純電動汽車整車控制器的研究

【摘要】：純電動汽車是新能源汽車的一種，具有良好的發(fā)展前景。整車控制器作為純電動汽車研究的關鍵技術之一，受到了新能源汽車行業(yè)的廣泛重視。開發(fā)出具有自主知識產權的整車控制器具有重要的意義。高效可靠的能量管理策略可以有效利用動力電池組的能量，提高純電動汽車續(xù)駛里程。本文在國內外整車控制器研究基礎上，探索對制動能量回饋的有效控制并進行整車控制器的研究。 本文介紹了純電動汽車的歷史和發(fā)展狀況，綜述了純電動汽車研發(fā)的關鍵技術，包括整車控制器、動力型鋰電池技術、能量管理系統(tǒng)、電機驅動技術、整車通信網(wǎng)絡等。 整車控制器是純電動汽車研發(fā)的關鍵技術之一，關系到車輛性能的優(yōu)劣。本文對整車控制器的發(fā)展狀況和整車控制系統(tǒng)的組成和工作原理進行了研究，并對整車控制器進行功能分析。對整車控制器關鍵技術中的車輛行駛控制和整車能量管理進行了研究，建立了基于CAN（Controller Area Network）總線通信技術的整車通信網(wǎng)絡。 對制動能量進行回收利用是整車控制器的重要功能，研究的關鍵是如何實現(xiàn)機械制動力和再生制動力在前后車輪的合理分配。本文在對常見的制動力分配控制策略進行研究的基礎上提出了一種較為合理的制動能量回饋控制方案。 將模糊控制技術應用在制動能量回收控制中可以取得較好的控制效果，本文設計了以車速和鋰電池SOC（State of Charge）值為輸入，再生制動比例因子為輸出的制動能量回饋模糊控制器，并運用Matlab軟件的模糊邏輯工具箱設計了相關參數(shù)的隸屬度函數(shù)以及模糊規(guī)則。 Advisor仿真軟件是由美國可再生能源實驗室在Matlab和Simulink軟件環(huán)境下開發(fā)的仿真軟件，被廣泛應用在電動汽車的仿真研究中。本文利用Advisor仿真軟件對制動能量回饋模糊控制策略和Advisor仿真軟件中的制動力分配策略進行了仿真分析。 采用模塊化設計思想進行了整車控制器電控單元VCU(Vehicle ControlUnit)的硬件設計，并進行了部分底層軟件和應用層軟件的開發(fā)。采取了一系列抗干擾措施提高了整車控制器的抗干擾能力。最后通過實驗對整車控制器的基本功能進行了驗證。 【關鍵詞】：整車控制器 模糊控制 制動能量回饋控制 Advisor仿真
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 電動汽車分類和發(fā)展概況13-15
• 1.2.1 電動汽車的分類13-14
• 1.2.2 國外電動汽車發(fā)展狀況14-15
• 1.2.3 國內電動汽車發(fā)展情況15
• 1.3 純電動汽車關鍵技術15-17
• 1.4 課題來源和意義17
• 1.5 本文研究的主要內容17-19
• 第二章 純電動汽車整車控制系統(tǒng)分析19-23
• 2.1 整車控制器的研究概況19-20
• 2.2 整車控制系統(tǒng)組成和工作原理20-21
• 2.3 整車控制器主要功能21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第三章 純電動汽車整車控制器的關鍵技術23-29
• 3.1 車輛行駛控制23-24
• 3.1.1 純電動汽車行駛模式分析23
• 3.1.2 車輛行駛控制策略影響因素23-24
• 3.1.3 整車控制器車輛行駛控制模式24
• 3.2 整車能量管理24-26
• 3.2.1 電池管理24-25
• 3.2.2 整車能量優(yōu)化25-26
• 3.3 整車通信網(wǎng)絡管理26-28
• 3.3.1 CAN 總線技術簡介26
• 3.3.2 整車通信網(wǎng)絡構建26-28
• 3.4 本章小結28-29
• 第四章 純電動汽車制動能量回饋控制29-54
• 4.1 純電動汽車再生制動基礎研究29-37
• 4.1.1 再生制動基本原理29-31
• 4.1.2 再生制動的約束條件31
• 4.1.3 制動能量回饋控制的影響因素31-32
• 4.1.4 制動力分配控制策略32-36
• 4.1.5 制動能量回饋控制策略36-37
• 4.2 模糊控制理論簡介37-41
• 4.2.1 模糊集合及其運算38-39
• 4.2.2 模糊控制器的設計原理39-40
• 4.2.3 MATLAB 模糊邏輯工具箱介紹40-41
• 4.3 制動能量回饋模糊控制41-44
• 4.3.1 制動能量回饋模糊控制器的設計41-43
• 4.3.2 模糊控制規(guī)則的確定43-44
• 4.4 基于 ADVISOR 軟件的純電動汽車再生制動仿真44-53
• 4.4.1 Advisor 仿真軟件簡介44-45
• 4.4.2 Advisor 仿真軟件結構與工作流程45-46
• 4.4.3 Advisor 仿真軟件的主要模型46-48
• 4.4.4 制動能量回饋控制策略仿真48-50
• 4.4.5 仿真結果分析50-53
• 4.5 本章小結53-54
• 第五章 整車控制器軟硬件設計54-68
• 5.1 整車控制器硬件設計54-59
• 5.1.1 整車控制器設計要求54
• 5.1.2 MC9S12XET256 單片機介紹54-55
• 5.1.3 單片機最小系統(tǒng)設計55-57
• 5.1.4 數(shù)據(jù)采集模塊設計57-58
• 5.1.5 存儲電路設計58
• 5.1.6 CAN 總線通信電路設計58-59
• 5.1.7 串口通信電路59
• 5.2 整車控制器軟件設計59-64
• 5.2.1 底層軟件設計59-61
• 5.2.2 應用層軟件設計61-64
• 5.3 抗干擾措施64-66
• 5.3.1 硬件抗干擾措施64-65
• 5.3.2 軟件抗干擾措施65-66
• 5.4 整車控制器基本通信功能實驗66-67
• 5.4.1 實驗簡介66
• 5.4.2 實驗方法66-67
• 5.5 本章小結67-68
• 第六章 總結與展望68-70
• 6.1 總結68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文73-74

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