基于雙核MC9S12XE的純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器研究與開(kāi)發(fā)

【摘要】：純電動(dòng)汽車(chē)具備環(huán)保和節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì),是未來(lái)城市交通車(chē)輛的重要發(fā)展方向。動(dòng)力總成集成技術(shù)是電動(dòng)汽車(chē)三大關(guān)鍵技術(shù)之一,而其核心為整車(chē)控制器技術(shù)。本文依托山東省科技攻關(guān)課題“純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成匹配技術(shù)的研究”支持,結(jié)合實(shí)際工程需求,圍繞純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)及整車(chē)控制器開(kāi)展了研究工作。 確定了以整車(chē)控制器為核心的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)構(gòu)架,根據(jù)整車(chē)控制器技術(shù)需求,開(kāi)發(fā)了基于雙核MC9S12XE的純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器。根據(jù)對(duì)整車(chē)控制器功能的需求,遵循通用性及低成本原則設(shè)計(jì)了整車(chē)控制器硬件電路,包括最小單元系統(tǒng)、信號(hào)采集處理、功率驅(qū)動(dòng)、總線驅(qū)動(dòng)等模塊,并圍繞提高電磁兼容性采取了系列措施；采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了控制器軟件。整車(chē)控制器綜合了通訊網(wǎng)絡(luò)管理、司機(jī)駕駛解釋、能量回饋控制、高壓電安全管理、能量分配管理及故障診斷等功能。 根據(jù)踏板和擋位等司機(jī)操作信息和車(chē)輛當(dāng)前狀態(tài),將整車(chē)狀態(tài)劃分為起步、正常驅(qū)動(dòng)、失效、能量回饋等模式,并確定了各模式間的切換條件。制定了基于踏板開(kāi)度和電機(jī)轉(zhuǎn)速預(yù)測(cè)所需輸出轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)策略。在不改變當(dāng)前車(chē)輛常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng),且不影響車(chē)輛運(yùn)行安全及駕駛感覺(jué)的前提下,制定了最大能量回收的滑行能量回饋策略和基于T-S模糊推理的制動(dòng)能量回饋策略,實(shí)現(xiàn)能量有效回收。基于SAEJ1939標(biāo)準(zhǔn)制定了整車(chē)控制器與動(dòng)力總成系統(tǒng)其他部件間的CAN通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、節(jié)點(diǎn)管理及信息共享等功能。整車(chē)控制器集成了GPS解析與GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能,實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛信息遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。制定了基于K線的KWP2000故障診斷協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛故障的診斷及車(chē)輛控制參數(shù)的標(biāo)定。開(kāi)發(fā)了高壓電安全管理模塊,實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓絕緣不良的監(jiān)測(cè),增加了車(chē)身加速度傳感器以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛碰撞信號(hào)的提取,系統(tǒng)根據(jù)需要能夠及時(shí)斷開(kāi)高壓電,保證車(chē)輛運(yùn)行及人員安全。為延長(zhǎng)車(chē)輛續(xù)駛里程,除優(yōu)化電機(jī)驅(qū)動(dòng)策略外,對(duì)空調(diào)、冷卻水泵等附件進(jìn)行了合理管理。 參照電動(dòng)汽車(chē)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),利用改裝的試驗(yàn)車(chē)對(duì)整車(chē)控制器控制策略進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)電動(dòng)汽車(chē)加速性、最高車(chē)速、續(xù)駛里程等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,性能指標(biāo)均滿足車(chē)輛設(shè)計(jì)要求。對(duì)該車(chē)能量回饋策略及車(chē)輛控制模式切換等進(jìn)行了測(cè)試,并選擇了兩段代表性路段對(duì)車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中車(chē)速、行駛里程、能耗等信息進(jìn)行了分析,試驗(yàn)表明各控制模式切換平順,車(chē)輛能耗降低12.7%～22.1%。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車(chē) 整車(chē)控制器 控制策略 能量回饋 絕緣監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 目錄4-7
• CONTENTS7-10
• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 課題背景與意義14-17
• 1.2 整車(chē)控制器研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 國(guó)外整車(chē)控制器研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)整車(chē)控制器研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第二章 整車(chē)控制框架及VCU軟硬件設(shè)計(jì)22-34
• 2.1 整車(chē)控制系統(tǒng)框架22
• 2.2 整車(chē)控制器功能及技術(shù)需求22-25
• 2.3 通用硬件設(shè)計(jì)25-32
• 2.3.1 最小核心單元系統(tǒng)25-26
• 2.3.2 輸入輸出調(diào)理電路26-28
• 2.3.3 通訊及診斷模塊28-29
• 2.3.4 多穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)29-31
• 2.3.5 電磁兼容措施31-32
• 2.4 軟件結(jié)構(gòu)32-33
• 2.4.1 軟件框架32
• 2.4.2 軟件流程32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 整車(chē)控制器控制策略34-50
• 3.1 司機(jī)操作信號(hào)處理34-36
• 3.1.1 加速踏板信號(hào)處理34-35
• 3.1.2 鑰匙開(kāi)關(guān)功能定義35-36
• 3.2 司機(jī)駕駛意圖解析36-37
• 3.3 控制模式劃分37-39
• 3.4 基于踏板與車(chē)速的驅(qū)動(dòng)39-40
• 3.5 能量回饋40-47
• 3.5.1 基于最大能量回收的滑行回饋制動(dòng)41-44
• 3.5.2 基于T-S模糊邏輯的制動(dòng)能量回饋44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-50
• 第四章 通訊診斷及安全管理50-72
• 4.1 控制系統(tǒng)CAN通訊協(xié)議制定50-55
• 4.1.1 CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通訊協(xié)議51-53
• 4.1.2 基于MC9S12XE的MSCAN通訊53-55
• 4.2 基于GPRS/GPS的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)55-60
• 4.2.1 無(wú)線監(jiān)測(cè)原理及框架55-56
• 4.2.2 VCU與監(jiān)控中心通訊協(xié)議56-58
• 4.2.3 無(wú)線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)58-60
• 4.3 基于KWP2000的診斷標(biāo)定60-63
• 4.3.1 KWP2000通訊協(xié)議60-61
• 4.3.2 故障限值的標(biāo)定61-63
• 4.4 高壓電安全管理--絕緣監(jiān)測(cè)63-68
• 4.4.1 絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理及誤差分析64-66
• 4.4.2 絕緣檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)66-67
• 4.4.3 絕緣檢測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)證67-68
• 4.5 高壓電安全管理--車(chē)輛碰撞68-71
• 4.5.1 加速度信號(hào)分析68-69
• 4.5.2 車(chē)身加速度信號(hào)提取69-71
• 4.5.3 模擬試驗(yàn)71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 控制策略驗(yàn)證及車(chē)輛道路測(cè)試72-86
• 5.1 整車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)及測(cè)試條件72-74
• 5.2 實(shí)車(chē)道路測(cè)試74-83
• 5.2.1 車(chē)輛加速及最高車(chē)速試驗(yàn)74-76
• 5.2.2 車(chē)輛能量回饋試驗(yàn)76-80
• 5.2.3 控制模式切換過(guò)程優(yōu)化80-81
• 5.2.4 實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)81-83
• 5.3 本章小結(jié)83-86
• 第六章 總結(jié)86-88
• 6.1 課題總結(jié)86-87
• 6.2 課題展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄97-98
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表98

