微型电动汽车整车控制器设计

发布时间：2017-09-07 03:33

  本文关键词：微型电动汽车整车控制器设计

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【摘要】：随着社会的进步与科技的发展,人们对煤炭、石油、天然气等化石能源的消耗量与日俱增,随之而来的就是能源危机与环境污染问题。为了减少化石能源燃烧造成的环境污染,研究电动汽车及其相关技术已经成为了热点和世界潮流。本论文首先,简单介绍了电动汽车的国内外研究与发展现状,分析了现有电动汽车的驱动原理与动力系统结构,确定本文研究的电动汽车选用纯电动、单电机、集中后轮驱动的结构方式；定义了整车控制器的功能需求,进行了整车控制信号分析,确定了以CAN总线为通讯方式的整车控器结构方案。其次,较为详细的分析了汽车在不同工作状态下驾驶员的操作意图,将电动汽车的工作状态分为了七种驾驶模式,并针对每一种驾驶模式制定了相应的控制策略；确定电动汽车采用机械制动与再生制动相结合的制动方式,制定了相应的控制策略；基于CAN总线通讯技术,制定了整车双CAN通讯拓扑结构；研究了动力锂电池与超级电容技术,对锂电池进行了充放电特性研究,设计了一种可变容量锂电池组；设计了超级电容+动力锂电池的混合电源系统,根据电源系统的不同工作状态制定了较为详细的能量流动方案；制定了超级电容回收主要能量,锂电池回收部分能量的再生能量回收方案。最后,基于STM32F205ZET6芯片完成了整车控制器硬件电路设计,主要包括：最小系统电路、电源转换电路、数据处理电路、通讯电路；完成了整车控制器软件设计,将整车控制软件分为了系统自检、驱动控制、制动控制、CAN通讯等主要模块。初步模拟和实验表明,本论文整车控制器设计时可行的。
【关键词】：电动汽车 整车控制器 控制策略 能量管理 能量回收
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 电动汽车发展现状10-14
• 1.2.1 国内外发展概况10-12
• 1.2.2 电动汽车发展现状12-14
• 1.3 电动汽车整车控制器研究现状14-15
• 1.3.1 国外研究情况14
• 1.3.2 国内研究情况14-15
• 1.4 电动汽车关键技术15-17
• 1.5 论文研究意义与主要内容17-18
• 第2章 电动汽车基本结构18-25
• 2.1 电动汽车驱动原理分类18-19
• 2.2 电动汽车力学性能分析19-21
• 2.3 电动汽车动力系统结构形式21-22
• 2.4 电动汽车整车系统构成22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 电动汽车整车控制器系统方案设计25-40
• 3.1 整车控制器方案设计25-28
• 3.1.1 整车控制器的功能定义与设计要求25-26
• 3.1.2 整车控制器信号分析26-27
• 3.1.3 整车控制器结构示意图27-28
• 3.2 驱动与再生制动控制策略28-36
• 3.2.1 驱动控制策略研究28-33
• 3.2.2 汽车制动基础33-35
• 3.2.3 再生制动控制策略研究35-36
• 3.3 整车控制通信网络搭建36-39
• 3.3.1 CAN总线技术介绍36-38
• 3.3.2 SAEJ1939协议简介38
• 3.3.3 基于SAE J1939协议的CAN总线网络拓扑结构38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 能源管理系统设计40-56
• 4.1 动力电池简介40
• 4.2 动力锂电池特性研究40-44
• 4.2.1 三元锂电池概述41
• 4.2.2 试验设备与实验方法41-42
• 4.2.3 三元锂电池充电特性42-43
• 4.2.4 三元锂电池放电特性特性43-44
• 4.3 可变容量锂电池组设计44-48
• 4.3.1 电池成组技术44-46
• 4.3.2 可变容量锂电池组设计46-48
• 4.4 超级电容简介48-50
• 4.5 混合电源系统设计与控制策略50-55
• 4.5.1 混合电源系统设计50-52
• 4.5.2 混合电源能量分配与控制策略52-54
• 4.5.3 制动能量回收设计54-55
• 4.7 本章小节55-56
• 第5章 整车控制器的软硬件设计56-72
• 5.1 整车控制器硬件电路设计56-64
• 5.1.1 STM32F205微处理器功能简介56-57
• 5.1.2 电源转换电路设计57-58
• 5.1.3 最小系统电路设计58-60
• 5.1.4 数据处理电路设计60-62
• 5.1.5 通讯电路设计62-64
• 5.2 整车控制器软件设计64-69
• 5.2.1 整车控制软件主流程64-66
• 5.2.2 系统自检流程66
• 5.2.4 驱动控制流程66-68
• 5.2.5 制动控制流程68
• 5.2.6 CAN通讯流程68-69
• 5.3 实验设备介绍69-70
• 5.4 本章小结70-72
• 总结和展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文与专利78

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本文编号：807179