纯电动汽车控制器设计与开发

【摘要】： 纯电动汽车的控制技术是电动汽车开发的关键技术之一,也是自主知识产权的重要体现,本文以陕西省重点科技攻关计划项目为依托,围绕纯电动汽车的核心部件——控制器开展设计研究工作。论文的研究工作及主要创新点包括： 1.在国内外研究的基础上,从驱动系统、经济性和动力性三方面的需求分析考虑,完成了纯电动汽车电源的设计和控制系统设计方案。 2.在全面分析纯电动汽车整车环境的基础上,从技术要求、信号分析、MCU选型、外观设计等方面提出控制器设计方案。并据此完成了以电源、最小系统、PWM信号输出电路、传感器及信号调理电路、通信接口电路等为模块的控制器硬件电路设计。 3.从软件可靠性、结构和控制流程等方面对控制软件进行总体设计。针对纯电动汽车驱动和再生制动的问题,提出了相应的控制策略。完成了基于模糊PID算法的纯电动汽车驱动控制器的设计。 4.在硬件调试和软件调试的基础上,通过汽车传动实验台完成了行驶工况模拟实验。 【关键词】：纯电动汽车 控制器 硬件设计 模糊PID控制 系统调试
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 纯电动汽车的发展现状9-12
• 1.1.1 日本纯电动汽车的发展现状9-10
• 1.1.2 美国纯电动汽车的发展现状10-11
• 1.1.3 欧洲纯电动汽车的发展现状11-12
• 1.1.4 国内纯电动汽车的发展现状12
• 1.2 课题的来源及意义12-13
• 1.3 纯电动汽车ECU的国内外现状13-15
• 1.3.1 国外电动汽车ECU的现状13-14
• 1.3.2 国内电动汽车ECU的现状14-15
• 1.4 本文的主要内容15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 纯电动汽车控制系统的设计方案16-26
• 2.1 控制系统电源的设计16-20
• 2.1.1 电机驱动系统需求分析16-17
• 2.1.2 经济性需求分析17-19
• 2.1.3 动力性需求分析19-20
• 2.1.4 控制系统电源的设计20
• 2.2 控制系统总体设计20-22
• 2.2.1 控制系统的总体设计方案20-21
• 2.2.2 控制系统主回路设计21-22
• 2.3 控制器的设计方案22-25
• 2.3.1 控制器的技术要求22
• 2.3.2 控制器的信号分析22-23
• 2.3.3 控制器的系统构成23-24
• 2.3.4 MCU的选型24
• 2.3.5 控制器的外观设计24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 控制器的硬件设计26-40
• 3.1 电源系统设计26
• 3.2 最小系统设计26-29
• 3.2.1 供电电路26-27
• 3.2.2 时钟电路27-28
• 3.2.3 复位电路28-29
• 3.3 PWM输出电路设计29-31
• 3.4 传感器和信号调理电路设计31-35
• 3.4.1 电压、电流传感器信号调理电路设计31-34
• 3.4.2 加速踏板和温度传感器信号调理电路设计34-35
• 3.4.3 速度传感器信号调理电路设计35
• 3.5 数据通信接口电路设计35-37
• 3.6 PCB Layout设计的抗干扰处理37-39
• 3.6.1 最小系统的抗干扰设计37-38
• 3.6.2 控制器PCB的抗干扰设计38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 控制器的软件设计40-55
• 4.1 控制软件的总体设计40-42
• 4.1.1 控制软件可靠性设计40-41
• 4.1.2 控制软件的结构41
• 4.1.3 控制流程41-42
• 4.2 纯电动汽车控制策略研究42-45
• 4.2.1 再生制动控制策略42-44
• 4.2.2 驱动控制策略44-45
• 4.3 纯电动汽车驱动控制的模糊PID控制器设计45-51
• 4.3.1 输入输出量的模糊化45-46
• 4.3.2 隶属函数设计46-48
• 4.3.3 模糊规则库设计48-50
• 4.3.4 解模糊方法50
• 4.3.5 PID控制器50-51
• 4.4 接口层模块的程序设计51-54
• 4.4.1 PWM信号输出51-52
• 4.4.2 速度测量52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 控制器的调试55-69
• 5.1 控制器的硬件调试55-58
• 5.1.1 通信模块、开关量输入输出模块和数码显示模块功能测试56-57
• 5.1.2 PWM模块功能测试57-58
• 5.2 控制器的软件调试58-63
• 5.2.1 A/D模块的软件调试59-61
• 5.2.2 中断模块的软件调试61-62
• 5.2.3 PWM模块软件调试62-63
• 5.3 系统调试63-65
• 5.3.1 速度测量模块的调试64
• 5.3.2 电压和电流测量模块的调试64-65
• 5.4 台架实验65-67
• 5.4.1 电机加速工作状态66-67
• 5.4.2 电机加载运行状态67
• 5.5 本章小结67-69
• 第六章 全文总结69-71
• 6.1 全文工作总结69
• 6.2 工作展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文74-75
• 致谢75

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