电动汽车电机CAN通信与测试系统的研究

发布时间：2017-05-27 14:21

  本文关键词：电动汽车电机CAN通信与测试系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,传统内燃机汽车所面临的能源紧缺问题和环境污染问题日益突显,而具有对环境影响小,噪音小,高效节能特点的电动汽车,已成为汽车产业的发展趋势。电机控制系统作为电动汽车的驱动系统,其性能是否优良直接决定了电动汽车的动力性能和安全性。目前,电动汽车用电机的行业标准还没有完全建立,电动汽车厂商使用的电机规格多样。所以,大功率电机测试系统对评价电动汽车用电机的性能有一定的实际作用。同时,电动汽车电机控制器开发环境大多独立于整车系统,两者间通信报文和传输速率不相同,开发基于CAN总线的电动汽车电机通信方案和上位机监控软件十分必要。 本文首先介绍了电动汽车CAN总线通信主流高层协议J1939协议,详细介绍了J1939协议的数据链路层、应用层、故障诊断和网络管理。并在此协议基础上设计了基于TMS28035的电机驱动器CAN通信软件,实现电机驱动系统与电动汽车整车平台的通信。通过CAN通信上位机软件监控实验验证了电机控制器CAN通信的准确性,并完成整车通信实验。 其次,为了兼容不同电机控制器与电动汽车整车的通信,进行了基于瑞萨SH72A2单片机CAN通信中继站设计。中继站硬件设计包括CAN接口设计和外部电路设计；中继站软件设计完成了双通道CAN通信、报文转换、驻车控制等功能。 本文最后对电动汽车用大功率电机测试平台进行了设计。在对主流电动汽车用电机进行分析基础上,确定测试平台功率容量,并根据驱动电机和负载电机容量设计驱动及能量回馈系统的电控柜。同时,设计了电机测试平台的数据采集系统,数据采集系统包括功率分析仪、转矩传感器、温度采集卡、数据采集卡等。利用上位机测试软件,实现了电机测试系统的自动测试功能,完成了电动汽车用大功率电机的温升实验和负载实验。
【关键词】：电动汽车 CAN总线 J1939协议 电机测试系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;U463.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 电动汽车的发展现状12-13
• 1.2.2 电动汽车通信技术的发展现状13-14
• 1.2.3 电动汽车电机测试系统的发展现状14-15
• 1.3 课题主要研究内容和结构安排15-17
• 1.3.1 基于J1939协议的电动汽车电机通信15
• 1.3.2 基于J1939协议的电动汽车中继站设计15
• 1.3.3 电机测试系统的搭建及电机性能实验15-16
• 1.3.4 本文结构安排16-17
• 第二章 基于J1939协议的电动汽车电机CAN通信17-38
• 2.1 CAN总线概述17-23
• 2.1.1 CAN总线的特点17-19
• 2.1.2 CAN总线报文格式19-21
• 2.1.3 CAN总线错误检测21-23
• 2.2 J1939协议基础23-26
• 2.2.1 J1939协议数据链路层23-25
• 2.2.2 J1939协议应用层25
• 2.2.3 J1939协议故障诊断25-26
• 2.2.4 J1939协议网络管理26
• 2.3 电动汽车电机CAN通信中J1939协议的应用26-34
• 2.3.1 CAN接口电路设计27-28
• 2.3.2 CAN通信主程序28-29
• 2.3.3 网络启动程序29-30
• 2.3.4 报文收发程序30-32
• 2.3.5 报文处理程序32-33
• 2.3.6 网络管理与错误处理33-34
• 2.4 电动汽车CAN通信实验34-38
• 2.4.1 CAN通信监控实验34-35
• 2.4.2 CAN通信整车实验35-38
• 第三章 基于J1939协议的电动汽车中继站设计38-56
• 3.1 中继站结构与功能38-40
• 3.1.1 中继站与整车控制系统关系38-39
• 3.1.2 中继站主要功能39-40
• 3.2 中继站控制器硬件设计40-46
• 3.2.1 微处理器SH72A2介绍40-41
• 3.2.2 微处理器SH72A2实现功能介绍41-42
• 3.2.3 电源模块电路42-44
• 3.2.4 模拟信号处理电路44-45
• 3.2.5 数字信号隔离电路45-46
• 3.2.6 CAN通信接口电路46
• 3.3 中继站软件设计46-49
• 3.3.1 中继站控制器软件开发环境46-47
• 3.3.2 基于J1939的CAN通信软件设计47-49
• 3.4 驻车制动系统软件设计49-53
• 3.4.1 电动汽车数据懫集和控制输出49-52
• 3.4.2 驻车程序52-53
• 3.5 中继站实验53-56
• 第四章 电动汽车电机测试系统设计56-80
• 4.1 电机测试系统功能需求分析与总体结构56-58
• 4.1.1 电机测试系统功能需求分析56
• 4.1.2 电机测试系统总体结构56-58
• 4.2 电机控制系统58-62
• 4.2.1 驱动侧控制系统设计58-61
• 4.2.2 能量回馈侧控制系统设计61-62
• 4.3 数据采集系统62-66
• 4.3.1 扭矩传感器63-64
• 4.3.2 功率分析仪64-66
• 4.3.3 数据采集卡和温度采集卡66
• 4.4 水冷系统66-67
• 4.5 基于LabVIEW的监控软件67-69
• 4.6 电动汽车用电机测试实验结果69-80
• 4.6.1 电机温升实验69-74
• 4.6.2 电机负载实验74-78
• 4.6.3 电机测试系统实验总结78-80
• 第五章 总结与展望80-82
• 参考文献82-85
• 附录85-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 满庆丰;CAN总线的应用与发展[J];电子技术应用;1994年12期

2 齐占宁,陈全世,梁伟铭,葛俊,田光宇;基于机群的电动汽车柔性实时仿真平台的研究与构建[J];机械工程学报;2005年01期

3 张小龙;宋健;冯能莲;王继先;;汽车道路试验测试方法研究进展[J];农业机械学报;2009年04期

4 李永强,宋希庚,薛冬新;CAN局域网及J1939协议在货车和客车上的运用[J];汽车工程;2003年04期

5 周广猛;郝志刚;刘瑞林;陈东;管金发;张春海;;基于MATLAB的发动机万有特性曲线绘制方法[J];内燃机与动力装置;2009年02期

6 徐长明;李伟利;;我国新能源汽车发展分析[J];当代石油石化;2010年01期

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本文编号：400239