纯电动汽车整车控制器的设计 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传 统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电 动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科 技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提 供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文 从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能 量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控 制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车 辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车 控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内 各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核 心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对 整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车 通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行 驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统 发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传 输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实 时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节 点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟 踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系 统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成 了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计
新能源汽车电子控制的关键性技术初探 发表时间：2019-09-11T14:19:05.453Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：王露遇 [导读] 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。 天津职业技术师范大学天津市河西区 300202 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。与传统汽车相比较来说，新能源汽车具有零排放、节能环保等诸多优势，能够在很大程度上减少对环境的污染，对汽车行业未来发展具有非凡意义。电子控制系统是新能源汽车的一部分，由传感器、电控单元等诸多够分构成，对该部分关键性技术的分析能够让我们对新能源汽车具有更深层意义的了解和认识。文章以新能源汽车相关内容作为切入点，从能量管理系统、电动助力转向系统等角度探讨电子控制的关键技术，并在最后对新能源汽车电控技术未来发展作出展望，以期让我们更多的了解新能源汽车。 关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术 前言 工业时代以来，各个国家进入发展快车道，我们在享受经济社会发展带来便利的同时，也产生了诸多负面问题，如资源浪费、环境污染等，这些与我们日常生产和生活存在密切联系。基于此，新能源汽车凭借其自身环保优势受到了极大的关注。据统计，截止到2018年，新能源汽车销量接近130万辆，预计到2040年会突破4000万辆。