劉紅艷

摘 要：目前一些相關(guān)技術(shù)人員和研究學(xué)者對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池安全、高壓系統(tǒng)安全等方面做了研究，并取得了一定的成果，但是對(duì)純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略卻沒有太多研究成果?；诖耍恼聡@純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略這一中心論點(diǎn)，對(duì)純電動(dòng)汽車突然失壓故障的原因進(jìn)行分析，并提出了針對(duì)純電動(dòng)汽車突然失壓這一故障的應(yīng)急控制策略。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車；失壓；應(yīng)急控制策略

中圖分類號(hào)：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1.純電動(dòng)汽車突然失壓故障的原因分析

就純電動(dòng)汽車而言，動(dòng)力電池組是其唯一的動(dòng)力來源，需要充電來補(bǔ)充“能量”，內(nèi)部電壓很高，并且不同電壓線路密布，形成了高電壓大電流回路。相對(duì)而言，高壓設(shè)備容易出現(xiàn)故障，通過導(dǎo)線影響供電線路。而純電動(dòng)汽車蓄電池容量有限，其電壓與放電時(shí)間、電流大小、運(yùn)行路況密切相關(guān)。具體來說，一是電壓會(huì)隨著放電時(shí)間的不斷增加而逐漸下降，特別是放電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓下降速度就越快；二是純電動(dòng)汽車放電電流會(huì)對(duì)放電時(shí)間產(chǎn)生影響，在持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間大電流放電時(shí)，蓄電池的放電時(shí)間會(huì)迅速減少，從而也影響到電壓的高低；三是純電動(dòng)汽車的放電電流大小受運(yùn)行路況的影響，如果運(yùn)行路況較差，放電電流值會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，這會(huì)對(duì)蓄電池的電壓產(chǎn)生影響，造成蓄電池電壓不穩(wěn)定。如果電壓突然下降而沒有備用動(dòng)力的話，純電動(dòng)汽車會(huì)快速停止行駛。如果此時(shí)能夠提供一種有效的應(yīng)急控制方案，提前對(duì)駕駛員進(jìn)行警報(bào)提醒，并能夠及時(shí)對(duì)電壓下降狀況作出緊急控制處理，將會(huì)極大減少安全事故的發(fā)生。

2.針對(duì)純電動(dòng)汽車突然失壓故障的應(yīng)急控制策略

（1）動(dòng)力電池組與備用電源切換控制系統(tǒng)。筆者構(gòu)思的純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略，首先是在純電動(dòng)汽車上安裝一個(gè)備用電池，實(shí)現(xiàn)雙電源切換。如果蓄電池電壓突然降低，純電動(dòng)汽車無法繼續(xù)行駛，就迅速切換到備用電池上，利用備用電池繼續(xù)為純電動(dòng)汽車提供一定的行駛動(dòng)能，讓駕駛員得以及時(shí)預(yù)防。目前較為普及的雙電源供電方式有互自投、備自投、自投、自復(fù)/手復(fù)。其中互自投工作方式的工作原理是利用冗余技術(shù)優(yōu)化蓄電池供電模式，讓兩個(gè)電源都能保證汽車的正常行駛，一般情況下是讓其中一個(gè)電源工作，另一個(gè)電源備用。備自投工作方式的工作原理是兩個(gè)電源都保持正?？捎脿顟B(tài)，通常讓主電池工作，備用電池留做備用。自投工作方式的工作原理是兩個(gè)電源都工作運(yùn)行，如果其中一個(gè)電源出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷，將出現(xiàn)問題的電源切除，讓另外一個(gè)電源負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的供電需求。

而監(jiān)測(cè)蓄電池電壓狀況，需要相應(yīng)的電壓監(jiān)測(cè)模塊。電壓監(jiān)測(cè)模塊的工作內(nèi)容是實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池電壓、正負(fù)母線對(duì)電壓和高壓系統(tǒng)電壓。同時(shí)，在設(shè)計(jì)、安裝備用電池時(shí)，要控制備用電池的重量和體積，減少汽車負(fù)重，不過這會(huì)使備用電池的輸出電壓小于汽車主電源電壓，無法與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率等級(jí)相匹配，這時(shí)就要利用升壓模塊將其升壓后再接入系統(tǒng)。升壓系統(tǒng)模塊需要達(dá)到以下要求：①在短時(shí)間內(nèi)快速升高備用電池的電壓，使其滿足電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的電壓等級(jí)；②要確保輸出電壓的穩(wěn)定性。升壓模塊可以借助Boost升壓電路，采取單周期技術(shù)結(jié)合PI調(diào)節(jié)的控制方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證升壓模塊的安全性能、穩(wěn)定性能和快速啟動(dòng)性能。

（2）異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)。異步電機(jī)矢量控制能夠?qū)㈦妷汉碗娏M(jìn)行解耦，讓交流異步電動(dòng)機(jī)可以如同直流電動(dòng)機(jī)一樣，對(duì)轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁進(jìn)行獨(dú)立控制。在純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制系統(tǒng)中安裝異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，能夠通過調(diào)節(jié)異步電機(jī)供電電源的電壓和頻率，讓異步電機(jī)能夠在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率等模式下穩(wěn)定運(yùn)行，從而滿足應(yīng)急控制系統(tǒng)的需求。這一系統(tǒng)的主要作用是：①當(dāng)純電動(dòng)汽車的蓄電池電壓正常時(shí)，它為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量，一旦蓄電池電壓突然下降出現(xiàn)失壓狀況，由備用電池提供能量；②當(dāng)純電動(dòng)汽車因行駛速度較快而出現(xiàn)失壓狀況時(shí)，則對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行控制，使其在恒功率模式下運(yùn)行，保證汽車在一定時(shí)間內(nèi)保持較高速穩(wěn)定運(yùn)行；③當(dāng)純電動(dòng)汽車在坡路上行駛出現(xiàn)失壓狀時(shí)，則使異步電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩模式下運(yùn)行，讓汽車具備較大的牽引力，維持短時(shí)間內(nèi)的續(xù)航。

綜上所述，純電動(dòng)汽車的蓄電池可能因多種因素出現(xiàn)突然失壓故障，必須對(duì)這一問題采取相應(yīng)的應(yīng)急控制策略，構(gòu)建應(yīng)急控制系統(tǒng)，提高純電動(dòng)汽車的安全性能，避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]樂 登.純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2013.

[2]張玉錦.純電動(dòng)汽車車載直流電源的研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2012.