乘用车新型电子风扇控制器研发
发布时间：2021-08-26 02:31
汽车电子风扇是发动机热管理的核心部件之一,是实现降低燃油车油耗的重要手段。2016年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》。规划明确规定,中国汽车节能标准的整体目标为:2020年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0L/100km,2025年乘用车新车平均燃料消耗量达到4.0L/100km。电动冷却风扇替代传统冷却风扇,发动机功率损失不但可以减少5%～12%,还可以大量减少发动机的传热损失以及低温条件下的过度磨损,其综合节油指标达到10%,成为车用发动机冷却风扇的更新换代产品。本文采用汽车级处理器MLX80153为主控芯片,设计实现了一款功率为520瓦的电子风扇控制器。该控制器通过PWM接口接收车载电子控制单元（ECU）控制信号,实现散热风扇的无极调速。控制器具备完善的保护功能,包括反压保护、过压保护、欠压保护、短路保护、堵转保护、开路保护和过温保护,并能实时向ECU发送故障代码。通过精心设计,控制器具备良好的电磁兼容（EMC）性能以及环境和耐久性能,分别满足GMW3097和GMW3172标准要求,同时降低了控制器自身发热量。本文还设计了一套电子风扇测试工作台,能够实现电子风扇的调速...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４反电动势波形??Ｆｉｇ．?２－４?Ｂａｃｋ?ＥＭＦ?ｗａｖｅｆｏｒｍ??
３．２．２故障码反馈电路仿真??首先在设计故障码反馈电路时，需了解车载ＥＣＵ如何发送ＰＷＭ信号。如??图３－２所示，图中左侧黑框部分为车载ＥＣＵ发送ＰＷＭ信号的简易电路原理图。??车载ＥＣＵ的ＰＷＭ引脚内部是采用开漏输出模式，无法提供高电平。所以需要??模块自身提供一个上拉电阻Ｒ２。ＶＩ为车载ＥＣＵ内部频率发生器，根据要求这??里ＶＩ设置频率为１００Ｈｚ占空比为５０％。通过控制三极管Ｑ２的集电极和发射极??导通和截止生成ＰＷＭ信号。?????：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：?：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：??＾?１３Ｖ??????Ｉｒ２?ｖｓｕｒ?ＭＬＸ８０１５Ｊ??：：：车载ＥＣＵ：?ｐｙｙｆｙｕＮ：。：：?：：?ｆ１〇ｋ〇?—?｜?１３Ｖ?：?：?：：：：：：：：：：：：：：：；??；（―－?？?＇?ＶＡ—???：?：?：?：?：?：?：?：?：?：?■丄Ｒ４?．：??（Ｒ）ｌＯＶ?？?２Ｎ２７１２：?；?：：；：：：：：?：：＾?２Ｎ２７１２＾?：?：?：?：?：：＾?：?．?．?：?：?：?２Ｎ＾２?；?：?＇?｜??？?：?■：；?；：：：：：：：：：：：：：：：：?：?：ＭＶＩｐｔ）－?－?？?？?：?：?；?：■：；；?：：：：：：：．—?．：：：?：?ｌ???Ｊ?：：：：：：：：：：：：?Ｃｉ?：?：：：?：；??：Ｔ２．２ｎＦ：：二二．ｎ：：：：??ｐｖｖｍ＾ｉｎ?Ｍｙｒｏｏ?；Ｍｙｒｐ２：?，?＾?Ｔ｛＾－：：??．．．．宁（
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【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车功率MOSFET功耗与PCB热阻计算[J]. 曹泽中. 机械设计. 2018(S1)
[2]混合动力汽车冷却风扇的模糊逻辑优化控制[J]. 封进,杜常清. 制造业自动化. 2018(06)
[3]基于Ansys Icepak的负载器热设计与热分析[J]. 蔡惠华,贾丰锴,张莉莉,孙德冲,孟翔宇. 宇航计测技术. 2018(02)
[4]某型机车冷却风扇电机电流偏大故障原因[J]. 吴娟,孙春福. 中国科技信息. 2018(07)
[5]逆变器基于电阻采样的直流分量调节电路分析[J]. 朱强,王进城,孙荣川. 电力电子技术. 2018(01)
[6]基于PWM风扇的某车型冷却系统能耗研究[J]. 吴昌庆,刘聪聪. 汽车实用技术. 2017(19)
[7]关于低压电容器选用的探讨[J]. 吴征杰. 工程建设与设计. 2017(17)
[8]基于最大时域瞬态噪声的去耦电容选择方法[J]. 刘洋,白钰杰,罗厚兴,夏建强. 电子与信息学报. 2017(11)
[9]基于电机电流分析的万能式断路器机械故障诊断[J]. 孙曙光,赵黎媛,杜太行,于晗,王岩. 仪器仪表学报. 2017(04)
[10]汽车发动机电动冷却风扇智能控制系统设计[J]. 余海洋,曹志良,刘绍波. 电子器件. 2016(06)
硕士论文
[1]汽车电子风扇检测装置的研究与实现[D]. 武阳.天津工业大学 2018
[2]汽车零部件级电磁兼容（EMC）测试技术研究[D]. 刘祥武.湖南大学 2017
[3]客车发动机冷却风扇智能控制系统的研发[D]. 周常伟.山东建筑大学 2016
[4]基于嵌入式的发动机冷却系统智能控制器的研究[D]. 单超颖.沈阳工业大学 2012
[5]汽车发动机冷却系统测控研究与设计[D]. 蒋开正.电子科技大学 2005
本文编号：3363365
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４反电动势波形??Ｆｉｇ．?２－４?Ｂａｃｋ?ＥＭＦ?ｗａｖｅｆｏｒｍ??
