纯电动汽车AMT换挡控制系统的设计
湖南铁道职业技术学院铁道供电与电气学院 姜海燕
【摘 要】【摘要】随着现代工业化的快速发展，人们对汽车驾驶的操作性和舒适性要求越来越高。因此本文提出了纯电动汽车的自动换挡控制系统的设计，此系统通过AMT控制器对纯电动汽车的变速操作杆进行自动控制，既可以减轻驾驶员的疲劳程度，也可以减缓电动汽车在变速时带来的变速冲动。此系统还设计了能量储存系统，在电动汽车进行制动时，将制动能够回馈给储能系统，提高了电动汽车整车的能量利用率，减少了百公里能耗。 【期刊名称】电子世界 【年(卷),期】2017(000)024 【总页数】2
【关键词】【关键词】AMT控制器；纯电动汽车；自动换挡
0 引言
近十几年来，随着我国汽车工业的快速发展，也带来了大量的问题。如汽车尾气带来的环境污染问题、气候变化和能源紧缺等问题。这也是全球所关注的问题，而面对这些日益恶化和严重的问题我们必须想办法解决[1]。因此近几年来，混合动力电动汽车和纯电动汽车的研制得到了政府和企业的大力支持，新能源电动汽车也被称为绿色交通汽车被广泛群众使用。尤其在各大城市的公交汽车和小型的电动车中应用广泛，也得到了大家的青睐。而纯电动汽车相对与混合电动汽车和传统汽车具有能源利用率高、噪声低和环境污染小等优点，体现了绿色能源的特色[2]。
随着人们生活水平的提高，人们更加追求高质量的生活，对汽车的操控性和舒
适性的要求也越来越高。而传统的手动式变速器已经不能满足大众的需求，自动变速器的产生解决了难操作、变速过程中带来的冲击感、驾驶员疲劳以及消耗高等问题。在汽车工业中广泛应用。目前电动汽车的AMT技术有机械式液力变速器、电控机械式自动变速器、无级自动变速器、双离合自动变速器5种技术，而电控机械式自动变速器的特点为：结构简单、传动效率高、成本低和易于制造等，因此广泛应用在电动汽车自动变速器中[3-5]。
1 纯电动汽车AMT控制系统的构成
电动汽车在行驶的过程中，有时会出现路况较复杂的情况如：行驶速度较快，陡坡以及急速转弯等，在前述所描述的情况下，尽管电动机的驱动范围比较广，但是也很难兼顾这些要求[6-7]。同时，在电机驱动系统中，其工作效率分成很多区域，其工作的高效率区只占很小的区间。在电动汽车中安装一个AMT控制系统，可以增加电机的高校驱动区间，提高电动汽车能源的使用效率和减小其能耗。通过电机的快速响应和调速的特性可知，AMT控制系统可以减少电动汽车在换挡的过程中对离合器的要求和对离合器的磨损。本文的纯电动汽车的AMT控制系统的具体参数如表1所示。
纯电动汽车的AM T控制系统包括驱动电机、自动变速箱、AMT控制器、储能系统、三合一集成控制柜和其他电动附件6部分组成[8]。每部分都执行着各自的功能并且相互关联。车辆行驶的动力来源驱动电机直接由电机控制器控制并与自动变速箱相连接，不但是车辆行驶的动力，而且为了节约能源在车辆制动的时候回收制动的能量。车辆在爬坡时，为了增大其驱动力，加快车辆的速度，增加了一个自动变速箱。自动变速箱作为动力的输入端，与驱动电机和传动轴相连，不但能放大电机的驱动力而且能扩大电机的选型范围实现自动换挡。
AMT控制系统的核心部分即AMT控制器，AMT控制器是自动变速箱换挡控制单元及整车控制单元。能够了解驾驶员的驾驶意图，选择AMT控制系统的工作模式。通过车辆网络管理对车辆能量进行管理及优化，并对车辆状态和变速箱运行状态进行监控，达到自我诊断和保护的功能。在经济模式下确保电机工作在低能耗区间，提高车辆的工作效率。在换挡的过程中，控制电机的工作模式，实现变速箱换挡控制。AMT控制系统的储能系统直接影响到电动汽车的电能利用率和百公里能耗，车辆在行驶的过程中为电机提供电能，而车辆充电和制动的时储存电能。电动汽车的助力转向泵、空压机以及24V蓄电池的充电电源安装在三合一集成控制柜里，集成控制柜集成了1路DC-DC和2路DC_AC高压转换部件。其具体的系统构成图如图1所示。
2 AMT控制系统的工作原理
纯电动汽车的AMT控制系统有驱动模式、刹车模式和充电模式三种工作模式。驱动模式又分成前进和倒挡两种模式。如果没有换挡需求，AMT控制器将转发整车控制模式给电机进行驱动，若需要换挡，AMT控制器将直接控制电机进行换挡操作即工作在前进模式。如果需要倒退的需求，即AMT控制器发送控制命令，电机控制器接收到控制命令后驱动电机工作。如果遇到紧急情况下，需要刹车时，开启刹车模式，在刹车模式下，AMT控制器发送控制命令给电机控制器，制动过程中AMT控制器禁止换挡，电机制动能量回收到储能系统。车辆在运行的过程中，如果车辆储存的电量不足时，采用外接充电，通过充电机为储能系统充电。
3 AMT控制系统的控制逻辑
AMT控制系统采用C语言和MATLAB混合编程的方式，其中C语言部分的代
纯电动汽车AMT换挡控制系统的设计