新能源汽车的广泛普及大幅度降低了人类社会对原油的需求，且为传统汽车行业注入了新鲜血液，引领汽车行业朝着更为健康的方向前进和发展。 1.新能源汽车概述 自20世纪以来，有关专家对新能源汽车展开了系统性分析和研究，并取得了非常喜人的成果。1996年，清华大学研究制造出EV6580型新能源汽车，准载16人，行驶速度80公里，且在一次蓄电后行驶155公里。该款新能源汽车的诞生，对后续研究产生了巨大的影响，此后由中国远望集团研发出新能源大客车公开亮相，在载人、行驶速度方面都获得了更大的进展，能够载50人，且行驶速度较以往提高了10公里。“十五”期间，国家科技部门正式批准了新能源汽车纳入到重大科技专项当中[1]。现阶段，纯新能源汽车已经进入到小批量生产和应用阶段，混动汽车形成了产业化规模，在大街小巷上我们已经能够见到了此类汽车，正式进入到人们生活当中。未来，我国新能源汽车会迎来快速发展阶段，尤其是在经济发达省份将会正式建立起产业基地，并构建与之相配套新能源供应基础设施，为新能源汽车的运行提供更多能源支持。 2.新能源汽车电子控制关键性技术分析 新能源汽车与传统汽车的不同在于，其中集合了大量电子设备、器件，这些都是新能源汽车运行的重要组成部分，涉及到一些关键性技术，具体如下： 2.1能量管理系统 能量管理系统（EMS）是电子控制单元的核心，由放电控制、功率限制等部分构成，在汽车运行系统中，EMS工作过程并不复杂：数据采集电路，实现对电池状态信息的收集，并将获取的信息输送到电子控制单元予以分析，根据分析结果做出相应的处理，发送到对应的功能模块，实现对汽车的支配。从功能角度来看，该系统能够使蓄电池保持在最好的状态，满足汽车行驶需求；对子系统的运行情况进行扫描处理，并根据扫描结果来监督系统运行，及时发现系统存在的问题，调整和控制好充电方式、或者剩余电量预警等；由于新能源汽车运行需要电量的支持，并结合里程数对行驶里程进行预测，实现对车内温度、亮度的自动调节。可见，EMS是新能源汽车运行的根本，缺少能量管理系统的支持，汽车无法正常运行。 2.2电动助力转向系统 无论是传统汽车、还是新能源汽车，转向系统都是必不可少的一部分，电动助力转向系统（EPS），主要负责提供辅助扭矩的动力转向系统，由电机提供，如转矩与车速传感器、电动机及减速器等，在工作过程中，驾驶员使用方向盘转向，最先接收到指令的是转矩传感器，传感器对转矩进行计算，检测到信号，并将其输送至电子控制单元；随后电子控制单元计算并分析转矩信号、车速信号等数据信息；最后根据节后生成指令信号，实现对电机转向的调控[2]。相反，汽车在正常行驶时，如不转向，电子控制单元便不会生成相应的指令，电机处于非工作状态。在汽车运行过程中，EPS便利、环保，且工作效率较高，但同时也对电机等设备提出了更高的要求。基于系统稳定性等方面的考虑，专家要加强对控制策略的研究，确保控制策略更加科学、合理，为人们提供最佳驾驶体验。随着科学技术快速发展，人工智能控制、模糊控制等技术也逐步引入和应用到新能源汽车当中，以此来提高对汽车的控制。 2.3电机驱动控制系统 新能源汽车行驶中，电机驱动控制效果好坏，直接决定汽车行驶安全性。电机驱动控制系统是由传感器、数字控制器等部分构成，该系统负责将蓄电池存储的电能转化为车轮的动能，以此来抵消车辆遇到的阻力，驱动汽车根据驾驶需求灵活调整车速。随着时代发展和进步，人们对新能源汽车的要求也日渐提高，对电机驱动控制系统地完善也愈发完善。系统在运行时，需要保证功率输出恒定；当车辆启动、上坡时，帮助车辆保持低速状态，这样一来，根据行驶具体情况作出相应的反应，实现高低速的灵活切换。与传统汽车比较，电机驱动系统采用的电机多为永磁同步电机、感应电机等，在科学技术的大力支持下，还会朝着集成方向发展。 2.4制动系统 汽车制动是指汽车在行驶过程中，由摩擦力产生的，以此来降低车速，当动能消耗殆尽后，其热能消散到空气当中[4]。但新能源汽车不同，通过牵引电机的方式，实现制动功能，在电能与动能之间实现转换，并为汽车提供足够的动能。同时，能量的循环使用，汽车续航里程便会增加，故为了更好地推动新能源汽车产业规模化发展，需要加强对再生能量回馈装置的研究和发明，在保留原有汽车功能的基础上，更好地促进其性能的有效发挥。 2.5其他系统 除了上述电控系统外，还有底盘综控、信息通信系统等，其中综控系统，能够极大地提高对汽车底盘的控制效果，实现对车身的操控[5]。同时，防抱死制动系统地存在，能够在一定程度上提高汽车行驶安全性，避免失去突然转向的问题。电子控制技术的引入，对汽车行
