加速装置

电动汽车理解你的第一道门加速踏板

发布时间:2022/8/9 16:38:11   

电动汽车,电是动力源,我们在传统车上所说的“油门”,在电动汽车上就只能被专业的叫做“加速踏板”。为了满足不同类型驾驶员的需求,整车的各个部件需要协同作战,加速踏板的设计往往存在着不同的出发点。下面以市场上的一种设计理念为例,说明加速踏板的工作过程,让不熟悉电动汽车的你,先来点感性认识。

加速踏板工作原理

电动汽车上的加速踏板,其本质是一个传感器,传递的信息是驾驶员的驾驶意图。驾驶意图被设计人员从两个角度去理解。一方面,你想要得到什么样的速度;另一方面,是你期望多长时间能够达到这个速度,也就是加速度。

这两个参数对应到加速踏板上,就体现为开度和开度的变化率。通过对加速踏板位置和运动速率的准确描述,传递驾驶员当前意图。

需要说明的是,为了模仿传统燃油车的感觉,加速踏板的每一次踏压发生的角度变化,都被理解成驾驶员想要从现在的车辆运行速度基础上,还要继续提高的那部分速度,跟油门保持一致。

加速踏板的种类

根据加速踏板传感器工作原理的不同,划分为电位计式、感应式和霍尔效应式。其中第一种又叫接触式,后两种叫做非接触式。比较而言,非接触式传感器,寿命长,可靠性高,准确性好,是当前应用的主流。

按照加速踏板的行程对应电机扭矩比例关系的不同,可以划分为软性,线性和硬性三种类型,对应到驾驶员不同的驾乘感受。如下图:

软性,油门踩下去感觉使不上劲儿,但好处在于驾驶员对车辆的操控性比较好,不会产生突然“向前窜”的感觉,如曲线1;

硬性,加速踏板刚往下踩,驾驶员马上能感受到加速的感觉,直觉上就是动力性能好,如曲线3.

而线性,效果处于前面二者之间,如曲线2。

加速踏板的行程变化率在哪里体现?

原理部分我们提到,除了加速踏板的行程,它的移动速度也可以传递出驾驶员的重要意念,即对车辆加速度的期待。用1S钟时间把速度从起步的20迈提高到迈,和用1分钟相比,感受自然不同。

为了体现这个意图,设计者增加了补偿转矩这个参数。补偿转矩,就是根据加速踏板行程对电机提出输出转矩的要求以外,又额外增加的那部分需求转矩。

补偿转矩的影响因素。第一影响因素就是加速踏板行程变化率,踏下的速度越快,相应补偿转矩越大;其次是车辆当前运行速度,在车速已经很高的情况下,再给以大转矩输出,产生突然加速,车辆极易失去控制。因此车速越高,补偿转矩的数值应该越小。

补偿转矩的两个限制因素。补偿转矩的最大值受到车辆当前参数的限制,不可以随意增加。

限制因素一,车辆允许受到的冲击,即在前进方向上的最大加速度。不同类型的车辆,都会有具体的耐冲击参数。大于这个冲击值,驾乘人员会产生不适感,车辆自身力学结构也会因此受到损伤。根据冲击耐受值,可以推算出一辆汽车的补偿转矩的上限,不同车辆,重量不同,用途不同,轮胎等车辆的具体结构差异,使得补偿转矩的上限值也完全不同,需要具体估算。

限制因素二,动力电池自身参数,包括电池SOC(当前可用电量),温度,和电池老化程度等。电量过低,温度过高,电池老化较严重,电池管理系统会对最大输出功率设定限制,作为对电池系统的保护。

补偿转矩的推断过程,需要考虑的因素较多,并且会对驾驶体验产生较大的影响,是一个研究的重点领域。

小小的加速踏板,我们看到的那个被“踏上千万只脚”的部分只是冰山一角,它的作用在电动汽车上完全不可小觑。

参考文献:

1.纯电动汽车整车控制系统研究和设计

2.电动车整车控制策略的分析与实现



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