关于里程延长式电动汽车关键技术分析

1、    关于里程延长式电动汽车关键技术分析    何贤亮摘 要：随着电动汽车关键技术的发展，推进了里程延长式电动汽车在人民生活中的应用，通过对里程延长式电动汽车的辅助动力单元的结构分类进行阐释，探究了里程延长式电动汽车关键的技术，为电动汽车的研究提供借鉴。关键词：里程延长式；电动汽车；关键技术doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.210里程延长式电动汽车以高效、环保、零排放的特征成为下一代电动汽车发展的重要趋势，它不仅具有纯电动汽车高效、节能的特征，同时还有传统汽车续航里程的优势。在城市积极推进新能源汽车、混合动力汽车等新型

2、节能汽车的背景下，里程延长式电动汽车也成为未来城市节能汽车发展的重要趋势之一，也将能够满足人们日常出行的需要，将成为城市居民重要的代步工具。但是，里程延长式电动汽车的关键技术还不能满足人们远距离出行的需要，续航能力弱成为里程延长式电动汽车发展的瓶颈，需要在研究中不断地突破其关键技术，以满足人们的需求。1 里程延长式电动汽车辅助动力单元（apu）的设计里程延长式电动汽车的核心单元是辅助动力单元，如何有效的设计辅助动力系统，是提高里程延长式电动汽车续航的重要途径。由于里程延长式电动汽车属于插电式电动汽车一种，这种辅助动力单元主要由以下三种形式。1.1 串联构型的辅助动力单元（apu）它主要由辅助动

3、力单元、储能装置等设备构成，在工作的过程中，由发动机驱动电机发电，并将电能通过线路控制器传输电动机中，由电动机驱动电动汽车的驱动装置，驱动汽车运行。当汽车处于低速、爬坡等做功的状态下，可以由蓄电池组向电动机供电来驱动汽车运行。串联构型辅助动力单元（apu）能有效的与汽车的机械结构耦合，保证发动机、电动机具有较高的功率工作，而且整车的储能容量较大，系统容易控制，能轻松的实现无级变速的功能，但是该技术要的整车质量较重，制造的成本比较高。1.2 并联构型的辅助动力单元（apu）它主要是将发动机与电动机进行并联完成驱动过程的结构，并联构型辅助动力单元的发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽車传

4、动系提供扭矩，当汽车在爬坡、平路、加速、不平的路面上可以选择共同驱动或者单独驱动的方式进行工作。当汽车加速爬坡、重载时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，为汽车提供稳定的动力源，在汽车达到巡航速度后，发动机就能够保证汽车的行驶速度，采用并联构型，汽车的电动机还能够作为发电机使用，可以有效的平衡发动机的荷载，还能够促进发动机高效的工作。并联构型辅助动力单元（apu）的结构类型比较多。并联构型的辅助动力单元（apu）的汽车发动机与机车的机械系统能够有机的耦合，能够降低发动机的工作功率，实现发动机的快速启停功能，整车的质量较轻、性能较好，车辆的成本也比较低，但是并联构型的辅助动力单元（apu

5、）的构型比较复杂，不容易实现无极变速的功能。1.3 混联构型复辅助动力结构混联构型的复辅助动力主要由发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力结构组成，主要特点是将串联构型和并联构型结构的优势结合在一起，将发动机的动力系统与车辆的动力系统结合一起进行工作，该种辅助动力结构的电动机/发动机主要安装在发动机的输出转轴上，在工作时，发动机飞轮与起动机同时共同作用，能够保持发动机稳定的运行，而且也能够给电动机发电。混联构型的结构也有多种方式。采用混联构型辅助动力结构具有串联与并联构型辅助动力结构的优势，可以有效的利用行星齿轮组来自动分配动力，能够自动的实现车辆的自动变速功能，提高了整车的性能，有利于收集

6、汽车的制动能量，提高汽车能量的使用效率。2 驱动电机控制技术的设计驱动电机控制技术是电动汽车的核心技术，它的性能、效率与控制效果直接影响着整个电动汽车的性能，一般地，电气驱动系统主要由驱动电机、电路与驱动电机控制技术构成，驱动电机在电动汽车的驱动系统中具有十分重要作用，决定电气系统质量的好坏，而电动汽车有直流与交流两种驱动电机。2.1 直流电机控制技术直流电机主要由定子、转子、换向器和电刷都组件构成，在电机通电后，在定子与转子之间形成磁场，通过转子之间的运动做功，带动电机旋转，进而驱动电动汽车的电气驱动系统进行工作。直流电机的控制技术比较简单，能够电机具有优良的电磁转矩控制特点，性能较好。根据

