对于电动汽车,一般对其动力电池及续航里程关注得比较多,其实除了续驶里程外,车辆本身的动力性能直接影响了驾驶员的驾驶感受,主要体现在车辆动力性和驾驶平顺性两个方面。
一、动力性方面
我国电动汽车动力性评价指标主要是依据是国标《 GB/T 18385 2005 电动汽车动力性试验方法》,主要评价指标包括最高车速,30分钟最高车速,加速能力,爬坡车速,坡道起步能力等。然而,不同的车型有着不同的性能指标,而对于相同的车型,由于有着不同的电动机参数和传动系统参数的匹配,导致其动力性之间也存在着差异。
1.1 影响因素
驱动电机及控制器
外特性&效率
动力电池及管理系统
放电倍率,电池放电特性
车身及底盘
整备质量,变速器,行驶阻力(滚动,风阻,坡度,加速),轮胎等。
整车控制器转矩解析
根据动力电池及电机特性,进行转矩解析,最大限度的在保证整车部件正常工作条件下,满足整车动力转矩要求。
1.2 转矩解析
由电机最大允许转矩,整车最小转矩需求,加速踏板开度,电机实际转速,变速箱最大输入转矩,离合器最大输入转矩等信息,通过归一化处理计算正常转矩需求。
当电机实际转速和加速踏板有效时: 驾驶员前进挡转矩需求 = MIN(变速箱最大输入转矩,离合器最大输入转矩,驾驶员前进档转矩计算值)
其中:
1)变速箱最大输入转矩,可根据变速箱特性进行标定
2)离合器最大输入转矩,可根据离合器特性进行标定
3)前进档转矩计算值
前进档转矩计算值= 前进档最小转矩+ 前进档基本转矩需求比例*(电机最大允许转矩-整车最小转矩需求)
4)一般来说,前进档基本转矩需求比例 = MAP(加速踏板开度,电机实际转速)
MAP标定原则:
0%加速踏板开度,0输出
100%加速踏板开度,100%输出
0%~100%加速踏板开度:同一加速踏板开度下,前进档基本转矩需求比例随电机转速减小而增大;在同一电机转速下,前进挡基本转矩需求随加速踏板开度增大而增大。
5)驾驶员的扭矩需求解析应在电机峰值转矩范围内充分利用电机报送的实时最大允许转矩输出能力,以满足驾驶员的急加速需求。其中,电机最大允许转矩来自于电机控制器技术协议或电机外特性数据,一般包括峰值转矩,过载时间,连续转矩。
二、平顺性方面
汽车行驶的平顺性,是指汽车在一般使用速度范围内行驶时,能保证乘坐着不致因车身振动而引起不舒适和疲乏感觉,以保证所运货物完整无缺的性能。简单地说,就是汽车对路面不平度的隔震性能。一般来说,指标有三点:
第一、暴露极限。当人体承受的振动强度在这个极限之内,将保持健康或安全,通常把此极限作为人体可以承受振动量的上限。
第二,疲劳---降低工作效率界限。这个界限与保持工作效率有关。当驾驶员承受的振动在此界限内,能保持正常地进行驾驶。
第三,舒适降低界限。此界限与保持舒适度有关,它影响人在车上的正常感受。
由于平顺性主要根据乘坐者的舒适程度来评价,所以又称为乘坐舒适性。
2.1 影响因素
对于电动汽车,平顺性影响因素如下:
车身及底盘
机械悬置,变速器动力连续性,动力传动装置稳定性,底盘调教,整车NVH等。
驱动电机及控制器
电动/发电扭矩控制精度,电动/发电扭矩响应时间,电动/发电扭矩响应连续性,能量回馈率等。
动力电池及管理系统
充放电特性-充放电功率连续性
整车控制器
转矩管理
2.2 转矩滤波
对驾驶员需求转矩进行滤波,使驾驶员转矩需求兼顾动力性,响应时间及驾驶适性要求,主要在驱动和能量回馈工况,对驾驶员需求转矩进行变换率,急加速转矩衰减和和恢复,转矩过零保护,转矩抗抖动等转矩滤波处理。
2.3 能量回收
满足回馈条件时,如车辆滑行减速,车辆制动减速,将机械能转化为电能。具体为整车控制器根据车速查表计算能量回收的反向转矩需求,一般来说,车速越高回收能量越大,回收能量理论上可达到电机发电特性值,电机由于反向制动而产生很大的减速度而带来很强的顿挫感,而但考虑到电机发电效率,特别是驾驶员驾驶平顺性,不会全回收,需要综合考虑回收效率和驾驶平顺性。
三、小结
对于驾驶性能,在整车的不同开发阶段,其要求也应该有区别,比如MULE骡车阶段,一般是以整车基本功能为主,到EP工程样车阶段有部分性能要求,到PPV产品和工艺验证阶段才会有性能的全部要求。
电动汽车动力性及平顺性,除了底盘因素外,电力部件主要是电机及其控制器,电力电池及管理系统,而整车控制器是建立在以上因素都正常的前提基础上,进行整车转矩需求管理,从而确保整车的动力性和平顺性,在不满足前提条件的情况下单独讨论整车控制器对整车动力性和平顺性并不太客观,其意义也不太大。