电动客车高压应急转向系统方案设计

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摘要:以现有电动客车转向助力系统为基础，提出3种高压应急转向系统方案，分析各种方案优劣，针对优选方案提出控制策略，以实现应急转向的顺利切换。

关键词:电动客车;高压;应急转向系统

随着电动客车迅速发展，《电动客车安全技术条件》要求:车辆在行驶过程中，出现需要整车主动断B级高压电的车辆异常情况时，在车速大于5km/h时应保持转向系统维持助力状态或至少保持转向助力状态30s后再断B级电［1］。然而当前电动客车如果动力电池出现严重故障，整车控制器需要切断高压时，转向助力状态无法持续维持。为此，本文介绍一种高压应急转向控制方案，能够确保行驶过程转向应急要求，减少安全事故。

1电动客车高压应急转向方案结构

目前，电动客车使用的转向助力电机为高压电机，高压电机工作时带动泵头旋转，提供转向助力［2］。然而当动力电池出现严重故障高压断开时，无法维持助力转向泵继续工作，若在高速行驶，可能会有安全隐患。电动客车都有高压动力电池和低压蓄电池，本文提出3种应急转向系统方案，在高压动力电池无法正常工作时，采用低压蓄电池供电，确保转向助力平滑过渡。

1.1双转向系统结构

1.2双源转向泵系统结构

双转向系统，将两个高、低压电动转向泵更换成一个双源电动转向泵［5］，其两端分别与高、低压控制器连接。此时只需要设计一套油路，减少一个转向泵，成本大大降低。但是目前的双源转向泵采用双绕组电机，由于双绕组电机自身特性，高低压无法同时工作，需高压控制器停止工作，才能启双转向系统在传统电动高压转向系统基础上，增加一套低压转向系统。低压转向系统由低压蓄电池、低压控制器、低压电动转向泵组成，通过整车控制器同高低压控制器进行CAN网络通信［3］，实现高低压转向系统无缝切换。该系统2个转向泵，需设计2套油路，因此结构相对复杂，整车布置困难，成本较高［4］。动低压控制器。因此，电动转向泵电机存在转速下降到上升过程，此间可能造成转向助力短暂丢失［6］。

1.3升压系统结构

相对双源转向泵系统，电动转向泵为高压转向泵，无需低压控制器，增加升压DC/DC，需对高压配电箱进行设计［7］。由于只有一个电动转向控制器，因此该系统只针对高压系统出现的故障，高压控制器停止工作后，VCU发出高压断开指令后，才能启动升压DC/DC，期间转向助力有短暂丢失。升压DC/DC方案只针对电池高压异常的情况，若出现高压控制器故障，无法达到应急效果。从成本、整车布置、结构性能等方面考虑，本文选择双源转向泵系统方案作为优选方案，下面针对该方案进行控制策略设计。

2双源转向系统方案控制策略

双源转向泵系统，是一套高低压控制器相互制约的转向系统，目前，双绕组电机的特性决定了高压控制器需停止工作，高压断开后低压控制器才能启动［8］。因此，电动转向泵电机存在转速下降到上升过程，期间可能造成转向助力短暂丢失。需要在控制策略上进行优化，以减少转向助力丢失时间。双源转向系统控制策略，VCU通过CAN网络指令高低压控制器。控制器关键点在于，VCU需确认高压控制器停止工作后，才能主动断高压电。若断高压时，高压控制器正在工作，极有可能造成高压控制器损坏［9］。确保高压切断后，低压控制器才能启动。若高压未切断，低压控制器可能无法正常启动。在实际应用中，需严格遵循控制逻辑顺序，不断优化高压转向系统停止、低压控制器启动时间。确保电机转速还未下降过低、管路油压较高、转向无明显丢失的情况下，让驾驶员无转向助力丢失感［10］。

3结束语

高压应急转向系统对提高电动客车安全性有着至关重要的作用。本文以双源转向泵系统作为优选方案，通过控制策略的优化［11］，可以达到应急转向系统无缝切换效果。

参考文献:

［1］周科，姚科，王勇，等．《电动客车安全技术条件》系列国家标准解读［J］．汽车实用技术，2017(7):23－25．

［2］吴浩，田晓川，赵亮子．电动转向油泵总成参数匹配及控制策略研究［J］．汽车技术，2015(6):26－30．

［3］邱会鹏．纯电动汽车整车控制器的研究［D］．哈尔滨:哈尔滨工业大学，2014．

［4］全兴精工集团有限公司．一种新能源汽车电动助力转向系统:201710295102.4［P］．2017－10－2

作者:程静 单位:成都市新筑路桥机械股份有限公司