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電動(dòng)汽車(chē)復(fù)仇記    金科;

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中大青山純電動(dòng)汽車(chē)突破續(xù)航500公里大關(guān)    路智軍;

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純電動(dòng)汽車(chē)泊車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    胡杰強(qiáng);王智晶;

純電動(dòng)汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā)    李年根;

純電動(dòng)汽車(chē)泊車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    胡杰強(qiáng);王智晶;

純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力參數(shù)選型淺探    徐戰(zhàn)林;李博;

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純電動(dòng)汽車(chē) 前景看好瓶頸待破    本報(bào)記者 薛秀泓

應(yīng)著力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)    媒體評(píng)論員 陳健敏

自主研發(fā)的陸地方舟純電動(dòng)汽車(chē)上路    本報(bào)記者 王梓函

純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)能量回收控制策略研究    汪貴平

純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及整車(chē)控制策略研究    周飛鯤

純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)匹配技術(shù)研究    黃萬(wàn)友

基于兩檔雙離合器自動(dòng)變速器的純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與換檔控制技術(shù)研究    宋勇道

基于純電動(dòng)轎車(chē)的兩檔雙離合器式自動(dòng)變速器控制技術(shù)研究    陸中華

純電動(dòng)汽車(chē)電液復(fù)合再生制動(dòng)研究    劉志強(qiáng)

純電動(dòng)汽車(chē)能量管理關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研究    石慶升

純電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)理研究與設(shè)計(jì)    曾群

純電動(dòng)轎車(chē)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的研究    張毅

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力系統(tǒng)研究    付翔

純電動(dòng)汽車(chē)控制器設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)    魯盼

純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究    史駿

我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展：前景展望及策略選擇    張明

北京純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建研究    劉燕玲

小型純電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)意愿影響因素研究    吳勝男

基于消費(fèi)者視角的純電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)決策影響因素及市場(chǎng)化研究    李美霞

純電動(dòng)汽車(chē)高壓電安全管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    宋炳雨

純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)特性分析與控制    任亞輝

雙能量源純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與再生制動(dòng)控制策略研究    張亞軍

純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能建模與仿真    姚海峰