電動汽車理解你的第一道門——加速踏板

電動汽車，電是動力源，我們在傳統車上所說的「油門」，在電動汽車上就只能被專業的叫做「加速踏板」。為了滿足不同類型駕駛員的需求，整車的各個部件需要協同作戰，加速踏板的設計往往存在著不同的出發點。下面以市場上的一種設計理念為例，說明加速踏板的工作過程，讓不熟悉電動汽車的你，先來點感性認識。

加速踏板工作原理

電動汽車上的加速踏板，其本質是一個感測器，傳遞的信息是駕駛員的駕駛意圖。駕駛意圖被設計人員從兩個角度去理解。一方面，你想要得到什麼樣的速度；另一方面，是你期望多長時間能夠達到這個速度，也就是加速度。

這兩個參數對應到加速踏板上，就體現為開度和開度的變化率。通過對加速踏板位置和運動速率的準確描述，傳遞駕駛員當前意圖。

需要說明的是，為了模仿傳統燃油車的感覺，加速踏板的每一次踏壓發生的角度變化，都被理解成駕駛員想要從現在的車輛運行速度基礎上，還要繼續提高的那部分速度，跟油門保持一致。

加速踏板的種類

根據加速踏板感測器工作原理的不同，劃分為電位計式、感應式和霍爾效應式。其中第一種又叫接觸式，後兩種叫做非接觸式。比較而言，非接觸式感測器，壽命長，可靠性高，準確性好，是當前應用的主流。

按照加速踏板的行程對應電機扭矩比例關係的不同，可以劃分為軟性，線性和硬性三種類型，對應到駕駛員不同的駕乘感受。如下圖：

電機轉矩與加速踏板行程關係曲線

軟性，油門踩下去感覺使不上勁兒，但好處在於駕駛員對車輛的操控性比較好，不會產生突然「向前竄」的感覺，如曲線1；

硬性，加速踏板剛往下踩，駕駛員馬上能感受到加速的感覺，直覺上就是動力性能好，如曲線3.

而線性，效果處於前面二者之間，如曲線2。

加速踏板的行程變化率在哪裡體現？

原理部分我們提到，除了加速踏板的行程，它的移動速度也可以傳遞出駕駛員的重要意念，即對車輛加速度的期待。用1S鍾時間把速度從起步的20邁提高到100邁，和用1分鐘相比，感受自然不同。

為了體現這個意圖，設計者增加了補償轉矩這個參數。補償轉矩，就是根據加速踏板行程對電機提出輸出轉矩的要求以外，又額外增加的那部分需求轉矩。

補償轉矩的影響因素。第一影響因素就是加速踏板行程變化率，踏下的速度越快，相應補償轉矩越大；其次是車輛當前運行速度，在車速已經很高的情況下，再給以大轉矩輸出，產生突然加速，車輛極易失去控制。因此車速越高，補償轉矩的數值應該越小。

補償轉矩的兩個限制因素。補償轉矩的最大值受到車輛當前參數的限制，不可以隨意增加。

限制因素一，車輛允許受到的衝擊，即在前進方向上的最大加速度。不同類型的車輛，都會有具體的耐衝擊參數。大於這個衝擊值，駕乘人員會產生不適感，車輛自身力學結構也會因此受到損傷。根據衝擊耐受值，可以推算出一輛汽車的補償轉矩的上限，不同車輛，重量不同，用途不同，輪胎等車輛的具體結構差異，使得補償轉矩的上限值也完全不同，需要具體估算。

限制因素二，動力電池自身參數，包括電池SOC（當前可用電量），溫度，和電池老化程度等。電量過低，溫度過高，電池老化較嚴重，電池管理系統會對最大輸出功率設定限制，作為對電池系統的保護。

補償轉矩的推斷過程，需要考慮的因素較多，並且會對駕駛體驗產生較大的影響，是一個研究的重點領域。

小小的加速踏板，我們看到的那個被「踏上千萬隻腳」的部分只是冰山一角，它的作用在電動汽車上完全不可小覷。

參考文獻：

1. 純電動汽車整車控制系統研究和設計

2. 電動車整車控制策略的分析與實現