纯电动汽车整车控制器硬件在环仿真系统的研究

【摘要】：随着石油能源的日趋紧张以及大气环境的日益恶化，纯电动汽车因其高效能、零污染的优势，受到了人们的青睐。整车控制器（Vehicle Control Unit，VCU）作为电动汽车整车控制系统的核心部件，功能需要大大增强，控制系统本身日趋复杂化，其在保障电动汽车安全可靠行驶方面起至关重要的作用。为了缩短整车控制器的开发周期、减少研发成本，本文对纯电动汽车VCU的硬件在环仿真（Hardware in theLoopSimulation，HILS）系统进行了学习与研究。 目前，V模式开发流程被人们熟知，硬件在环仿真技术在车辆电子控制系统开发过程中被广泛应用。使用V开发模式的硬件在环仿真技术能够使需要被测试的设备机构通过一定的连接构成硬件在环仿真系统，从而进行各种仿真测试等，能够节约时间缩短开发周期，降低成本节约实验经费。 本文在了解国内外现有的硬件在环仿真系统基础上，明确阐述了实验平台的工作原理和总体结构，然后根据实际需要设计一套基于dSPACE的纯电动汽车整车控制器硬件在环仿真系统。本论文的主要工作有： 首先，确定课题研究的方向。收集课题所需要的知识背景，通过对纯电动汽车的整车控制器和整车控制硬件在环仿真平台的发展背景和未来展望的研究学习，依照论文的具体需求，明确自己的任务。 其次，确定硬件在环仿真系统的设计方案。参考讨论了国外以及国内对硬件在环仿真系统的研究内容和成果，然后依据待测VCU的具体参数，设计出硬件在环仿真系统的总体结构方案，阐述主要工作原理。 再次，硬件在环仿真系统的软硬件设计。依照设计的主要方案和待测VCU的输入输出数据进一步进行软硬件设计。本文选用了基于dSPACE实时仿真系统，硬件部分则利用课题组现有的各种板卡设备和CAN总线等数据设备以及待测VCU组件。 然后，利用Matlab/Simulink搭建仿真模型、利用实时控制工具ControlDesk调试监控，对硬件在环仿真系统的软件部分进行设计，并搭建CAN网络实现实时仿真系统的数据传输。 最后，进行硬件在环仿真实验，对待测VCU的功能以性能进行检验，为今后纯电动汽车进一步的研究提供基础平台。进行全文总结，并对今后的工作进行展望。 【关键词】：电动汽车 硬件在环 整车控制器 CAN总线
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 电动汽车的发展现状13-16
• 1.2.1 国外电动汽车发展现状13-15
• 1.2.2 国内电动汽车发展现状15-16
• 1.3 控制器的开发流程16-19
• 1.3.1 整车控制器概述16
• 1.3.2 控制器传统开发流程16-17
• 1.3.3 控制器现代开发流程17-19
• 1.4 国内外硬件在环仿真的研究现状19-20
• 1.4.1 国外研究现状19-20
• 1.4.2 国内研究现状20
• 1.5 本论文研究的具体工作内容20-22
• 第2章 电动车整车控制器硬件在环仿真系统方案设计22-40
• 2.1 电动车结构特征及其整车控制器软硬件概述22-29
• 2.1.1 电动汽车的系统结构22-23
• 2.1.2 整车控制器硬件介绍23-25
• 2.1.3 整车控制模块介绍25-29
• 2.2 硬件在环仿真系统需求分析和基本结构29-32
• 2.2.1 硬件在环仿真系统需求分析29-30
• 2.2.2 通用硬件在环系统的基础结构30-32
• 2.3 CAN 总线应用层协议设计32-36
• 2.3.1 CAN 总线应用32-33
• 2.3.2 消息编码方法33-35
• 2.3.3 消息调度的方式35
• 2.3.4 变量的取值范围35
• 2.3.5 CAN 总线通信优点35-36
• 2.4 基于 CAN 通信的硬件在环仿真系统总体方案36-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第3章 电动车整车控制器硬件在环系统硬件设计40-52
• 3.1 实验平台硬件设计概述40
• 3.2 dSPACE 实时仿真系统简介40-42
• 3.2.1 dSPACE 硬件主要构成41
• 3.2.2 控制界面41
• 3.2.3 软件接口41
• 3.2.4 通信方式41-42
• 3.2.5 兼容特性和优点42
• 3.3 硬件在环实验台的硬件设计42-51
• 3.3.1 dSPACE 实时仿真系统43-45
• 3.3.2 驾驶员操纵台45-51
• 3.3.3 信号处理系统51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 电动车整车控制器硬件在环系统软件设计52-64
• 4.1 软件设计概述52
• 4.2 MATLAB/Simulink 仿真系统52-53
• 4.3 实时仿真模型设计53-60
• 4.3.1 电动车整车模型的建立53-55
• 4.3.2 永磁无刷交流电机模型的建立55-58
• 4.3.3 动力蓄电池组模型的建立58-60
• 4.4 ControlDesk 实验和测试软件60-61
• 4.5 本章小结61-64
• 第5章 硬件在环仿真实验结果分析64-80
• 5.1 引言64
• 5.2 信号调试64-66
• 5.3 正常工作模式验证66-74
• 5.3.1 起步加速66-67
• 5.3.2 驱动行驶后制动停车67-68
• 5.3.3 行驶中途踩制动减速后继续行驶68-69
• 5.3.4 行驶中制动停车后倒车69-70
• 5.3.5 驱动行驶后滑行工况70-71
• 5.3.6 倒车行驶后滑行71-72
• 5.3.7 倒车制动72-74
• 5.4 故障工作模式验证74-76
• 5.4.1 换错档位工况74-75
• 5.4.2 严重故障下强电75-76
• 5.5 功能模块切换仿真结果76-78
• 5.6 本章小结78-80
• 第6章 全文总结和展望80-84
• 6.1 全文总结80-81
• 6.2 工作展望81-84
• 参考文献84-90
• 致谢90

