电动汽车集成式整车控制器功能逻辑开发及测试研究

发布时间：2021-04-14 03:10

　　新能源汽车技术已成为当代汽车技术的发展趋势,汽车内部电子控制单元数量不断增多。随着电力电子技术的高速发展,整车控制器与其他种类不同的电子控制器进行集成,或者与其外围的各部件进行集成,即集成式整车控制器。这将是整车电控系统技术未来的发展趋势。本论文基于电动汽车动力系统及整车能量管理功能逻辑需求分析,依托企业具体开发项目提出将整车控制器与电机控制器集成化设计的集成式整车控制器方案,完成集成式整车控制器系统架构、功能需求及功能逻辑特点分析;进行相关控制功能逻辑研究与开发,对所开发功能逻辑进行实时验证测试。论文主要研究内容如下:1)电动汽车动力系统布置分析及其驱动电机系统的外特性、效率特性、过载特性、堵转特性等工作特性的分析;整车能量管理以及电气系统功能逻辑需求分析。2)基于企业的开发项目中提出将整车控制器与电机控制器集成化设计的集成式整车控制器方案,完成控制器系统的硬件系统架构、软件系统架构分析,根据电气系统功能逻辑分析,完成集成式整车控制器系统功能需求分析及功能逻辑特点分析。3)根据集成式整车控制器系统功能需求分析及功能逻辑特点,完成控制器系统基本功能逻辑开发;结合车辆的行驶状态、挡位情况... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电动汽车“三电”系统

重庆理工大学硕士学位论文21.2集成式整车控制器研究现状及发展趋势随着电动汽车技术的不断发展，人们对于电动汽车性能要求也逐步在提高，汽车内部电子控制系统数量在不断增多。例如驱动电机控制系统、动力电池管理系统、车辆控制器、车身控制器、车辆充电器等。同时，随着电子控制单元数量的增加，成本也会增加，对于整车电控系统的发展趋势，主要趋于以下几点：a)对数据中心处理器的要求越来越高；b)对控制器下的软件架构发展趋于规范化；c)对控制器的硬件组装趋于集成一体化的设计[8]。整车控制器与其他种类不同的电子控制器进行集成，或者与其外围的各部件进行集成，以达到整车控制系统的集成化设计，统称为集成式整车控制器。这将是整车电控系统技术未来的发展趋势。目前集成式整车控制器主要的特点有：a)传感器集成；b)集成控制器中的各类电力电子功率器件；c)中间储能器件集成[9]。针对现目前电动汽车电子控制系统集成技术，国外的控制器集成一体化设计及其控制技术，发展较为成熟。美国ACPropulsion公司研究开发设计了一款集成式整车控制器，如图1-2所示该控制器在宝马MINI-E车型中的应用，该控制器集成了汽车与电网之间的双向交流电网接口（V2G）以及整车控制功能，集成化设计后控制系统功能更强，更全面[8]。图1-2美国ACPropulsion公司一体化集成式整车控制器整车信号电机信号电池信号PCU控制电机发电机各种信息接口输入信号输出信号整车控制电机控制电池控制安全性检测单元集成控制器控制板微处理器图1-3现代起亚集成式整车控制器结构图

1绪论3现代-起亚公司基于控制器“V”模式开发将混合动力汽车的整车控制器、电机控制器及电池管理系统进行集成设计，结构如图1-3所示，实现成本、体积的降低，效果显著[8,10]。国内电动汽车系统集成技术起步较晚，但近年来得到了国家的大力支持，大学和大型汽车制造商在集成技术研究方面也取得了突破。吉利汽车公司在电驱动系统从分离式向集成式转变，并开始电驱系统的自主研发工作（EDS项目），吉利将基于EDS进行400V自主电驱总成平台的开发，电机冷却系统的改善和电压提升将作为性能提升的主要路径。吉利独立自主研发的EDS系统集成了电机、减速器、电机控制器（MCU）、车辆控制器（VCU）、变速器控制器（TCU）5个模块和功能。电机采用Hair-PIN绕线工艺，减速器具备驻车预留功能，采用集成控制单元（EDU）实现硬件共板共芯高度集成，驱动模块采用高功率模块英飞凌HP-drive，基于AUTOSAR软件架构开发基础软件、基于SPM以及现有自主电机控制器和整车控制器软件开发EDU应用层软件,基于整车需求，开发功能安全和网络管理，功能安全等级达到ASILC；航天新长征电动汽车技术有限公司（隶属中国航天科技集团公司第一研究院）研发了五合一集成式整车控制器如图1-4所示，由一路电机控制模块，一路DCDC、两路DCAC、整车控制模块和整车高压配电组成。上海大郡自2011年起开始集成式控制器的开发，在乘用车双电机集成控制器，商用车五合一集成控制器方向均有成熟的市场化解决方案和重要的客户基础，如图1-5所示为开发的五合一集成整车控制器方案。图1-4航天新长征电动汽车“五合一”控制器示意图1-5上海大郡“五合一”控制器方案


本文编号：3136538