本科毕业设计（论文） () 论文题目：电动汽车电机驱动控制策略研究 本科生姓名：关海波学号：201211318 指导教师姓名：赵峰职称： 申请学位类别：工学学士专业：电力工程及管理 设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑） 本科毕业设计(论文)
电动汽车电机驱动控制策略研究 姓名：关海波 学号：201211318 学院：新能源及动力工程学院专业班级：电力工程及管理1201班
指导教师：赵峰 完成日期： 兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity
摘要 本论文首先介绍了异步电动机的数学模型，通过坐标变换，得到了异步电动机的空间矢量等效电路。并由理想逆变器的8种开关状态入手，得到了理想逆变器的数学模型，建立了空间电压矢量的定义。并在此基础上对定子磁链和电磁转矩及空间电压矢量之间的关系进行了分析，阐述了六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹异步电动机直接转矩控制系统的结构和工作原理。 根据异步电动机直接转矩控制的工作原理，本论文在的平台下，分别搭建了六边形磁链轨迹和圆形磁链轨迹直接转矩控制系统模型。并对仿真结果进行了相应的分析，验证了异步电动机直接转矩控制策略的可行性。而且，对两种磁链轨迹直接转矩控制系统的优缺点及应用范围进行了比较。 本论文以电动汽车的电机驱动部分为研究对象，对于异步电动机的直接转矩控制技术进行了较为深入的理论研究，在电动汽车及其他相关领域的应用具有一定的参考价值。 关键词：电动汽车；电机驱动；直接转矩控制
, . . , . . , . a , a , . . ：，， 目录 摘要错误!未指定书签。 错误!未指定书签。 1 绪论错误!未指定书签。 1.1国内外电动汽车的发展及现状错误!未指定书签。 2 电动汽车电机驱动系统分析错误!未指定书签。 2.1电动汽车驱动电机的特殊要求错误!未指定书签。 2.2电动汽车电机驱动系统的分类及选择错误!未指定书签。
并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的50%～100%，其能量利用率高。因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特
点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车
新能源汽车控制系统》教学大纲 总学时：32H 学分：2 基本面向：自动化所属单位：自动化系 一、本课程的目的、性质及任务本课程是专业方向任选课程，是机械、电力电子、自动控制、化工等诸多技术和学科应用于汽车工程上的一门综合技术，也是一个国家现代化水平的重要标志之一。本课程的任务是使学生学习综合、系统地应用自动控制专业知识，熟悉并初步掌握新能源汽车控制系统的原理和基本设计思路与方法，具备开发新能源汽车控制系统的初步研制能力。力求使学生能结合我国汽车工业和控制技术应用等领域的现状和发展，了解国内外新能源汽车研制的新成果和新动态，拓展知识面，提高相关的专业技能。 二、本课程的基本要求 1、全面理解新能源汽车与燃油汽车的区别，了解新能源汽车的性能、特点、结构与指标要求，以及最新的发展动态。 2、综合应用自动控制专业知识，进一步理解掌握新能源汽车的控制技术，包括新能源汽车驱动系统控制机构和控制策略。掌握新能源汽车构成原理及设计步骤。 3、以新能源汽车为控制对象，进一步学习新能源汽车控制系统的新技术和发展趋势，学习系统地应用自动控制专业知识的方法，提高专业实际分析能力和应用技能。 三、本课程与其它课程的关系（课程的前修后续关系）前修课程：自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动基础、运动控制系统、汽车理论与构造基础、汽车电子控制技术后续课程：无四、本课程的教学内容 第一章绪论 1、新能源汽车的定义和分类 2、新能源汽车产生和发展的原因 3、新能源汽车的发展历史 4、新能源汽车的基本结构 5、新能源汽车的主要行驶性能指标 第二章新能源汽车 1、纯电动汽车 2、混合动力电动汽车 3、太阳能电动汽车 4、燃料电池电动汽车
