電動客車高壓應急轉向系統方案設計

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了電動客車高壓應急轉向系統方案設計范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:以現有電動客車轉向助力系統為基礎，提出3種高壓應急轉向系統方案，分析各種方案優劣，針對優選方案提出控制策略，以實現應急轉向的順利切換。

關鍵詞:電動客車;高壓;應急轉向系統

隨著電動客車迅速發展，《電動客車安全技術條件》要求:車輛在行駛過程中，出現需要整車主動斷B級高壓電的車輛異常情況時，在車速大于5km/h時應保持轉向系統維持助力狀態或至少保持轉向助力狀態30s后再斷B級電［1］。然而當前電動客車如果動力電池出現嚴重故障，整車控制器需要切斷高壓時，轉向助力狀態無法持續維持。為此，本文介紹一種高壓應急轉向控制方案，能夠確保行駛過程轉向應急要求，減少安全事故。

1電動客車高壓應急轉向方案結構

目前，電動客車使用的轉向助力電機為高壓電機，高壓電機工作時帶動泵頭旋轉，提供轉向助力［2］。然而當動力電池出現嚴重故障高壓斷開時，無法維持助力轉向泵繼續工作，若在高速行駛，可能會有安全隱患。電動客車都有高壓動力電池和低壓蓄電池，本文提出3種應急轉向系統方案，在高壓動力電池無法正常工作時，采用低壓蓄電池供電，確保轉向助力平滑過渡。

1.1雙轉向系統結構

1.2雙源轉向泵系統結構

雙轉向系統，將兩個高、低壓電動轉向泵更換成一個雙源電動轉向泵［5］，其兩端分別與高、低壓控制器連接。此時只需要設計一套油路，減少一個轉向泵，成本大大降低。但是目前的雙源轉向泵采用雙繞組電機，由于雙繞組電機自身特性，高低壓無法同時工作，需高壓控制器停止工作，才能啟雙轉向系統在傳統電動高壓轉向系統基礎上，增加一套低壓轉向系統。低壓轉向系統由低壓蓄電池、低壓控制器、低壓電動轉向泵組成，通過整車控制器同高低壓控制器進行CAN網絡通信［3］，實現高低壓轉向系統無縫切換。該系統2個轉向泵，需設計2套油路，因此結構相對復雜，整車布置困難，成本較高［4］。動低壓控制器。因此，電動轉向泵電機存在轉速下降到上升過程，此間可能造成轉向助力短暫丟失［6］。

1.3升壓系統結構

相對雙源轉向泵系統，電動轉向泵為高壓轉向泵，無需低壓控制器，增加升壓DC/DC，需對高壓配電箱進行設計［7］。由于只有一個電動轉向控制器，因此該系統只針對高壓系統出現的故障，高壓控制器停止工作后，VCU發出高壓斷開指令后，才能啟動升壓DC/DC，期間轉向助力有短暫丟失。升壓DC/DC方案只針對電池高壓異常的情況，若出現高壓控制器故障，無法達到應急效果。從成本、整車布置、結構性能等方面考慮，本文選擇雙源轉向泵系統方案作為優選方案，下面針對該方案進行控制策略設計。

2雙源轉向系統方案控制策略

雙源轉向泵系統，是一套高低壓控制器相互制約的轉向系統，目前，雙繞組電機的特性決定了高壓控制器需停止工作，高壓斷開后低壓控制器才能啟動［8］。因此，電動轉向泵電機存在轉速下降到上升過程，期間可能造成轉向助力短暫丟失。需要在控制策略上進行優化，以減少轉向助力丟失時間。雙源轉向系統控制策略，VCU通過CAN網絡指令高低壓控制器。控制器關鍵點在于，VCU需確認高壓控制器停止工作后，才能主動斷高壓電。若斷高壓時，高壓控制器正在工作，極有可能造成高壓控制器損壞［9］。確保高壓切斷后，低壓控制器才能啟動。若高壓未切斷，低壓控制器可能無法正常啟動。在實際應用中，需嚴格遵循控制邏輯順序，不斷優化高壓轉向系統停止、低壓控制器啟動時間。確保電機轉速還未下降過低、管路油壓較高、轉向無明顯丟失的情況下，讓駕駛員無轉向助力丟失感［10］。

3結束語

高壓應急轉向系統對提高電動客車安全性有著至關重要的作用。本文以雙源轉向泵系統作為優選方案，通過控制策略的優化［11］，可以達到應急轉向系統無縫切換效果。

參考文獻:

［1］周科，姚科，王勇，等．《電動客車安全技術條件》系列國家標準解讀［J］．汽車實用技術，2017(7):23－25．

［2］吳浩，田曉川，趙亮子．電動轉向油泵總成參數匹配及控制策略研究［J］．汽車技術，2015(6):26－30．

［3］邱會鵬．純電動汽車整車控制器的研究［D］．哈爾濱:哈爾濱工業大學，2014．

［4］全興精工集團有限公司．一種新能源汽車電動助力轉向系統:201710295102.4［P］．2017－10－2

作者:程靜 單位:成都市新筑路橋機械股份有限公司