[00374449]电动汽车增程驱动系统优化关键技术及应用

“纯电驱动”是中国汽车产业发展的战略导向，大力发展电动汽车是中国的重大战略需求，河南省拥有较为雄厚的电动汽车产业基础，大力发展电动汽车产业是该省“十三五”战略性新兴产业发展规划中的重点任务。然而，电动汽车的推广应用受到了整车能量利用效率不高、续驶里程不足等问题的限制。项目针对电动汽车增程驱动系统能量利用效率的优化、车辆安全性可靠性的提升等核心技术问题，主要科技创新如下： 1．围绕电动汽车增程驱动系统功率分流以及增程器运行优化问题，建立了整车综合运行成本预测模型，提出了一种模型自适应增程驱动系统功率流优化策略，以及基于自适应多目标差分进化算法的增程驱动系统综合性能多目标优化模型。 2．针对传统车用永磁同步电机转矩密度低、低频情况下电机和控制系统性能恶化难题，提出了一种在开磁路中定转子铁芯磁滞回线的差分测量方法，构建了高精度永磁同步电机有限元磁滞回线模型和精确磁场解析模型，设计了低速I/f控制结合高速扩展滑模观测器的全转速范围无位置传感器复合控制系统。 3、围绕车载动力电池组的高精度状态估计以及长寿命高可靠性应用，提出了多个体动力电池系统的建模理论与状态估计方法，构建了BMS、PTC、CID/压力阀三重防护机制，设计了“单体解耦-分散式控制器串联”主动均衡控制系统拓扑结构。 基于上述关键技术创新，项目开发了包括整车控制器、电机控制器和动力电池管理系统在内的电动汽车动力系统核心零部件，健全了从关键理论基础、核心零部件设计到整车配套开发的完整技术体系，提高了相关零部件和整车制造企业的产品竞争力。相关产品的核心技术指标如下： 1.适配于增程式电动汽车的整车控制器采用32位高性能微控制器，满足CISPR-25电磁兼容标准和ISO-15735诊断标准。NEDC工况下动力电池SOC偏差由0.1931%降至0.0659%，增程模式下的等效油耗由7.31L/100km降至6.58L/100km；增程器HC排放平均下降8.36%、CO排放平均下降5.43%、NOx排放平均下降21.63%。 2.三相交流电机控制器实现了永磁同步电机和三相异步电机的全转速范围的无传感器控制，同时支持旋转编码器和增量式光电编码器有传感器控制，支持800HZ高频率输出，0 HZ启动转矩达到额定转矩的160%，最高驱动效率达94%，支持-40℃-105℃满功率输出，转矩控制精度达到3%。 3．适用于乘用车电池管理系统总电流采样精度达到±0.5%、总电压采样误差≤±800mV、SOC估算误差小于6%（三元锂电池）、单体采样误差≤±1.0mV。 项目授权发明专利1项、实用新型专利4项，获得软件著作权5项，在《IEEE Transactions on Industrial Electronics》、《IEEE Transactions on Power Electronics》等期刊发表论文8篇，其中JCR 1区论文2篇、JCR 3区论文2篇。技术成果大规模应用于湖南成为科技有限公司、新乡市新能电动汽车有限公司、河南锂想动力科技有限公司、河南卓正电子科技有限公司、新乡市合众鑫辉车业有限公司等多家国内汽车零部件和整车企业，为合众鑫辉K3、K8、H6等低速电动汽车、福建汽车集团菱致EV5、新龙马启腾M70EV、成功汽车V2E等车型提供了核心技术支撑，近三年新增销售4.66亿元（完成单位新增销售额1.67亿元），新增利润6017.84万元（完成单位新增利润1954.8万元），取得了显著的社会经济效益。