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略 王志杰 （福建信息职业技术学院福州，350003） 摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。 关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略； 0 前言 近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。 混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。 控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。 本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。 1 混合动力汽车技术 1.1串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。 1.1.1工作模式及其能量流动 1.1.1.1纯蓄电池模式 当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。
混合动力电动汽车控制策略优化 混合动力电动汽车其中一个非常重要的技术是控制策略，文章对混合动力汽车控制策略进行了分类及分析，指出混合动力汽车的控制策略的缺点和不足，需要进一步优化，整车性能会受到动力系统匹配参数和控制策略参数二者的共同影响，提出一种结合了遗传算法和模拟退火算法二者的优化算法。 标签：混合动力电动汽车；控制策略；优化 1 概述 对于不同类型的混合动力汽车，已经研究出来很多不同种类的控制策略，但是对于所有类型的混合动力汽车来说，控制策略的参数优化有着很大的共通。一般情况下，都是根据以往的经验来设定一套大概的值，然后进行参数的微调找到最合适的参数。然而这种尝试的办法很难锁定最佳的参数搭配方案，因此在参数优化的过程中就使用优化算法来解决问题。 2 控制策略的分类 2.1 基于规则的能量管理策略 2.1.1 逻辑门限值控制方法。通过阈值的设置来限制发动机的有效工作范围，控制发动机和电池在高效率范围内工作。该算法简单易实现，应用较普遍。此种策略中要提前设置阈值，所以造成控制系统较难随时匹配实际的情况和参数的改变，同时也忽略了电机的效率情况，所以这种静态控制策略并不是最优的。 2.1.2 基于模糊控制的智能型控制策略。该策略来源于人类的思维方式，提取被控系统的定性和定量信息，通过推理来控制一些很难模型化的系统。由于不能够模型化，所以设计者通过自己以往的经验来提炼规则。 2.2 瞬时优化控制策略 对于不同的功率分配以及地点，该策略实时监控发动机和电动机的消耗燃油量和排放量，通过这些数据得到最适合该混合动力系统的工作模式以及地点。该策略目前并未广泛使用。 2.3 全局优化控制策略 全局最优控制策略是根据最优化方法和最优控制理论而得到的策略，用于分配混合驱动动力。若想使用该策略最重要的前提是清楚汽车的行程，由于这一点的限制，该策略目前尚未投入实用阶段。所以，可以说全局最优控制策略仅仅称得上是一种控制策略设计的方法。
增程式电动汽车控制策略的优化 摘要：增程式这类电动汽车有着自身的运转模式，同时也要配备最合适的控制策略。循环系统要在最大范围内减低损耗的总能量，在这种基础上结合实情探析了最优的控制策略。对此可选取外部优化，借助仿真软件以此来调控并优化给定的参数。优化程序设有非支配算法及精英策略，优化探析得出的结论表明：优化的新式算法拟定的参数可覆盖全局，从整车入手减低了运行汽车损耗的循环能量，因而更能吻合新形势下的节能思路。 关键词：增程式电动汽车；控制策略；优化思路 在现今状态下，生产电动汽车日渐受到多样的要素约束，例如电池本体的密度、耗费的总成本、可运转的年限。在这些要素制约下，电动汽车常规的产品将很难拓展现存的市场。增程式新的电动车配备了混合特质的内在动力，这种纯电动车可拓展继续行驶的总体路程。历经长期探究，针对于这类汽车设定的控制策略日趋成熟，然而仍没能给出最完备的控制思路。为此有必要预设合适的优化目标，在根本上优化现存的控制方式。 1 新式汽车构造 增程式电动汽车有着新式的构架，这是由于增程式车身
添加了发电配备的机组及发动机。增程式汽车拥有纯电动汽车固有的特性，同时又增添独特性。相比于供应混合动能的传统汽车，增程式车身减低了发动机附带的功率，电池及电机提升了固有的功率。同时，增程式电池还可随时补充电网缺失的电能[1]。增程式车身设定为串联的，驱动装置设为电机。发动机在各时段都可运转，在拥挤城区行进的电动车常常会频繁停止及启动，为此增程新式的车型更能适用。 2 增程式配备的控制策略 2.1 总的控制方式增程式电动汽车依循新式的工作模式。详细来看，初期电动车在行进时，电池充满了电能。动力电池可供应整车必备的功率需求，但发动机可暂停运转。在这种状态下，纯电动车相比于增程新型车辆显现了不足。电动汽车行进的过程中电池组将会持续耗电。起动发动机时，发动机会协同动力电池一并运转，这种状态下增程式及混合性车型二者是等同的[2]。 增程电动车设有持久可供应的动能，减低了消耗掉的电池成本。运用增程式车型可避免行驶至中途的暂停，免去驾驶员额外的担忧。若电池现有电能并不充足，那么启用辅助类的供应电能。在这种设置下，发动机不必供应行驶路径中的一切动能，在最大程度减低了根本的发动功率。（见图1） 2.2 增程式运转的新模式纯电动车增程车身配备双重的 动力源：增程装置即发电机组、动力供应性的电池组。在两
