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干货

纯电动方程式赛车的整车电控技术

整车电控

电控系统对于纯电动汽车来说，就像是人的大脑，它由不同的子系统组成，综合各个子系统的功能来控制电动车。

电控系统主要分为电池管理系统、电机控制器、整车控制器、数据采集系统等部分。通过CAN网络等来实现通信。

整车控制器

数据采集系统主要是采集处理油门、制动踏板等各种信号，整车控制器运行整车控制策略，根据接收与反馈的信息作出相应判断与给出指令，我们的方程式赛车数据采集系统选用的主控芯片为stm32。

纯电动汽车数据采集与整车控制器原理简图

电控系统可分为多个子系统，各子系统几乎都通过自己的控制单元来完成各自功能和目标。为了满足整车要求，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。

基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。

另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。

目前，为了提高硬件系统工作的稳定性与可靠性，硬件电路的设计都采用模块化的思想，整车控制器通过传感器采集外部的油压、踏板等信号，通过CAN总线接收来自电池管理系统的信息

电机控制器

电机控制器的作用主要是接收整车控制器的转速或转矩报文，进而控制驱动电机的转速与转动方向，主要表现在电子差速的控制。

另外，在能量回收过程中，电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池；

再生制动控制系统传统汽车的制动过程多依靠摩擦的方式消耗车辆行驶的动能而降低车速,其制动能量转化为热能散发到周围环境中去。而电动汽车在制动时,可以将牵引电机转换为发电机,依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩,从而在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能储存起来,回收了能量,提高了能量的利用率。

电池管理系统

相比前面两个控制器，电池管理系统相对比较“年轻”，,能量管理技术还不是很成熟。其主要功能包括：电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。

而如何实现无损电池的充电、监控电池的充放电状态,避免过充电现象,并对电池实行定期的实时的检测、诊断和维护,最大限度地保证电池的正常可靠的运行,是很多学者正在研究的方向。而在能量管理系统中数据采集模块的可靠性、剩余能量估算模块的精度、安全管理模块等方面有待进一步提高。

纯电动汽车的电池管理系统的基本功能

归根结底

整车电控的主要任务是要最大化地发挥电池性能并保护电池延长其寿命，并通过整车传感器数据采集、整车电路和控制策略的设计等。最大化地发挥电机转动扭矩能力以及一个舒适的人机交互。在确保整车的电气安全的同时,使赛车发挥出最佳动力性能。

排版

谭韶佳

责任编辑

何衍东