純電動(dòng)汽車整車控制器開(kāi)發(fā)及控制策略研究

【摘要】：隨著特斯拉Model S純電動(dòng)汽車掀起的全世界純電動(dòng)汽車熱潮，揭示了作為緩解能源和環(huán)境危機(jī)最徹底方法之一的純電動(dòng)汽車是一條完全可以實(shí)踐的道路。整車控制技術(shù)作為純電動(dòng)汽車最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，也是我國(guó)“三縱三橫”新能源汽車發(fā)展路線的重要一環(huán)。本文是依托武漢理工大學(xué)與某半導(dǎo)體公司合作的“EV展車開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”開(kāi)展研究的。本論文主要完成了下列工作： （1）基于本項(xiàng)目純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了整車CAN網(wǎng)絡(luò)功能需求。開(kāi)發(fā)了自主的整車CAN通信矩陣，利用CAN總線分析工具軟件CANoe對(duì)整車CAN通信矩陣進(jìn)行了虛擬仿真，并依據(jù)仿真結(jié)果對(duì)通信矩陣進(jìn)行了驗(yàn)證與完善。 （2）基于整車控制器的功能需求，構(gòu)建了其硬件電路的設(shè)計(jì)框架。從飛索公司單片機(jī)中選擇了汽車級(jí)的32bit高性能主控芯片。設(shè)計(jì)了整車控制器的控制基礎(chǔ)—最小系統(tǒng)，并根據(jù)純電動(dòng)汽車通信需求設(shè)計(jì)了CAN總線、SPI通信電路；根據(jù)控制需求設(shè)計(jì)了整車控制器傳感器信號(hào)調(diào)理和驅(qū)動(dòng)模塊電路。其次還采用了多項(xiàng)硬件抗干擾舉措。 （3）基于本項(xiàng)目純電動(dòng)汽車機(jī)械制動(dòng)和電機(jī)制動(dòng)并聯(lián)的制動(dòng)方式，根據(jù)純電動(dòng)汽車制動(dòng)力需求將整車制動(dòng)劃分為：輕度、中度和緊急制動(dòng)。然后針對(duì)不同的制動(dòng)需求制定了獲取最大制動(dòng)能量和模糊控制給定制動(dòng)阻力矩的制動(dòng)能量回饋控制策略。 （4）基于整車各部件發(fā)生故障的嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間，將整車故障劃分了3個(gè)等級(jí)，并據(jù)此制定了高壓上電策略；基于能量管理、車輛故障管理、車輛工況和駕駛員駕駛行為等制定了純電動(dòng)汽車行車模式切換流程；針對(duì)不同的行車模式，制定了對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩管理策略；描述了整車控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)，并添加了相應(yīng)的抗干擾設(shè)計(jì)。 （5）對(duì)整車控制器進(jìn)行了基于USBCAN卡和LabVIEW上位機(jī)軟件的裝車前試驗(yàn)驗(yàn)證和基于AVL試驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)架試驗(yàn)。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車 整車控制器 控制策略 轉(zhuǎn)矩管理
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 電動(dòng)汽車發(fā)展的必要性8-9
• 1.2 純電動(dòng)汽車的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 純電動(dòng)汽車在日本的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 純電動(dòng)汽車在美國(guó)的研究現(xiàn)狀10
• 1.2.3 純電動(dòng)汽車在歐洲的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.4 純電動(dòng)汽車在中國(guó)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 純電動(dòng)汽車整車控制器發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 純電動(dòng)汽車整車控制器的國(guó)外發(fā)展情況12-13
• 1.3.2 純電動(dòng)汽車整車控制器的國(guó)內(nèi)發(fā)展情況13-14
• 1.4 課題來(lái)源及意義14-15
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容15-16
• 第2章 純電動(dòng)汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16-27
• 2.1 整車控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及工作原理16-17
• 2.2 整車控制器功能需求17-18
• 2.3 整車控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證18-26
• 2.3.1 整車 CAN 網(wǎng)絡(luò)功能需求分析18-19
• 2.3.2 整車 CAN 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.3 整車 CAN 通信矩陣仿真設(shè)計(jì)20-23
• 2.3.4 仿真結(jié)果及進(jìn)一步工作計(jì)劃23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 整車控制器的硬件設(shè)計(jì)27-36
• 3.1 選擇整車控制器的主控芯片27-29
• 3.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.1 電源電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)30
• 3.2.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)通信電路設(shè)計(jì)31
• 3.4 傳感器信號(hào)調(diào)理及驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)31-34
• 3.4.1 踏板信號(hào)采集32
• 3.4.2 速度傳感器信號(hào)采集32-33
• 3.4.3 開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集33-34
• 3.4.4 驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)34
• 3.5 控制器 PCB 的抗干擾設(shè)計(jì)34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 整車控制策略研究及軟件設(shè)計(jì)36-73
• 4.1 純電動(dòng)汽車故障診斷和處理37-41
• 4.1.1 車輛故障等級(jí)劃分37-40
• 4.1.2 純電動(dòng)汽車高壓上電策略40-41
• 4.2 純電動(dòng)汽車行車模式切換41-42
• 4.3 純電動(dòng)汽車的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理42-54
• 4.3.1 輕度制動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理43-45
• 4.3.2 模糊控制基礎(chǔ)知識(shí)45-47
• 4.3.3 中度制動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理47-54
• 4.4 純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理54-64
• 4.4.1 起步行車模式轉(zhuǎn)矩管理54-56
• 4.4.2 正常行車模式轉(zhuǎn)矩管理56-62
• 4.4.3 跛行行車模式轉(zhuǎn)矩管理62-64
• 4.5 整車控制器軟件設(shè)計(jì)64-68
• 4.5.1 SOFTUNE Workbench 開(kāi)發(fā)工具65
• 4.5.2 整車軟件的總體設(shè)計(jì)65-67
• 4.5.3 控制軟件的抗干擾設(shè)計(jì)67-68
• 4.6 整車控制策略的試驗(yàn)驗(yàn)證68-72
• 4.6.1 整車控制器裝車前調(diào)試68-69
• 4.6.2 整車控制器的臺(tái)架試驗(yàn)69-72
• 4.7 本章小結(jié)72-73
• 第5章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 全文總結(jié)73-74
• 5.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79

