电—电混合复合电源纯电动汽车整车控制器的设计开发

发布时间：2017-09-06 18:26

  本文关键词：电—电混合复合电源纯电动汽车整车控制器的设计开发

  更多相关文章： 复合电源 多变量模糊控制 整车控制器 硬件在环 高压安全

【摘要】：近年来,随着环境污染和资源短缺问题日益严峻,新能源汽车尤其是纯电动汽车受到了人们越来越多的重视,发展纯电动汽车被认为是缓解汽车行业发展问题的新趋势。由于单一电源电动汽车面临着动力电池寿命不佳以及动力性能不够优良等问题,引入超级电容等高功率密度辅助能源的复合电源系统成为了电动汽车动力系统研究领域的热点之一。整车控制器作为电动汽车整车控制系统的最高层级,通过对整车能源系统、动力系统以及高压系统的有效管理,可以延长动力电池寿命,改善汽车动力性,确保整车高压安全。本文分析了纯电动汽车以及复合电源与整车控制器发展现状,基于电-电混合复合电源纯电动汽车对整车控制器进行了设计开发。首先,通过复合电源系统结构的分析对比,确定了“超级电容和双向DC/DC串联再与动力电池并联”的复合电源结构,并根据样车的参数确定了复合电源系统参数；以充分发挥超级电容高功率密度和快速充放电的优势为目标,制定了动力系统多变量模糊控制策略,并使用MATLAB/Simulink对动力系统关键部件进行了建模仿真。离线仿真结果表明,控制策略很好地实现了预期控制目的,发挥了复合电源优势。其次,分析并确定整车控制器的功能和结构,设计了整车控制器硬件,包括电路原理图和PCB；同时,手工编写底层驱动程序和采用自动代码生成工具生成上层主程序,并在此基础上集成开发了整车控制器软件。再次,为验证整车控制器硬件的合理性和可靠性,对整车控制器硬件进行了电气完整性、结构可靠性和电磁干扰检测;搭建试验平台并进行了整车控制器的硬件在环仿真试验,验证了所开发的整车控制器性能。最后,鉴于电动汽车动力系统具有高电压、大电流的特点,根据电-电混合复合电源纯电动汽车高压系统结构特点,从电动汽车高压系统上电、整车高压动态监测及被动安全等方面制定了高压系统安全策略,并基于整车控制器完成了整车高压安全系统设计。
【关键词】：复合电源 多变量模糊控制 整车控制器 硬件在环 高压安全
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 研究的必要性及意义17-18
• 1.1.1 研究的必要性17
• 1.1.2 研究意义17-18
• 1.2 纯电动汽车发展现状18-20
• 1.2.1 国外纯电动汽车发展现状18-20
• 1.2.2 国内纯电动汽车发展现状20
• 1.3 纯电动汽车复合电源研究与应用现状20-21
• 1.4 纯电动汽车整车控制器发展现状21-24
• 1.4.1 国外发展现状21-22
• 1.4.2 国内发展现状22-24
• 1.5 本文研究的主要内容24-25
• 第二章 整车动力系统设计与建模仿真25-46
• 2.1 整车动力系统分析设计25-30
• 2.1.1 电-电混合复合电源纯电动汽车基本结构25-26
• 2.1.2 复合电源结构设计26-28
• 2.1.3 整车动力系统参数确定28-30
• 2.2 汽车运行工况与动力系统控制策略分析制定30-40
• 2.2.1 车辆运行工况分析30-33
• 2.2.2 动力系统控制策略制定33-40
• 2.3 动力系统主要模型建立与控制策略仿真分析40-45
• 2.3.1 动力系统主要模型建立40-42
• 2.3.2 离线仿真与结果分析42-45
• 2.4 本章小结45-46
• 第三章 整车控制器硬件设计与软件开发46-64
• 3.1 整车控制器功能与结构要求46-47
• 3.1.1 功能要求46
• 3.1.2 结构要求46-47
• 3.2 整车控制器硬件设计47-57
• 3.2.1 VCU主控芯片选择47-48
• 3.2.2 最小系统设计48-50
• 3.2.3 信号处理电路设计50-53
• 3.2.4 继电器电路设计53-54
• 3.2.5 通信电路设计54-56
• 3.2.6 整车控制器PCB设计56-57
• 3.3 整车控制器软件开发57-63
• 3.3.1 底层驱动程序开发57-61
• 3.3.2 主程序开发61-63
• 3.3.3 驱动程序与主程序软件集成63
• 3.4 本章小结63-64
• 第四章 整车控制器检测试验与硬件在环试验64-71
• 4.1 整车控制器检测试验64-66
• 4.1.1 电气完整性检测64
• 4.1.2 结构可靠性检测64-65
• 4.1.3 电磁干扰检测65-66
• 4.2 硬件在环试验66-70
• 4.2.1 硬件在环仿真试验基础66-67
• 4.2.2 硬件在环试验方案确定和模型建立67-69
• 4.2.3 试验执行和结果分析69-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第五章 电动汽车高压安全策略研究71-79
• 5.1 纯电动汽车整车高压系统71-72
• 5.2 整车高压安全系统的功能72-73
• 5.3 整车高压系统安全策略及安全系统设计73-78
• 5.3.1 电动汽车高压系统上电策略73-75
• 5.3.2 充电过程控制75
• 5.3.3 整车动态高压监测策略和原理75-77
• 5.3.4 被动安全控制77
• 5.3.5 高压安全系统总体结构设计77-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 全文总结与展望79-81
• 6.1 全文总结及创新79-80
• 6.1.1 全文总结79
• 6.1.2 论文创新点79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况84

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本文编号：804732