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１００福建工程学院学报第６卷 电扭矩和电池系统的充电状态来决定。当制动回收充电力，机械制动系统开始工作，以确矩不能满足要求时保车辆的制动安全性。当车速低于设定值或者电机转速低于设定值时，此时电机充电效率较低，能量回收系统不启动，直接采用机械制动，其基本控制策略如下： ａ．Ｍｂ＞帆，若ＳＤＣ＜Ｓ０ｃ一，则帆＝膨。；若舳ｃ≥ｓＯＣ一，则电机停止工作肘ｂ＝Ｍ。。 ｂ．帆＞肘。，若ＳＤＣ＜ｓ０Ｃ一，则帆＝＾ｆ。＋肘。；若ＳＤＣ≥ＳＤｃ一，则电机停止工作肘ｈ＝Ｍ。。式中，帆为整车需求的制动转距；肘。为机械摩擦制动转距。 ３．２．４故障工况 当电机分总成出现故障时，采用纯发动机模式驱动；当发动机出现故障时，采用纯电动模式运行。３．３模型仿真简介 利用美国Ａ呻ｎｅ国家实验室为响应美国政府的新—代车辆合作计划而开发的电动汽车仿真软件ＰｓＡＴ，根据需要对肘函数和Ｓｉ枷１ｉｎｋ模块进行修改，可建立自己需要的整车仿真模型［４３（图６）。 图６混联式肛Ｖ仿真结构模型 矾ｇ．６Ｓｉｍｌｌｌｉｎｋ舳ｍｃｔｕ弛ｍｏｄｅｌｆｏｒｓ盯ｉａｌ－ｐａｒａＩｌｅｌＩ皿ＶｓｙｓｔｅＩｍ 从仿真性能及结果可以看出，在基础起步阶段混合动力汽车混联式与串联式和混联式相比，由于都由电机驱动，因此性能相近；在高速行驶时，由于串联式只是依靠电机驱动，动力性不如混联式，且油耗方面混联车也优于串联车。同时，串联车发电机的发电功率与驱动电机的驱动功率必须相当，才能保证整车的动力性；混联车可以避免这种情况，可选用更小的发电机与驱动电机，但是在机械与功率控制实现方面要复杂得多，实现多个能源的最优匹配难度更大。 ４混合汽车应用前景和需要解决的问题 ４．１混合汽车应用前景 串联式动力总成要求选择发动机的功率大，并且对电池要求很高，容量大，增加了电池和汽车的制造成本及重量，电机是唯一的动力源，能量转换效率低，所以比较适合大型公交车。并联式动力总成由发动机和电机２部分组成。因为发动机的变化受到车子工况变化的影响大，所以排放性较差，使用的范围较小，仅限于小型汽车，更适合在高速公路上行驶。混联式发动机功率选择较小，排放性能较好，对电池依赖比较小，基本上不需外来充电系统，发动机工作不受车辆行驶工况的影响，不要求像传统发动机那样具有良好的响应特性及宽广的转速运行范围。另外，可以充分利用串联式和并联式的优点，确保发动机和电动机基本上工作在经济区，大大提高了车辆的经济性。并且动力源传递效率高，使用车型范围广。但结构和控制复杂，从而成本也较高，目前主要应用于轿车。 ４．２需要解决的关键技术问题 混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机，所面临的关键性技术和需要解决的问题包括以下几个方面： １）内燃机与电机藕合功率分配比的最优控制。混合动力汽车发动机和电动机要相互配合工作，而根据运行工况控制它们适时启动和关闭，并使发动机始终工作在低油耗区的整个控制过程十分复杂，因此需要用成熟可靠的动力藕合装置以及先进的检测系统和控制策略实现功率的合理分配，以达到低油耗和良好的动力性目标。因此，可发展多种动力耦合装置，有传统的行星齿轮耦合器等，也可尝试集离合、动力合成、变速功能于一体的双离合自动变速动力偶合器等［５。；在控制策略上，可建立更优的模型，比如瞬时优化算法与逻辑门限判断相结合的白适应控制策略阳］。 ２）能量存储装置（电池）要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要。 电池还要具有快速充电能力，以保证制动时能量 万方数据