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于dS PACE系统的电控单元硬件在环发动机控制仿真研究    李长文,张付军,黄英,赵长禄,孙业保,郝利君

插电式混合动力汽车硬件在环测试    叶明;舒红;刘永刚;

车辆控制器VMS硬件在环仿真系统的研究与开发    廖兵该,孙军,龚元明,朱建新

V-模式及其在现代汽车电子系统开发中的应用    戴海峰;魏学哲;孙泽昌;

四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真    靳立强,王庆年,宋传学

基于xPC的电池管理系统硬件在环测试研究    廉静;陈觉晓;孙泽昌;

基于xPC的车辆牵引力控制硬件在环仿真研究    杨林孟;吴光强;邱绪云;

硬件在环仿真在汽车控制系统开发中的应用及关键技术    齐鲲鹏;隆武强;陈雷;

基于dSPACE硬件在环仿真的纯电动汽车整车控制器开发    金小飞;赵韩;李杨;

基于dSPACE的纯电动客车VCU硬件在环仿真测试    陈顺东;李韧;

高压共轨式柴油机硬件在环仿真系统研究    张捷

基于DSPACE的ESP硬件在环仿真实验台的开发    王玉伟

纯电动车整车控制策略的研究    华梦新

电动汽车整车控制器软件设计及关键技术研究    何涛

基于CAN的油电混合动力电动汽车动力网络控制关键技术研究    杨鹏

纯电动汽车电源管理系统研究    杨太安

轻型车制动力与牵引力控制半实物仿真研究    路海峰

纯电动客车整车控制器研究    张劲博

通用型硬件在环仿真系统仿真控制器硬件设计与研究    刘志

新一代硬件在环仿真平台的研究和开发    位正

基于dSPACE的异步电机矢量控制策略研究与实现    刘永欢

分布式配电自动化系统的研究    陈玉,温阳东

基于MATLAB的Buck/Boost直流变换器仿真    韩学民;

基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置(SVC)仿真研究    孙楷淇;

CAN总线技术在智能楼宇通信中的应用    颜自勇;

CAN总线在安全监控系统传输中的应用    孔莉芳;张虹;

一种嵌入式远程监控系统的设计    谢东;温阳东;毕锐;周松林;

基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统研究与设计    赵雨斌;苗满香;陈宇;

基于双单片机的通用报警监控系统设计    杨柳;黄学武;郑华耀;

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

基于CAN总线的机车LCU通信系统设计    温阳东,邹伟

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置(SVC)仿真研究    孙楷淇;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

汽车总线通信技术的原理和应用    胡伟;付世生;熊小猛;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

电动汽车发展现状及前景浅析    张德长;高立杰;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发    付文俊

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

客车行驶稳定性控制的关键技术研究    褚端峰

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

磁浮电源与悬浮控制系统的耦合作用研究    张鼎

大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究    王苏敬

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究    张海清

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究    张良清

基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究    刘经纬

液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究    邵建桥

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

农电自动抄表技术研究    张睿

变电站安全运行管理信息系统研究与应用    邢煜

基于EKF无速度传感器矢量控制系统的研究    田恩国

注塑机械手控制系统设计研究    丁鉴彬

汽车ABS/ASR技术及发展趋势    吴昌扣,孙骏

中国电动汽车的研究概述    阚萍

Bosch公司共轨燃油喷射系统及其发展    黄军,王书义

基于dS PACE系统的电控单元硬件在环发动机控制仿真研究    李长文,张付军,黄英,赵长禄,孙业保,郝利君

国外电动汽车发展现状及对我国电动汽车发展的启示    李佩珩,易翔翔,侯福深

ECU硬件在环柴油机控制仿真平台研究    李长文,张宏波,赵长禄,张付军,黄英,孙业保

汽车ASR技术研究的进展    边明远

我国电动汽车产业化战略分析    胡树华,杨威

基于OSEK/VDX的汽车操作系统设计    唐晓磊;黄涛;

