本文關(guān)鍵詞：純電動(dòng)輕型客車整車控制器的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 純電動(dòng)輕客 VCU 故障診斷 控制策略 軟硬件設(shè)計(jì)

【摘要】：本文圍繞純電動(dòng)輕型客車的核心控制部件——整車控制器(Vehicle Control Unit,VCU)開展了研究與開發(fā)工作。主要工作內(nèi)容包括:(1)整車控制系統(tǒng)的總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)。對(duì)純電動(dòng)輕型客車整車控制系統(tǒng)基本組成和工作原理進(jìn)行研究,提出了整車控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案。采用大扭矩永磁同步電機(jī)、磷酸鐵鋰動(dòng)力電池以及BMS能源管理系統(tǒng),基于CAN總線通信形成了整車電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)直驅(qū)的純電動(dòng)輕型客車技術(shù)路線。根據(jù)整車性能的設(shè)計(jì)指標(biāo),進(jìn)行了電機(jī)、電池參數(shù)計(jì)算,選用了液壓式電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置提升了車輛轉(zhuǎn)向性能。(2)VCU的硬件電路設(shè)計(jì)。對(duì)VCU的原理和主要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行研究,搭建了整車電氣架構(gòu),提出了VCU硬件的架構(gòu)方案。遵循通用性和低成本的原則對(duì)VCU硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),完成了主控芯片的選型并分別設(shè)計(jì)了單片機(jī)最小系統(tǒng)、輸入信號(hào)調(diào)理模塊、智能輸出功率驅(qū)動(dòng)模塊、CAN總線通訊模塊,采取了一系列抗干擾措施提高了VCU硬件的抗干擾能力,并對(duì)PCB板的可靠性進(jìn)行了設(shè)計(jì)及分析。(3)VCU的軟件設(shè)計(jì)。建立了VCU軟件的結(jié)構(gòu)方案,制定了VCU軟件功能,基于分層的模塊化思想設(shè)計(jì)了整車軟件框架,介紹了VCU軟件的集成開發(fā)流程。對(duì)整車行駛控制策略進(jìn)行了研究與制定,依據(jù)車輛在各個(gè)狀態(tài)下的行駛工況,制定了7種整車工作模式,包括自檢、駐坡、行駛等,在不同行駛狀態(tài)下各種模式可以互相切換。制定了基于轉(zhuǎn)矩控制的驅(qū)動(dòng)策略,將轉(zhuǎn)矩更合理地分配給電機(jī)。制定了制動(dòng)能量回收策略,在滿足車輛行駛安全性、動(dòng)力性和舒適性的前提下,增加了純電動(dòng)輕客的續(xù)駛里程。對(duì)各系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行分類,制定了故障診斷策略。搭建了基于Matlab/Simulink的策略模型,根據(jù)控制策略模型生成了C代碼,并提供了RTW(Real Time Workshop,實(shí)時(shí)工作間)自動(dòng)代碼的調(diào)試過程。(4)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)車進(jìn)行道路試驗(yàn),測(cè)試了該電動(dòng)輕客的動(dòng)力性能、最高行駛車速等參數(shù);對(duì)整車行駛控制策略的可靠性及有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,對(duì)該車輛轉(zhuǎn)矩控制、制動(dòng)能量回收策略進(jìn)行了測(cè)試分析,結(jié)果表明駕駛舒適性和經(jīng)濟(jì)性得到了改善。建立了基于Labview的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)上對(duì)純電動(dòng)輕客道路試驗(yàn)中的各種車輛信息進(jìn)行直觀地統(tǒng)計(jì)分析,車輛信息包含行駛速度、能量消耗、續(xù)航里程和運(yùn)行故障等。試驗(yàn)結(jié)果表明,自主開發(fā)的VCU可以很好地控制整車系統(tǒng)工作,使車輛加速平滑,各控制模式切換平順,節(jié)約能耗16.7%~28.3%,在出現(xiàn)故障時(shí)策略處理地及時(shí)準(zhǔn)確,能夠有效地保護(hù)車輛及人員安全。
【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)輕客 VCU 故障診斷 控制策略 軟硬件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 純電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 新能源汽車的分類11-12
• 1.2.2 國外純電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r12-15
• 1.2.3 國內(nèi)純電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r15-16
• 1.3 當(dāng)前純電動(dòng)汽車研究的關(guān)鍵技術(shù)16-17
• 1.4 課題研究的目的及主要內(nèi)容17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 本文主要研究的內(nèi)容17-19
• 第二章 整車控制系統(tǒng)的總體技術(shù)方案19-34
• 2.1 整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)19-21
• 2.1.1 整車性能設(shè)計(jì)指標(biāo)20-21
• 2.1.2 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案21
• 2.2 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型21-26
• 2.2.1 整車技術(shù)參數(shù)21-22
• 2.2.2 電機(jī)選型及參數(shù)計(jì)算22-24
• 2.2.3 電池選型及參數(shù)計(jì)算24-26
• 2.3 轉(zhuǎn)向/制動(dòng)輔助系統(tǒng)選型26-28
• 2.3.1 轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)26-27
• 2.3.2 制動(dòng)輔助系統(tǒng)27-28
• 2.4 整車通信網(wǎng)絡(luò)管理28-33
• 2.4.1 CAN總線的通信原理28-29
• 2.4.2 整車CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29-31
• 2.4.3 通信規(guī)范31-32
• 2.4.4 協(xié)議報(bào)文32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 VCU的硬件電路設(shè)計(jì)34-47
• 3.1 VCU方案設(shè)計(jì)34-36
• 3.1.1 VCU原理和功能34-35
• 3.1.2 整車電氣架構(gòu)和VCU硬件架構(gòu)方案35-36
• 3.2 硬件電路設(shè)計(jì)36-43
• 3.2.1 主控芯片選擇36-37
• 3.2.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.3 信號(hào)輸入調(diào)理模塊電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.4 輸出功率驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.2.5 CAN通信模塊設(shè)計(jì)42-43
• 3.3 PCB板可靠性設(shè)計(jì)及分析43-46
• 3.3.1 PCB板散熱設(shè)計(jì)及分析43-44
• 3.3.2 PCB板的抗干擾設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.3 PCB板的三防處理45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 VCU的軟件設(shè)計(jì)47-66
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)方案47-48
• 4.1.1 VCU軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)47-48
• 4.1.2 VCU軟件的集成開發(fā)流程48
• 4.2 整車行駛控制策略48-61
• 4.2.1 轉(zhuǎn)矩控制策略50-52
• 4.2.2 制動(dòng)能量回收控制策略52-56
• 4.2.3 故障診斷及處理策略56-60
• 4.2.4 跛行回家模式60-61
• 4.3 VCU的應(yīng)用層軟件設(shè)計(jì)61-62
• 4.4 VCU的底層軟件設(shè)計(jì)62-65
• 4.4.1 信號(hào)采集流程63
• 4.4.2 CAN通訊流程63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 VCU的策略驗(yàn)證及道路測(cè)試66-72
• 5.1 整車動(dòng)力總成系統(tǒng)及測(cè)試條件66-67
• 5.2 實(shí)車道路測(cè)試67-71
• 5.2.1 車輛加速及最高車速試驗(yàn)67-68
• 5.2.2 轉(zhuǎn)矩控制策略試驗(yàn)68-69
• 5.2.3 車輛制動(dòng)能量回收試驗(yàn)69
• 5.2.4 遠(yuǎn)程故障監(jiān)測(cè)實(shí)車道路試驗(yàn)69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 本文的研究總結(jié)72-73
• 6.2 不足與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：952141