抛砖引玉：一种蒙古家用电动汽车的技术设想

henanhujaa

抛砖引玉：一种蒙古家用电动汽车的技术设想
首先声明：我本人并不是EE专业出身的，因此难免错误，欢迎批评指正。

蒙古家用电动汽车以类似于Mercedes SLK的跑车为例：

电机采用100KW功率开关磁阻电机，锂电池采用18650方案，跟马斯克的那个电池组并无太大区别，但是，锂电池的能量为50KWh，因为这样可以显著地降低造价。

碳纳米管超级电容器为500Wh的能量密度，电压为400-1000伏特。

锂电池的电池组经过DC-DC之后同超级电容器相联，中间有大功率二极管和晶闸管，保证电流只能从电池向电容器流，而非相反。

碳纳米管超级电容器经过若干晶闸管之后同开关磁阻电机相联，那台开关磁阻电机采用4绕组方案，是直流电机。

控制器就是一个普通工控机，这个工控机的输入部分包括有电机的状态，电容器的电压，油门踏板角度，刹车踏板角度和自动档的档位，输出部分则是那几个晶闸管。

在汽车刚刚充好电，准备启动上路时，锂电池组里的电力暂时不进入电容器之中，这一点可以通过晶闸管的控制而实现。此时，电容器的电压为最高状态，比如说，400-1000伏特，我们以1000伏特为例。

当驾驶员刚刚发动汽车时，电容器的电力通过晶闸管流向开关磁阻电机，可以提供十分充沛的功率输出。与此同时，由于超级电容器里的能量密度仅为500Wh，因此在加速过程完毕之后，超级电容器里的电量将下降很多。此时，汽车已经到公路上了，完成了加速过程，并且以巡航速度而向前行进。

当电容器的电压下降到大约200伏特时，控制器开始打开从锂电池组到DC-DC之间的通路，然后以200伏特的电压向电机提供电力，并维持电容器里的电量。

当驾驶员松开油门踏板之后，但并没有踩刹车时，控制器通过晶闸管而断开锂电池组到电容器和电容器到电机之间的通道。此时，汽车处于无动力滑行状态。

当驾驶员踩刹车踏板时，控制器将使得电机工作于直流发电机状态，输出的电流暂时在一个电容器中存储，然后将这个电容器的电压通过DC-DC升高到400伏特之后，再来重新反馈给碳纳米管超级电容器。

根据电机调速原理，在适当的时候，可以向处于发电机状态的汽车电机输入一定的电流，以增加发电机功率。

当驾驶员将刹车踏板踩下50%-60%之后，机械制动系统开始启动，多加一个弹簧，即可使得驾驶员明显地感到机械刹车系统启动时的刹车踏板受力变化。

由于电机通过一个齿轮而直接同轮轴相联，因此这辆车没有变速箱。自动档的档位仅仅是作为一个输入值提供给控制器，然后再在控制器里根据模糊控制（Fuzzy Logic）来根据程序而操纵整个系统。

在离合器的位置，是“NOT-AUS”踏板，仅为紧急状态所用。一旦踏下那个踏板，那么电机将立即被断电，电池与电容之间的电路被物理切断，电容同电机之间的电路也被物理切断。

henanhujaa

简单的说， 这辆车的电气系统主要由锂电池，碳纳米管超级电容器，控制器构成。 油门和刹车以及自动档则是同控制器相连，这辆车的锂电池在行驶状态下只负责在控制器所控制的可控硅的作用下向超级电容器提供电力，并不直接向电机提供电力。 在刹车制动时，由超级电容器负责能量回收，毕竟，锂电池一般说来最多只能有五千次充放，而超级电容器可以轻易达到百万次充放电。

你可以将锂电池看成是硬盘，而超级电容器则是内存。

机械系统只有方向盘，刹车片和手闸。 刹车踏板装有角度传感器， 正如油门踏板也是角度传感器那样。 控制器的核心是一台工控机，负责接受自动档状态，油门状态，刹车踏板状态，电机转速等数据，然后控制电机的运行。 电机直接与传动轴相连，没有变速箱。 充电管理系统和电池温度管理系统也是控制器的一部分， 控制器的算法可以采用模糊控制， 软件可以使用常见的工控机编程语言。

汽车当然还有电子系统，如手机，蓝牙，导航，音响和空调等。 这些系统完全可以使用安卓， 仪表盘可以是LCD， 照明包括车灯可以是LED， 尽可能节能。

整车尽量使用成熟技术， 造价不超过两万欧元。