纯电动汽车整车控制器开发

【摘要】：如今，能源和环境成为越来越被人们关注的两大问题，传统汽车是能源的重要耗费者和环境污染大户，而以电能作为主要动力来源的新能源汽车在减少尾气污染方面有着突出的表现，尤其是纯电动汽车，它完全以电能作为动力，并且能实现零排放，具有更高的环保价值。因此，纯电动汽车技术开发对节约能源和环境保护有着非常重要的现实意义。 纯电动汽车技术的核心是其动力技术，其动力来源主要依靠动力电机的转矩输出。电机的控制要由电机控制器来完成，而电机运行所需要的能量来自动力电池组存储的电能，对于电池组的控制需要电池管理系统的配合。电动汽车上的任意控制单元的正常工作都离不开整车控制器的调度。因此，研制出可靠的电机控制器，策略完善的整车控制器以及保持个单元之间的良好通讯对纯电动汽车技术的发展有着非常重要的意义。 本文主要是以一款纯电动汽车的电机控制器和整车控制器为研究对象展开一系列的研究和应用。为保证电机控制器能够可靠的运行，本文为其设计了一系列较为完善的错误诊断和保护机制，分析和总结了纯电动汽车电机控制器的错误类型、错误产生的原因和错误带来的损害，按照损害程度对错误进行等级划分并对不同等级错误分别设计了错误的检测、诊断和错误保护方法。利用MATLAB搭建错误检测和保护的模型；设计错误保护硬件电路。并将该错误诊断和保护系统应用在了实际的汽车测试项目中，取得了良好的实验成果。同时，根据纯电动汽车的实际行驶情况制定了较为合理的整车控制策略，包括上电起动策略、正常行驶驱动策略和制动能量回收策略。此外，本文还对纯电动汽车CAN总线通讯协议进行了研究，针对VCU、MCU、BMS和仪表这些主要的动力总成单元进行通讯协议的制定，并在实际的行车条件下进行了通讯和测试。 截至目前，本文所研究内容的大部分成果已经被一款纯电动汽车采用，汽车处于生产测试阶段，本课题有着良好的发展前景。 【关键词】：电机控制器 错误诊断 整车控制策略 MATLAB CAN总线 通讯协议
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.6;U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 电动汽车发展状况11-16
• 1.2.1 电动汽车的历史11-12
• 1.2.2 国内的行业现状12-13
• 1.2.3 电动汽车电机控制器错误诊断的发展现状13-14
• 1.2.4 纯电动汽车整车控制器的发展现状14-15
• 1.2.5 CAN 总线通讯在电动汽车上的应用15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 第2章 电机控制器错误诊断与保护17-38
• 2.1 电机控制系统的结构和特点17-20
• 2.1.1 电机控制器的结构及功能17-19
• 2.1.2 电机控制器的特点19-20
• 2.2 电机控制器的主要错误类型20-25
• 2.2.1 电机控制器一级错误21-24
• 2.2.2 电机控制器二级错误24-25
• 2.3 错误诊断和错误保护25-37
• 2.3.1 错误的检测和诊断25-30
• 2.3.2 电机控制器错误保护30-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 纯电动汽车整车控制器开发38-49
• 3.1 纯电动汽车动力系统的概述38-39
• 3.2 整车控制器驱动策略分析39-46
• 3.2.1 VCU 上电检测40-42
• 3.2.2 起步模式42
• 3.2.3 正常行车驱动模式42-44
• 3.2.4 制动能量回收模式44-45
• 3.2.5 故障处理策略45-46
• 3.3 档位驱动策略46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 基于 SAEJ1939 的电动汽车 CAN 总线通讯协议49-60
• 4.1 CAN 总线基本原理49-52
• 4.1.1 CAN 总线特点49-50
• 4.1.2 CAN 的分层结构及功能50
• 4.1.3 CAN 通讯帧格式和类型50-52
• 4.2 电动汽车 CAN 总线通讯设计52-58
• 4.2.1 基于 SAEJ1939 的纯电动汽车通讯协议52-55
• 4.2.2 CAN 通讯硬件设计55-57
• 4.2.3 CAN 通讯程序设计57-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第5章 总结与展望60-61
• 参考文献61-63
• 作者简介63-64
• 致谢64

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