛需求。隨著技術的創新發展，純電動汽車所使用的電機正在朝著高轉速、大功率、高效率以及小型化方向發展。

隨著技術的不斷進步與發展，電機及驅動系統技術也在快速的進步，實現了良好的創新產能，電動汽車的控制系統也向數字化和智能化方向發展。各種先進的技術得到了快速的應用，比如模糊控制、變結構控制、自適應控制、神經網絡控制、遺傳算法等非線性智能控制技術在電動汽車上都均有體現，通過技術的改進與提高，逐步形成了更加先進的控制系統，純電動汽車控制更加智能化，結構簡單、響應迅速、抗干擾強的控制系統取代了傳統技術形態，提升了參數指標，大大提升了綜合性能。

純電動汽車再生制動控制系統是最為先進的控制系統，通過全面的節能改良，大大提高了控制能力，解決了環保問題，節約使用能源，對洗車整體的續航行駛里程起到了推動作用，全面實現了良好的社會效益和經濟價值。

3 電池及管理技術

電池是最為主要的設備，也是純電動汽車動力源，電池好壞決定了汽車的壽命長短，更影響汽車的整體性能發揮。純電動汽車主要動力是電池，那么，汽車就會對電池的要求非常高，只有全面保證電池能量高、功率大、壽命長，才能保證汽車使用效果與質量。對于當前的電池而言，能量密度并不能滿足行駛需求，整體電池質量不高、電池組重、續航行駛里程短、價格高昂，無法保證循環使用。

純電動汽車車動力蓄電池技術不斷創新發展，通過實踐總結經驗，通過三代發展，在電池應用上也已經實現了有效的突破，在技術上形成了先進的理念與水平。從電池發展過程來看，第一代電池主要是鉛酸電池，這種電池能量高、價格低，放電效果好，當前，能夠大批量生產的就是這類電池。第二代為汽車用堿性電池，包括鎳鎘、鎳氫、鈉硫、鋰離子等電池種類，從能量和功率上看，均有了一定的進步，比鉛酸電池能量高，從行駛效果上看，堿性電池大大提高了電動汽車動力性能，保證了續航能力，行駛里程更長，但是堿性電池也存在一定的問題，價格過高限制了發展應用。要想全面解決這個問題，則需要在材料成本上不斷進行創新，減少成本投入，這樣，才能形成廣泛的應用價值，推動電動汽車鋰離子電池穩步發展，只有全面解決好量化生產成本、確保安全性，才能提高使用率。第三代燃料電池。通過燃料電池使用，能夠把能量進行轉化，與上兩代電池比較，具備轉變效率好、能量功率高的特點，從未來發展看，是一種理想的電動汽車車用電池。

技術發展，推出了電池組，電池組性能更加穩定，保證了加速度，續航行駛里程更長。從當前使用狀態看，純電動汽車電池使用時發熱量大，電池溫度高，安全性能不強，影響了電池的使用效果，只有將電池包溫度控制在一定范圍內，才能減少包內不均勻溫度分布現象，解決好電池壽命下降的問題。電池設計復雜，要解決好密封、防水、防塵、絕緣等問題，研發電池包成為電動汽車研究的一個重要領域。

4 整車控制技術

電動汽車整車及關鍵零部件技術不斷創新，技術也在提升，電動汽車正朝整車優化控制方向發展。從最近幾年的汽車發展趨勢看，推出純電動汽車中有很多是帶有整車控制器的，這樣，才能保證對車輛系統綜合控制，實現安全行駛目標。

純電動汽車整車控制器是純電動汽車整車控制系統的核心部件，能夠從各個方面對汽車進行控制，比如行駛性能、安全性能、再生能量回饋性能、網絡管理性能、故障診斷與處理能力、車輛狀態及時監視等，其綜合能力起到了決定性作用。純電動汽車整車控制系統主要包括整車控制器、電機控制器、電池管理系統、電動汽車組合儀表、車內控制器局域網絡、通信網絡等。通過整車控制器的運行，及時跟進汽車行駛狀態，確保工況穩定，通過CAN總線或常規線束發送和信息的及時快速接受，保證了車內數據的傳輸，實現即時通信目標。通常，整車控制器具備以下幾個功能特點，一是整車控制器能夠以車輛運行工況為依據，及時提出修復標準，形成良好的綜合性控制策略，同時，也能夠保持與下層的聯系，協調控制下層控制器，確保整車性能指標更加完善，維護了行車的穩定性、保證了安全。二是懂得駕駛員駕駛意圖，能夠運用相關的技術措施，采用相應控制策略，確保行駛過程中驅動、再生制動功能良好。三是動力電池組荷電狀態和形式工況的監測，可以說，整車控制器能夠全面對電機進行有效的控制，保證了電池組的科學化管理，實現動力電池組各種保護措施。四是能夠對整車高壓防護、漏電檢測、故障診斷進行防護，保證了各部件的功能完整性。在純電動汽車發展過程中，需要全面推廣整車控制器，這是保證汽車穩定安全的關鍵，更是衡量整車控制系統性能及功能等級的主要部件之一。只有全面保證了整車控制器性能優良，才能實現穩定安全的駕駛，保證電動車使用效果與質量。如果整車控制器出現情況，那么就會造成車輛啟動問題，無法正常上路行駛，整車控制器能夠對車輛情況進行能量回饋，出現問題，就會造成安全責任事故，全面創新，開發功能完備的整車控制器是純電動汽車整車控制系統產品化過程必不可少的重點任務。

5 結束語

電動汽車不斷發展，只有全面創新技術能力，通過新技術的良好應用，提升汽車穩定性，安全性，從關鍵技術進行突破，全面推動電動汽車快速發展。

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