電動汽車優化設計技術分析

韓沙和

【摘 ?要】現如今，在社會經濟快速發展的同時，也帶來了一定的環境污染問題，并且能源也開始呈現出了緊張的發展趨勢。而新能源汽車的出現得到了人們的廣泛關注，相關人員也在不斷加強新能源汽車的研究，希望能夠在日后取代傳統汽車，但目前電動汽車在普遍應用過程中，技術方面仍存在一定的問題。為了能夠保證電動汽車能夠充分發揮出自身的環保作用，本文將針對電動汽車優化設計的問題進行分析，并提出有效的優化設計方案。

【關鍵詞】電動汽車;優化設計;設計參數;蓄電池;系統結構

通過對電動汽車進行優化設計，能夠結合汽車的加速以及爬坡性能的要求，來合理調整汽車的零部件和控制系統的參數，進而能夠對汽車的性能進行優化。現如今，該技術主要應用于傳統汽車設計以及控制措施的設計當中。其中電動汽車的傳統設計主要指的就是對燃料轉換器以及能源儲存系統等參數進行優化匹配，在確保其能夠滿足使用要求的前提下，將某一設計目標實現最優化。而控制系統設計則是對電動汽車中的多能源控制系統進行參數調整，以此來使電動汽車更具有經濟性和高效性。

一、電動汽車的基本結構和關鍵技術

（一）基本結構

與常見的普通汽車相比，電動汽車的能量傳遞方式與其存在差異。電動汽車主要是利用導線，通過電流的方式進行柔性傳播，與傳統的剛性機械連接不同，電動汽車內部的各部分結構在配置過程中更加靈活，并且系統空間也能夠得到合理的分配，電動汽車普遍分為三種類型，分別為：電動汽車、混動電動汽車以及燃料電池電動汽車[1]。其中，電動汽車通常是由驅動子系統、主能源子系統以及輔助控制子系統構成。電動汽車的核心組成部分就是電力驅動控制系統，它對于電動汽車而言，決定了其基礎組成結構和性能特點，也就是說該系統將傳統發動機和其他功能，通過機電一體化的方式結合在了一起，這也是與傳統內燃型汽車之間的最大差別。

（二）電動汽車的主要技術

電機驅動控制技術是決定電動汽車性能的關鍵，驅動電機的組成具體包括：直流電機、交流感應電機以及開關磁阻電機等等。在具體選擇應用過程中，因為驅動電機需要滿足電動汽車加速度等動力需求，確保汽車在加速時能夠處于一個較高的功率范圍之內。與此同時，驅動電機自身的可控性能、動態性能等方面都面臨著嚴格的要求。所以在挑選驅動電機時需要對比其他驅動電機的優缺點，從而進行綜合分析。除此之外，動力蓄電池也是電動汽車的關鍵技術之一，蓄電池的性能好壞直接決定著電動汽車的動力性能[2]。

二、電動汽車設計方案的優化體系

在電動汽車的關鍵技術體系當中，具體包括著底盤技術、電氣技術以及電子信息技術等，將這些技術領域進行有效結合是電動汽車成功開發的關鍵，電動汽車在發展過程中經歷了從改裝到單獨設計的轉變。當今時代的電動汽車大多數都是為了特定的目標而設計的，這需要相關開發人員對各個子系統進行靈活搭配，確保整合之后能夠更加高效的完成工作。

隨著當前復雜系統理論不斷地發展，電動汽車在設計過程中，總體目標也在不斷變化，由以往重點關注功能轉變到了當前利用系統功能對總體設計目標進行改善。以目標分流法為主的多樣化優化方案為電動汽車復雜的產品開發系統提供了足夠的技術保障，使其能夠在各個子系統以及技術的協調作用下，實現系統的升級優化。

（一）設計參數方案匹配流程

在電動汽車參數方案匹配過程中，一般會在特定的工作情況下運行[3]。在分析工況的前提下，陳列出行車動力以及經濟能源消耗等指標，隨后綜合分析這些性能指標對電動汽車的總體設計方案和驅動系統等參數進行整合。在電動汽車性能指標確定時，很容易受外界應用條件、部件技術的綜合發展水平以及經濟性標準等方面的制約，所以相關開發人員必須要針對這些內容制定出可行性的優化性能指標，將其作為電動汽車產品開發的主要研究對象。

一般情況下，匹配電動汽車參數的流程有以下幾點：先是要需要將運行工況作為前提條件，利用電動汽車性能指標和技術水平，在最初階段明確各個子系統和零部件的性能需求。然后再利用子系統的性能對電動汽車的整車性能進行校對檢驗，在理論方面初步明確其是否符合標準設計要求，然后再對各個子系統和部件性能進行靈活調整。反復重復以上工作流程，最終來實現最優的設計目標。

（二）應用目標分流法的基本框架流程

在電動汽車產品設計過程中，目標分流法的基本框架流程如圖一所示。

從圖中可以了解到，該框架體系具體包括以下內容：首先要從電動汽車的整體設計角度出發來定義開發目標。其次是要將電動汽車整車設計目標向更低的層次進行分流，針對所有環節的問題進行優化，以此來滿足整體設計效果，最終能夠盡可能地與高層次分流優化目標相一致。最后就是要對迭代步驟進行優化，利用科學合理的協調措施，使各個子系統上的設計問題都能夠得到協調統一發展。

（三）電池優化設計

電池是電動汽車的核心組成部件，為了能夠將電動汽車的性能變得更高、更加穩定，需要對電動汽車的電池模塊安裝進行深入研究[4]。鋰電子電池的能量較高、功率較大，并且在充放電的過程中會產生大量的熱量，導致電池內部的溫度超標，單體電池之間的溫度也會不均衡，電池的性能也會大大下降，進而使其使用壽命大大降低。所以需要將鋰電池作為研究對象，在電池倉內應用創新型的泡沫金屬，設計出散熱作用強且體積較小的電池模塊。通過對傳統電池模型進行研究分析可以得知，電池組內部的空氣流動十分不均勻，那么改進的方案應該是：將電池周圍與倉體之間的距離由最開始的10毫米分別縮短到6毫米、3毫米，以此來找到最佳的距離范圍，從而能夠確保電池能夠在空氣中各流道的能量分配縉云，實現強化散熱的最終目的。

結束語：

總而言之，通過對電動汽車的機構和關鍵技術進行分析，能夠得知電動汽車的基本工作原理，進而從電動汽車的驅動系統和電池等方面入手進行優化，利用先進的計算機仿真技術，對系統結構設計進行模擬，以此來對電動汽車的各部分性能進行優化改善。

參考文獻：

[1]馬霽旻，萬梓燦，劉光華，崔舜宇.電動汽車用混合永磁輔助同步磁阻電機的轉子優化設計[J].微特電機，2021，49（01）：18-21+25.

[2]謝暉，孫延，王杭燕.基于某款純電動汽車的動力電池包結構設計及優化[J].塑性工程學報，2020，27（12）：88-96.

[3]吳科甲，廖響榮，蘇春錦，林鳳功，陳輝淦.電動汽車電液復合穩定性控制器設計及分析[J].四川輕化工大學學報（自然科學版），2020，33（06）：18-23.

[4]邸云龍，韓建芳，孫永飛，羅文靜.燃油車改純電動汽車底盤優化設計[J].汽車實用技術，2020（09）：5-7.