３．２．２故障码反馈电路仿真??首先在设计故障码反馈电路时，需了解车载ＥＣＵ如何发送ＰＷＭ信号。如??图３－２所示，图中左侧黑框部分为车载ＥＣＵ发送ＰＷＭ信号的简易电路原理图。??车载ＥＣＵ的ＰＷＭ引脚内部是采用开漏输出模式，无法提供高电平。所以需要??模块自身提供一个上拉电阻Ｒ２。ＶＩ为车载ＥＣＵ内部频率发生器，根据要求这??里ＶＩ设置频率为１００Ｈｚ占空比为５０％。通过控制三极管Ｑ２的集电极和发射极??导通和截止生成ＰＷＭ信号。?????：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：?：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：??＾?１３Ｖ??????Ｉｒ２?ｖｓｕｒ?ＭＬＸ８０１５Ｊ??：：：车载ＥＣＵ：?ｐｙｙｆｙｕＮ：。：：?：：?ｆ１〇ｋ〇?—?｜?１３Ｖ?：?：?：：：：：：：：：：：：：：：；??；（―－?？?＇?ＶＡ—???：?：?：?：?：?：?：?：?：?：?■丄Ｒ４?．：??（Ｒ）ｌＯＶ?？?２Ｎ２７１２：?；?：：；：：：：：?：：＾?２Ｎ２７１２＾?：?：?：?：?：：＾?：?．?．?：?：?：?２Ｎ＾２?；?：?＇?｜??？?：?■：；?；：：：：：：：：：：：：：：：：?：?：ＭＶＩｐｔ）－?－?？?？?：?：?；?：■：；；?：：：：：：：．—?．：：：?：?ｌ???Ｊ?：：：：：：：：：：：：?Ｃｉ?：?：：：?：；??：Ｔ２．２ｎＦ：：二二．ｎ：：：：??ｐｖｖｍ＾ｉｎ?Ｍｙｒｏｏ?；Ｍｙｒｐ２：?，?＾?Ｔ｛＾－：：??．．．．宁（
图３－３未发生保护波形图??Ｆｉｇ．?３－３?Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｍｉ?ｎｏｔ?ｇｅｎｅｒａｔｅｄ?Ｆｉｇｕｒｅ??如图３－３所示，当主控芯片ＭＬＸ８０１５３检测到电机未发生异常时，由于电机??未发生保护，所以ＨＶＩ０２引脚为低电平。图３－３中为Ａ通道检测出的波形图，??由图可知此时ＨＶＩ０２引脚确实为低电平。ＰＷＭ＿ＩＮ处的波形和ＨＶＩＯＯ引脚处??的波形完全重合，且经过测量频率和占空比和车载ＥＣＵ电路发出的ＰＷＭ波形??一致。说明当电机未发生异常时，ＨＶＩＯＯ引脚可正常接收车载ＥＣＵ发来的ＰＷＭ??信号。??Ｆｏｕｒ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ－ＸＳＣｌ??］｜?Ｗ－??Ｊ．．?■．?ｉ．?■???ＪＷＢＷＢＷＢＩ，??Ｔ１?Ｃｈａｒｍｄ＿Ａ?Ｃｈａｎｏｄ＿Ｂ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｃ?Ｃｈａｎｎｅ）?Ｄ?＇Ｒｅｖｔｒｓｅ?Ｉ??ｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车功率MOSFET功耗与PCB热阻计算[J]. 曹泽中. 机械设计. 2018(S1)
[2]混合动力汽车冷却风扇的模糊逻辑优化控制[J]. 封进,杜常清. 制造业自动化. 2018(06)
[3]基于Ansys Icepak的负载器热设计与热分析[J]. 蔡惠华,贾丰锴,张莉莉,孙德冲,孟翔宇. 宇航计测技术. 2018(02)
[4]某型机车冷却风扇电机电流偏大故障原因[J]. 吴娟,孙春福. 中国科技信息. 2018(07)
[5]逆变器基于电阻采样的直流分量调节电路分析[J]. 朱强,王进城,孙荣川. 电力电子技术. 2018(01)
[6]基于PWM风扇的某车型冷却系统能耗研究[J]. 吴昌庆,刘聪聪. 汽车实用技术. 2017(19)
[7]关于低压电容器选用的探讨[J]. 吴征杰. 工程建设与设计. 2017(17)
[8]基于最大时域瞬态噪声的去耦电容选择方法[J]. 刘洋,白钰杰,罗厚兴,夏建强. 电子与信息学报. 2017(11)
[9]基于电机电流分析的万能式断路器机械故障诊断[J]. 孙曙光,赵黎媛,杜太行,于晗,王岩. 仪器仪表学报. 2017(04)
[10]汽车发动机电动冷却风扇智能控制系统设计[J]. 余海洋,曹志良,刘绍波. 电子器件. 2016(06)
硕士论文
[1]汽车电子风扇检测装置的研究与实现[D]. 武阳.天津工业大学 2018
[2]汽车零部件级电磁兼容（EMC）测试技术研究[D]. 刘祥武.湖南大学 2017
[3]客车发动机冷却风扇智能控制系统的研发[D]. 周常伟.山东建筑大学 2016
[4]基于嵌入式的发动机冷却系统智能控制器的研究[D]. 单超颖.沈阳工业大学 2012
[5]汽车发动机冷却系统测控研究与设计[D]. 蒋开正.电子科技大学 2005
本文编号：3363365
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