纯电动汽车整车控制系统研究和设计

【摘要】：汽车是人类利用最多的交通工具,由于汽车行业的不断发展,全球汽车保有量不断上升,汽车消耗的能源和排放的废气不断增加,这就导致了现在影响社会发展的两大因素:环境污染和能源危机。因此,世界各国都在大力推动新能源汽车技术发展,其中纯电动汽车能源利用率高、低排放或零排放的优势,是各国新能源汽车发展的主攻方向。为了研究开发纯电动汽车技术,学校与某汽车公司合作了将七座MPV改装成纯电动汽车的项目。本文是在完成改装项目的基础上,对纯电动汽车整车控制系统进行了部分研究与设计。(1)完成改装汽车的工作。首先确定改装的整车结构形式,然后根据制定的改装性能指标,完成对电机、电池和传动比的参数匹配设计。(2)在完成汽车改装项目后,本文以改装的纯电动汽车为基础车型进行整车控制策略的相关研究。首先研究分析分工况控制策略,对汽车运行模式和工况的判断条件进行了具体分析。然后重点是基于模糊控制设计了加速转矩控制策略,在汽车加速过程中,基于模糊控制对驾驶员加速意图进行识别,并根据不同的加速意图在基准转矩的基础上对其进行不同程度的转矩补偿,提高在加速过程中电机的转矩输出,从而提升纯电动汽车的加速性能。(3)在Matlab/Simulink环境下建立整车控制系统仿真模型,利用建立的模型对设计的加速转矩控制策略进行仿真分析,验证了设计的控制策略能在兼顾纯电动汽车行驶经济性的同时提高汽车在加速过程中的电机转矩输出,提升了车辆的加速性能。然后对整车性能进行仿真分析,验证整车性能符合指标要求。(4)选择MC9S12XS128作为控制器的主控芯片,对纯电动汽车整车控制器的软硬件进行设计。 【关键词】：纯电动汽车 参数匹配 加速转矩控制 建模仿真 整车控制器
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 纯电动汽车的关键技术14-16
• 1.4 课题的来源及主要内容16-18
• 第二章 纯电动汽车动力参数匹配18-32
• 2.1 纯电动汽车的基本结构18-19
• 2.2 整车的基本参数及性能指标19-21
• 2.3 电机的选型及参数匹配设计21-27
• 2.3.1 电机的选型21-22
• 2.3.2 电机参数匹配设计22-27
• 2.4 电池的选型及参数匹配设计27-29
• 2.4.1 电池的选型27-28
• 2.4.2 电池参数匹配设计28-29
• 2.5 传动比的设计29-30
• 2.6 本章小结30-32
• 第三章 纯电动汽车整车控制策略研究32-46
• 3.1 分工况控制策略32-35
• 3.1.1 驱动模式分析32-33
• 3.1.2 分工况控制策略分析33-35
• 3.2 加速转矩控制策略的研究35-38
• 3.2.1 加速踏板分析35-36
• 3.2.2 加速转矩控制策略框架36-38
• 3.3 加速转矩控制策略设计38-44
• 3.3.1 基准转矩MAP的制定38-39
• 3.3.2 补偿转矩最大值的确定39-40
• 3.3.3 模糊转矩补偿的设计40-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 转矩控制策略及整车性能建模仿真分析46-64
• 4.1 整车控制系统建模46-55
• 4.1.1 控制策略模型46-50
• 4.1.2 电池模型50-53
• 4.1.3 电机模型53-54
• 4.1.4 车辆模型54
• 4.1.5 踏板模型54-55
• 4.2 加速转矩控制策略仿真分析55-60
• 4.3 整车性能仿真分析60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 纯电动汽车整车控制器软硬件设计64-82
• 5.1 整车控制器主控芯片MCU的选型64-65
• 5.2 最小系统设计65-68
• 5.2.1 电源电路65-66
• 5.2.2 时钟电路66
• 5.2.3 复位电路和BDM电路66-68
• 5.3 信号处理电路设计68-71
• 5.3.1 供电电路68
• 5.3.2 开关信号处理电路68-69
• 5.3.3 模拟信号处理电路69-70
• 5.3.4 频率信号处理电路70-71
• 5.4 通讯接口电路设计71-73
• 5.4.1 CAN通讯接口电路设计71-72
• 5.4.2 RS232通讯接口电路设计72-73
• 5.5 整车控制器软件设计73-80
• 5.5.1 软件结构总体设计73-74
• 5.5.2 主程序设计74-75
• 5.5.3 子程序设计75-80
• 5.6 本章小结80-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 攻读硕士学位期间所发表论文90

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