纯电动汽车整车控制器研究

【摘要】：电动汽车被认为是未来缓解汽车能源短缺与环境污染两大问题最有效的方案之一。纯电动汽车将会是未来电动汽车发展的方向。随着对纯电动汽车研究的不断深入,其结构也趋于多样化,其中轮毂电机驱动纯电动汽车备受关注。 本文以轮毂电机四轮独立驱动纯电动汽车为研究对象,针对实验样车,设计开发了纯电动汽车的整车控制器。总结分析纯电动汽车三种结构特点,确定轮毂电机四驱的结构方案,设计控制系统的结构。分析总结整车控制器输入输出信号的类型、功能以及控制器的工作原理,提出整车控制器设计的要求,对整车控制器的功能进行定义,确定整车控制器的设计方案。对纯电动汽车的行驶工况进行分析和描述,建立了各个工况下的控制策略。针对实验样车,利用Matlab/Simulink工具建立四轮差速模型,通过模拟仿真验证采用的差速算法的可行性。围绕所选的整车控制器芯片MC9S12XDP512,考虑硬件电路的电磁兼容性和抗干扰能力,采用Prot199SE软件完成整车控制器硬件设计。采用分层、模块化的设计思想,完成控制器软件架构和控制器软件主程序控制流程的设计,并最终完成整车控制器各个功能模块程序的设计开发。采用软硬件结合的方法,对整车控制器的各个电路模块进行检测调试。利用信号发生器、直流电源以及电路板上外加的电路元件,模拟纯电动汽车整车控制器的所有输入信号,在不上车试验的情况下,对所设计的软件进行调试,完成整车控制器的软件调试工作。本文搭建了整车控制器的试验平台,针对试验样车,设计了整车控制器的试验方案和试验方法。通过实验验证了所设计的整车控制器可以实现空载情况下对纯电动汽车基本行驶控制功能。 【关键词】：纯电动汽车 整车控制器 控制策略 差速控制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1. 绪论10-20
• 1.1 纯电动汽车发展现状10-12
• 1.2 纯电动汽车关键技术12-14
• 1.3 纯电动汽车电子控制系统国内外研究现状14-18
• 1.4 课题来源及意义18-19
• 1.5 本文的主要工作内容19-20
• 2 纯电动汽车控制系统的方案设计20-32
• 2.1 纯电动汽车结构特点分析20-24
• 2.2 纯电动汽车控制系统总体设计24-27
• 2.3 纯电动汽车控制器设计方案27-31
• 2.3.1 控制器要求27-30
• 2.3.2 控制器功能定义30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 纯电动汽车控制策略研究及仿真分析32-40
• 3.1 纯电动汽车行驶工况分析32
• 3.2 各工况控制策略研究32-34
• 3.3 差速模型的建立34-37
• 3.4 仿真结果分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 纯电动汽车整车控制器硬件设计40-52
• 4.1 整车控制器MCU选型设计40-41
• 4.2 最小系统设计41-44
• 4.2.1 供电电路41-43
• 4.2.2 时钟电路43-44
• 4.2.3 复位电路与BDM电路44
• 4.3 信号处理电路44-46
• 4.3.1 开关信号处理电路45
• 4.3.2 踏板信号处理电路45-46
• 4.4 通讯接口电路46-49
• 4.4.1 串口通讯电路46-48
• 4.4.2 CAN通讯电路48-49
• 4.5 PCB板设计及抗干扰处理49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 5 纯电动汽车整车控制器软件开发52-64
• 5.1 控制器软件架构总体设计52-54
• 5.2 控制器主程序软件开发54-57
• 5.2.1 工况判断程序54-55
• 5.2.2 差速计算程序55-56
• 5.2.3 车速估算程序56-57
• 5.3 控制器底层软件开发57-63
• 5.3.1 初始化子程序57-58
• 5.3.2 信号采集处理子程序58-61
• 5.3.3 通讯接口子程序61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 整车控制器调试及试验64-74
• 6.1 控制器软硬件调试64-69
• 6.2 试验平台的搭建及试验69-71
• 6.2.1 试验平台的搭建69
• 6.2.2 控制器试验69-71
• 6.3 试验结果分析71-72
• 6.4 本章小结72-74
• 7 全文总结与展望74-76
• 7.1 全文总结74-75
• 7.2 工作展望75-76
• 参考文献76-78
• 附录A78-80
• 索引80-82
• 作者简历82-86
• 学位论文数据集86

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