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純電動(dòng)汽車的控制策略與實(shí)現(xiàn)    馬洪濤;葉倩;

重慶公交發(fā)展純電動(dòng)汽車的一次嘗試    廖濤;

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

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共建純電動(dòng)汽車示范基地及產(chǎn)業(yè)園    姜小莉

加速長(zhǎng)沙純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化    長(zhǎng)沙市政協(xié)副主席 謝明德

新疆首批純電動(dòng)汽車投入使用    石懷平

山西榆次將建純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)園    記者 楊麗英　張春亮

政策推進(jìn)難掩純電動(dòng)汽車發(fā)展困境    本報(bào)記者 劉國(guó)棟

代表建議推動(dòng)純電動(dòng)汽車市場(chǎng)化    記者李雪梅

續(xù)航300公里純電動(dòng)汽車兩年內(nèi)推出    本報(bào)記者 童曙泉

陸地方舟：中國(guó)純電動(dòng)汽車領(lǐng)域真正的領(lǐng)跑者    張龍飛

純電動(dòng)汽車或插電式混動(dòng) 誰(shuí)才是當(dāng)前購(gòu)車首選？    本報(bào)記者 王禁

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

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基于鋰離子動(dòng)力電池的純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)控制策略與優(yōu)化    董冰

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兩檔雙離合器自動(dòng)變速器的純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究    顧強(qiáng)

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純電動(dòng)汽車中電驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其控制策略研究    吳家龍

微型純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)    岳崇會(huì)

純電動(dòng)汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略研究    樂(lè)登

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純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及故障診斷方法研究    吳建榮

微型純電動(dòng)汽車動(dòng)力性能參數(shù)匹配及仿真研究    王方

純電動(dòng)汽車整車能量建模與仿真分析    劉清虎

純電動(dòng)汽車整車性能建模與仿真    姚海峰

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