Hardware-in-the-Loop Research on the Electronic Control Unit for Diesel Engines    王宇明;张付军;王永庭;刘波澜;

    本报记者 赵三明

柴油机电控单元硬件在环仿真系统的设计及其相关研究    李彬轩

网络控制系统若干通信网络实时特性研究    范兴刚

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究    万仁君

电动汽车控制策略研究    邹积勇

CAN网络控制系统的智能调度研究    周时莹

网络控制系统的研究及其应用    王天堃

纯电动轿车动力总成控制系统的研究    张毅

基于Simulink的柴油机及其控制系统的建模与仿真研究    刘孟祥

点燃式发动机建模与空燃比控制策略的研究    郭春梅

基于CAN总线的纯电动轿车动力总成控制器的开发研究    周能辉

汽车发动机电子控制系统的半实物仿真研究    张晓丰

涡轮增压柴油机电控调速系统的模型与仿真    帅英梅

基于DSPACE的电气传动实时仿真平台的研究    夏娟

ABS&TCS控制系统的控制算法研究与仿真分析    陈箭

基于模型的发动机喷油控制系统研究    李卫东

逆变器供电式三极电磁轴承研究    唐启斌

汽车ESP控制策略及其硬件实现研究    李晔

履带式混合动力车辆控制策略硬件在环仿真    张承宁;吴静波;邹渊;李军求;

燃料电池动力系统硬件在环仿真开发    何彬,邝志彬,曹建文,吴仕明

机车自动过分相装置硬件在环仿真系统研究    马良,余祖俊,史红梅

混合动力汽车动力总成硬件在环仿真系统开发    荆新超;敖国强;朱建新;杨林;卓斌;

液驱混合动力车辆控制系统硬件在环仿真    韩文;易纲;常思勤;

基于MATLAB的牵引力控制原型半实物仿真    李静,李幼德,赵健,宋大凤

多能源动力总成硬件在环仿真试验系统开发与研究    王晓明;陈熙;赵春明;吴志新;

基于Matlab的车辆动力学控制交互式硬件在环仿真系统研究    张勇;殷承良;熊伟威;

智能车辆转向系统硬件在环仿真试验台设计    徐友春;曾献斌;赵明;彭永胜;常明;

电子机械式制动执行器硬件在环仿真    沈沉;惠有利;

纯电动汽车自动同步换挡系统设计    张进;沈安文;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车驱动电机动力参数选型浅探    徐战林;李博;

军用无人驾驶车辆转向系统硬件在环仿真试验台设计    朱建坤;徐友春;李永乐;赵玉璠;曾献斌;

锌-空气动力电池在纯电动汽车上的应用前景    徐舟;唐有根;唐广笛;

纯电动车整车控制器设计    陈素梅;胡杰强;徐战林;

ABS／ASR气压硬件在环仿真平台的设计与应用    陈晓青;列兆勇;成婷;沈准;

走出纯电动汽车的技术误区    王海蕴

国内首款纯电动汽车上市    应子

康迪纯电动汽车快速“驶”向美国    记者 吉明亮　李根荣

金华汽车产业瞄准新增长点纯电动汽车发展前景很诱人    首席记者 徐朝晖　通讯员 方意军

小型纯电动汽车“十二五”将获大力扶持    本报记者 于丹

纯电动汽车急需“国标”    本报记者 杨秦

纯电动汽车关键技术在我市取得重大突破    记者 孙鹏

纯电动汽车 前景看好瓶颈待破    本报记者 薛秀泓

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

自主研发的陆地方舟纯电动汽车上路    本报记者 王梓函

纯电动轿车动力总成控制系统的研究    张毅

纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究    汪贵平

纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究    周飞鲲

纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究    黄万友

基于“人—车—路”闭环的无级自动变速系统硬件在环仿真研究    邓涛

高压共轨式柴油机硬件在环仿真系统研究    张捷

桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究    李晓甫

硬件在环的轿车白车身结构分析与优化设计    高玉华

基于模型的柴油机硬件在环仿真与控制研究    蒋方毅

基于两档双离合器自动变速器的纯电动汽车驱动与换档控制技术研究    宋勇道

纯电动汽车整车控制器硬件在环仿真系统的研究    张恒

汽车电动助力转向系统硬件在环仿真    罗苏安

电—电混合纯电动汽车整车控制器的开发    窦聪

汽车ESC硬件在环仿真研究与试验    张对霞

纯电动汽车整车控制器开发    王敏旺

纯电动汽车整车控制器研究    杨庆保

用于ECU硬件在环仿真测试的发动机起动过程仿真技术的研究    郭强

纯电动汽车整车控制器的研究    葛庆光

生物柴油高压共轨发动机ECU的硬件在环仿真系统研究    王皆佳

基于DSPACE的ESP硬件在环仿真实验台的开发    王玉伟