7、直流电机控制的应用技术，可以将制动电机控制技术分析：串励直流电机、他励直流电机、永磁（有刷）直流电机控制系统三种类型，目前，这三中技术在电动汽车中还有大量的应用。但是，直流电动机的结构比较复杂，需要机械换向技术，而且电刷需要经常维护，产生的电火花会对直流电动机的磁场产生干扰，而且在汽车高速行驶时容易出现环火，而且直流电机的体积比较大，防护效果较差。2.2 交流电机驱动控制技术交流驱动电机的结构比较复杂，它包括多种控制技术如各种标量控制、矢量或磁场定向控制、智能控制结构等控制技术。随着矢量控制理论与技术的研究日趋成熟，对交流电机的驱动控制技术也日渐完善，交流电机驱动控制技术在电动汽车上的应用也日

8、渐成熟。矢量控制技术系统主要运用与在线分析与辨别电机的工作参数，具有参数自动适应的功能，能够有效的平衡驱动电机的多变量、非线性、强耦合的特性，保证驱动电机的稳定性。变结构控制（vsc）技术在电机驱动电气系统中的应用，能够稳定电气驱动系统能够参数不确定的情况，对控制外部磁场的干扰具有良好的效果，还能够有效的抑制电气驱动系统的噪声，在稳定转速的情况下，可以保证电气驱动系统的动态、静态优良品质，抑制汽车运行时出现的抖动情况，有效改善电机运行系统的转矩和磁链的抖动问题。2.3 自动变速器及驱动电机集成技术由于里程延长式电动汽车对动力电池的性能要求较高，并且系统还需要有外接自动充电装置，有效的延长了电动

9、汽车的续航能力，而且在节油、节能与排放方面具有明显的优越性。通过自动变速器与驱动电机集成技术的设置，可以有效的提高电动汽车的性能，增加汽车的里程续航能力。 （1）自动变速技术。自动变速技术功能的实现主要是采用行星齿轮式结构来实现的，通过充分发挥电机的效率，通过对变速器中的各个齿轮的参数，例如行星齿轮、主减速齿轮的齿轮数、模数进行调整，就可以有效的調整传动比与驱动电机的输出扭矩和速度，进而能够达到自动变速的效果。与燃油动力汽车中使用的dct档位一样，里程延长式电动汽车采用的换挡规律与然后动力车一样，驱动电机本身具有可以调节扭矩输出功能，这样就使得汽车的起步控制比较简单，实现汽车的自动变速功能。同

10、时采用plc控制功能或者pid控制，来采集汽车电门得开度与汽车发动机的转速，进行就能够自动的判定汽车的升降档位的功能。（2）驱动电机集成技术。1）汽车整车集成技术。整车集成技术主要包括电机、发动机和变速箱一体化集成技术。首先由发动机为汽车的发电系统提供动力源，当汽车的电源电力不足时，发电系统能够为电源补充电力，电机系统与变速系统整合为一体，为电机系统提供档位变速，使得电机的输入扭矩能够在最大范围工作，同时变速系统还为汽车发电机提供驱使的条件，当电机系统不能有效推动汽车工作时，汽车发动机能够自动工作。2）动力输出系统集成。动力输出系统主要由电机系统和变速系统构成，主要由电磁优化设计系统、电磁总成

11、控制系统与闭环控制算法系统、抗干扰系统、汽车自动变速系统、油电动力混合系统等构成。3）里程延长器系统。里程延长器主要集成与汽车的发电机系统中，它的功能主要是弥补汽车电池容量不足的情况，当汽车的电机动力下降时，采用里程延长器系统为汽车补充能源。在汽车采用小负荷状态进行工作时，电机所需要的电能可以由里程延长器提供能量，如果驱动电动的工作负荷低于里程延长器的电能时，多余的电能就会存储在电池中，直到将蓄电池充满能量为止。同样，如果驱动电机的工作负荷高于里程延长器提供的电力负荷，那么驱动电机不足的能量将会有蓄电池提供。为了弥补电池容量的不足以及随着汽车运行时间的增加而电机动力的下降，额外采用一套能源补给系统，即里程延长器。3 结束语里程延长式电动汽车是未来汽车发展的重要方向之一，具有高效、节能的优势。在对电动汽车的关键技术进行分析，需要综合考虑电动汽车的里程延长功能、汽车的加速功能、汽车的爬坡性能，才能有效的对电动汽车的电气驱动系统进行有效的分析。随着电动汽车研究的关键技术的成熟，汽车的整体性能也将会大大的提高，也会得到更为广泛的应用。参考文献：1韩斐