电动汽车基础课件：电动汽车整车控制系统

电动汽车基础

活塞连杆组故障诊断与修复电动汽车整车控制系统

第一节

活塞连杆组故障诊断与修复整车控制系统组成和功能

电动汽车的整车控制器通过多种感知设备接受车辆驾驶人员的操纵指令，然后通过结合当前车辆运行工况以及车辆各个部件状态信息，按照相应的策略进行控制车辆动力分配及能量管理，做出相关指令作用于驱动电机及动力耦合装置，满足驾驶人驾驶车辆的要求。同时，整车控制系统对车辆各个组成部件进行监控和故障诊断等工作。

整车控制器一般由微控制器、输出输入、继电器驱动、总线接口等模块组成。整车控制器通过监管、协调、联控，确保车辆安全可靠地运行，提升电动汽车整体能量效率。一、整车控制器的组成

图5-1所示为电动汽车整车控制器的基本结构。一、整车控制器的组成图5-1整车控制器结构示意图

整车控制器具备多种功能，如控制驱动系统、管理整车能量、控制通信网络、故障诊断和处理等。整车控制器功能见表5-1。二、整车控制器的功能

第二节

活塞连杆组故障诊断与修复整车控制系统组成和功能

完成本学习任务后，你应该能：

控制策略的目标是保障车辆动力性能要求的前提下，尽可能地提供良好的驾驶体验。在这些前提下，通过驱动控制策略优化经济性能。一方面，在电动汽车运行过程的不同工况下，根据加速踏板信号，控制驱动电机、蓄电池尽量处于高效工作区间；另一方面，根据动力蓄电池不同荷电状态的输出功率特性以及整车控制器的功率需求，动态调整动力蓄电池的输出功率，使驱动电机高效运行。一、电动汽车驱动控制策略

在电动汽车的实际行驶过程中，驱动系统的影响因素很多，系统结构比较复杂。首先，电动汽车的驱动系统是由多个输入输出构成的复杂系统；其次，电动汽车的驱动系统是随环境变化的时变系统；最后，电动汽车的运作机制受多个变量的影响，难以建立精确的数学模型分析计算。针对这些问题，目前，模糊控制是国内外广泛采用的一种控制算法，取得了较好的控制效果。一、电动汽车驱动控制策略

响应加速踏板是驱动控制主要策略之一。图5-2所示为不同函数关系对应的加速踏板控制策略。一、电动汽车驱动控制策略图5-2加速转矩控制策略曲线

上图中的三条曲线分别对应三种不同的控制策略，具体见表5-2。一、电动汽车驱动控制策略

电动汽车在制动制动过程中，能够进行再生制动实现能量回收。即在减速制动过程中，可以将车辆的动能转化为电能存储在动力蓄电池中，起到提升续航里程、提高能源利用效率、降低能源消耗及环境污染的作用。二、电动汽车制动控制策略

与能耗制动或者反接制动等电气制动方式不同，再生制动不改变电动汽车系统结构，通过控制回馈电流实现制动效果与能量回收的协同优化。驱动电机处于再生制动能量回收模式时会反向转动，其作为发电机运行而产生制动力，将动能转化为电能存储，起辅助车辆制动、动力蓄电池充电以及提升续航里程的作用。

电动汽车的再生制动在减速或制动情况下起动。再生制动的特点如图5-3所示，可以总结为：（1）在减速过程中，如果功率恒定，驱动电机转速越高，再生制动能力越弱；（2）在制动过程中，车速越低，再生制动能力也越弱。二、电动汽车制动控制策略

二、电动汽车制动控制策略图5-3制动分配曲线

第三节

活塞连杆组故障诊断与修复能量管理策略

荷电状态与动力蓄电池放电能力相关，这是能量管理技术的理论基础。动力蓄电池处于较低荷电状态时，无法输出满足驱动电机要求的功率；而动力蓄电池处于较高荷电状态时，再生制动会产生过充现象，进而损伤动力蓄电池。因此，准确检测及预测动力蓄电池的荷电状态是能量管理技术的关键。

能量管理系统实时动态检测电池组运行状态，实现电池组的热平衡及均衡管理。发生不同等级的动力蓄电池故障时，能量管理系统可以根据预设程序中的控制策略进行处理，保障行车安全。一、纯电动汽车能量管理策略

混合动力电动汽车起步过程中使用纯电池组驱动；随着功率的上升，车辆逐步由发动机—发电机组驱动行驶，在此过程中不足的驱动功率由动力蓄电池提供；车辆处于正常行驶工况时，发动机—发电机组输出功率满足车辆驱动，同时为蓄电池组充电；在车辆减速过程中，发动机—发电机组将会关闭，车辆由电池组驱动行驶；而在制动过程中，车辆再生制动回收能量为电池组充电。混合动力电动汽车的通过蓄电池组配合，以保障发动机工作在稳定的工况下，提高工作效率。二、混合动力电动汽车能量管理策略

混合动力电动汽车中的基本组成部件是动力蓄电池，动力蓄电池直接影响驱动电机和整车性能。混合动力电动汽车在运行过程中需要动力蓄电池承担较大的工作负荷以及较高的功率密度，因此，对动力蓄电池的荷电状态工作区间以及使用寿命均提出了较高的要求。二、混合动力电动汽车能量管理策略

对于多能源动力系统而言，如何优化功率分配是进行该类型电动汽车能量管理的关键。一般而言，多能源动力系统的能量管理技术可以分为非瞬时管控策略和瞬时管控策略两类。燃料电池电动汽车的控制目标主要包括了动力性、经济性和续航里程等，其主要的控制策略包括了On/Off控制、最佳能耗控制和功率跟随控制等。三、燃料电池汽车能量管理策略

第四节

活塞连杆组故障诊断与修复安全控制策略

整车控制器承担着电动汽车各子系统的信息监测、管理控制与协调调度的任务。因此，整车控制器的安全管理对于车辆安全、可靠、高效地运行具有重要意义。与传统内燃机汽车相比，电动汽车的车辆结构、动力驱动方式都有较大变化，因此需要适应电动汽车电气化特点的安全控制策略。常见的整车控制器故障类型主要包括传感器故障、执行机