电动物流车整车控制器的开发

发布时间：2020-09-11 12:11

　　电动物流车一般用做邮政速递、快递业务、网商送货和超市配货。配送范围一般在市区或者短途城间。近年,随着互联网产业的增长,短途配送需求规模越来越大。我国快递业务量高速增长,增长率超过50%。短途城市物流配送的使用环境,国家对电动车政策支持和财政补贴,为纯电动物流车提供了广阔的市场。整车控制器(VCU)作为电动物流车的关键部件,其性能的优劣直接影响车辆的舒适性、可靠性和安全性。本文依托某公司电动物流车整车控制器开发项目,以电动物流车整车参数、电机参数和动力电池参数为基础,基于V型开发流程开发VCU软硬件,并借助实验室的硬件在环测试设备验证VCU的功能策略。基于V型的开发方法提高了开发效率,同时将大部分问题在开发与硬件在环测试过程中屏蔽掉。避免了开发过程对实车的依赖,缩短了开发时间。本文所做的工作及取得的成果如下:(1)基于V型开发流程开发电动物流车整车控制器整体方案。分析整车控制器需要满足的功能。设计了整车CAN总线的网络拓扑结构,开发了VCU与其它控制器节点的交互信号和报文。(2)分析硬件设计流程,设计VCU的硬件。根据VCU功能需求设计了硬件的整体方案。选择微控制器和CAN收发器的型号,设计各个功能模块的原理图。以原理图为依据,以布线规则为准则设计了印刷电路板。在印刷电路板上焊接电子器件,边焊接边调试完成VCU硬件开发。(3)基于模型开发和统一建模规范,在Matlab/Simulink中对应用层模型分模块建模。各个功能模块模型集成后生成代码。在CodeWarrior开发环境下开发底层程序,并将开发完成的应用层代码与底层程序集成。将集成后的代码编译后下载到VCU硬件中。(4)基于dSPACE的SCALEXIO系统搭建VCU硬件在环测试所需要的电气环境。基于Matlab/Simulink软件二次开发整车模型构造整车运行环境。使用dSPACE的测试管理软件ControlDesk搭建测试管理环境。开发测试用例,然后根据测试用例实施测试,得出测试结果。经过分析测试结果,得出整车控制器满足网络管理、驾驶员意图的解析、驾驶模式选择、制动能量回馈控制、故障诊断处理和车辆仪表信息显示的功能需求。
【学位单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

近年，随着互联网产业的增长，短途配送需求规务量高速增长，增长率一度超过 50%[1]。《2017 年国内外油17 年中国石油消费量同比增上 6.0%达到 6.10 亿吨，而国内1%下降到 1.92 亿吨。中国原油消费持续增长，原油产量持煤少油的国家，石油储备时刻影响着国家的发展。与此同时占比最高的污染源，国内多个城市陷入“雾霾危机”。基于流业增长规模考虑，交通部提出了《促进道路货运行业健康020 年)》。该计划提出我国运行在市区或者短途城间的货车方政府也提出了短途货运采用电动车，给电动物流车带来了动物流车的产销规模也持续扩大。如图 1.1 所示，2014 年我辆。2015 年电动物流车产量增长了 10 倍，全年达到了 47三批新能源汽车推广应用推荐车型目录中没有电动物流车，量出现激增，全年产量达到了 6 万辆，增幅不大[2]。2017 年年增长 279.39%，累计达到 15.2 万台。短途城市物流配送车政策支持和财政补贴，使电动物流车有更广阔的市场，也持持续增长。预计到 2020 年产销量将达到 40 万辆[1]。

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图 1.2 英飞凌 VCU 架构图 1.3 英飞凌 VCUFig. 1.2 VCU architecture of Infineon Fig. 1.3 The VCU of Infineon（2）大陆 VCU 解决方案大陆 VCU 使用功能强大的 32 位控制器，用于实时控制算法。应用程序编程基于模型的开发系统（MBDS）使用 Matlab/Simulink 完成，基于 PC 的 MBDS 软件开发环境通过 CAN 总线将应用程序编译并下载到控制单元[6]。VCU 有 2 个与 J1939 兼容的 CAN 接口。第三个 CAN 接口用于软件下载和诊断功能。用户可以创建自己的应用程序来定义 I/O 的功能。增加了部分特殊的输入设计，如 PWM 或传感器的电压特性。多个输出包括了简单的数字开关量输出和 PWM 输出。大陆 VCU 架构如图 1.4所示，实物如图 1.5 所示。

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【参考文献】