基于虚拟测试技术的纯电动汽车硬件在环测试系统的开发

【摘要】：随着石化能源的减少和人类环境的恶化，对新能源汽车的研究和开发也愈来愈受到重视。对于电动汽车的总成、关键零部件以及控制策略的测试也受到了更多的重视。 基于需求开发了基于三台测功机的纯电动汽车的硬件在环测试平台，平台通过Simulink纯电动汽车整车模型控制机械台架，台架能够根据测试的要求灵活配置，以提供模拟现实的仿真环境。论文开发的系统主要针对纯电动汽车的动力总成以及变速器的性能测试。 首先，根据台架的需求提出了整体的硬件方案和软件方案，并给出了方案的优势和特点；其次，针对台架系统，开发了整套的控制模型，包括手动控制模块，自动控制模块以及用于硬件在环控制的电动汽车整车模型，对整车模型的关键参数进行了选择和设计，并设定了台架的保护和错误的诊断。然后针对目标电动汽车，设计了变速器的换挡控制策略，再生制动策略，根据控制策略对测功机进行了协调控制。最后成功地将整个的控制模型通过NI/VeriStand部署到PXI实时控制器中，构建了控制器和下位机的通讯，使模型能够根据工况向下位机发送控制指令。 【关键词】：纯电动汽车 硬件在环测试 测功机 整车模型 通信
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72;U467
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1. 纯电动汽车概述11-13
• 1.1.1. 汽车面临的问题11
• 1.1.2. 纯电动汽车的特点11-13
• 1.2. 纯电动汽车硬件在环测试平台13-19
• 1.2.1. 纯电动测试平台建设的意义13-14
• 1.2.2. 纯电动台架建设的现状14-15
• 1.2.3. 硬件在环系统的提出15-19
• 1.3. 论文研究的主要内容及难点19-20
• 1.3.1. 课题的主要内容19-20
• 1.3.2. 课题的主要难点20
• 1.4. 论文结构20-21
• 1.5. 开发过程21-22
• 第二章 试验平台系统的设计22-35
• 2.1. 系统需求及原理22-24
• 2.1.1. 系统原理22-23
• 2.1.2. 系统需求23-24
• 2.2. 控制系统方案24-29
• 2.2.1. 整体方案24-26
• 2.2.2. 硬件配置26-29
• 2.2.3. 软件配置29
• 2.3. 系统功能配置29-32
• 2.3.1. 纯电动汽车驱动电机性能试验和标定29-30
• 2.3.2. 变速器性能试验30-31
• 2.3.3. 纯电动汽车动力总成性能试验31
• 2.3.4. 电机模拟发动机的混合动力动力总成试验及标定31-32
• 2.4. 电气方案及系统能量流分析32-34
• 2.5. 本章小结34-35
• 第三章 测试平台控制模型的开发35-58
• 3.1. 手动控制模块36-38
• 3.1.1. 启动/运行过程36-37
• 3.1.2. 制动过程37-38
• 3.2. 电动汽车整车模型模块38-53
• 3.2.1. 模型结构和参数39
• 3.2.2. 模型基本参数设计39-44
• 3.2.3. 纯电动汽车整车动力学模型44-53
• 3.3. 输入输出模块53-56
• 3.3.1. 输入输出模块53-55
• 3.3.2. 系统保护55-56
• 3.4. 虚拟台架的设计与开发56-57
• 3.5. 本章小结57-58
• 第四章 电动汽车控制策略研究及台架实现58-75
• 4.1. 换挡控制策略58-67
• 4.1.1. 原 AMT 变速器参数58-59
• 4.1.2. 换挡控制策略59-64
• 4.1.3. 换挡过程测功机与变速器的协调64-67
• 4.2. 再生制动控制策略67-70
• 4.2.1. 制动能量回收控制策略67-70
• 4.3. 模型仿真结果70-74
• 4.3.1. 联合仿真70-72
• 4.3.2. 能耗对比分析72
• 4.3.3. 虚拟台架测试仿真结果72-74
• 4.4. 本章小结74-75
• 第五章 硬件在环实时控制系统的开发75-87
• 5.1. 模型部署75-77
• 5.1.1. 模型编译75-76
• 5.1.2. 模型部署76-77
• 5.2. 通讯系统设计77-84
• 5.2.1. 主要的通信及协议78-83
• 5.2.2. 接口匹配83-84
• 5.2.3. 系统部署84
• 5.3. 控制界面设计84-85
• 5.3.1. 台架主控制84-85
• 5.4. 仿真测试85-86
• 5.5. 本章小结86-87
• 第六章 总结与展望87-88
• 参考文献88-91
• 致谢91-92
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文92

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