混合动力汽车控制策略的分析 摘要：混合动力汽车的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种，对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点，使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性，并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善，需要进一优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况，使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配。 关键词：混合动力汽车结构控制策略 1、混合动力汽车的研究背景 混合动力汽车是兼顾了电动汽车和传统汽车优点的新一代汽车结构型式，因其具有低油耗低排放的潜力，其动力性接近于传统汽车，而生产成本低于纯电动汽车，因此，最近几年来对混合动力汽车的研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个热点。以相信，在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前，使用混合动力电动汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。 混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车和电动汽车不同，它一般至少有两种车载能量源，其中一种为具有高功率密度的能量源。利用两种能量源的特性互补，实现整车系统性能的改善和提高。要实现两者之间相互协调工作，这就需要有良好的控制策略。控制策略是混合动力汽车的灵魂，它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量要求，动态分配发动机和电动机系统的输出功率。采用不同的控制策略是为了达到最优的设计目标，其主要目标为：最佳的燃油经济性、最低的排放、最低的系统成本、最佳的驱动性能。 当前开发研制的混合动力汽车可以分为三类：串联式、并联式、混联式混合动力电动汽车。在各部件的选型确定以后，采用合适的控制策略是实现最佳燃油经济性，降低排放的关键。目前提出的混合动力汽车控制策略还不成熟，实用性不强，只有基于工程经验进行设计的逻辑门限控制策略在实际商品化混合动力汽车中得到了应用。开发一种成熟实用的控制策略仍然是目前亟待解决的难题。随着对混合动力系统控制策略研究的深入，诸如自适应控制、模糊逻辑控制等方法也有运用。自适应控制策略，实际上是一种实时控制策略，它同时考虑了发动机的燃油消耗和排放。由于实时控制策略能够保证在任一时刻都是由效率最优的部件工作，因此其燃油经济性要优于模糊逻辑控制策略。但是实时控制策略过分依
摘要 在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，利用无污染的绿色能源，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。 本课题以电动汽车他励电机控制器为例，以实现电动汽车的加、减速，起、制动等基本功能以及一些特殊情况下的处理。以开发出高可靠性、高性能指标、低成本并且具有自主知识产权的电动汽车电机驱动控制系统为目的。主要包括硬件电路板的设计，以及驱动系统的软件部分的仿真调试。 在驱动系统硬件设计中，这里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。功率模块采用多MOSFET并联的方式，有效的节约了成本。电源模块采用基于UC3842的开关电源电路。选用IR公司的IR2110作为驱动芯片，高端输出驱动电流可到1．9A，低端输出驱动电流可到2.3A，能够提供7个MOSFET并联时驱动电流。对于电流检测模块，本文没有采用电流传感器或者是康铜丝,而是采用了一种基于MOSFET管压降的电流检测电路，这种方式即节约了成本也保证了检测精度。 驱动系统的软件设计中，主要实现的功能为：开关量的检测处理，故障检测，串口通讯，励磁、电枢控制，报警功能等。针对他励电机电动汽车的控制特性，提出了节能控制算法和最大转矩控制算法，用于提高电动汽车的续航里程和加速性能。 他励直流电动机驱动系统能够很好的运行在电动汽车上，性能可靠、结构简 单，并且节约了成本，使电动汽车的性价比大大提高，有利于电动汽车的普及。 关键词：电动汽车，ATmega64，他励直流电机，PID模糊控制
目录 摘要 (1) 第一章绪论 1.1纯电动汽车在国内的发展状况 (3) 1.2 国外电动汽车发展现状 (3) 1.3 本课题的任务和主要工作 (4) 第二章他励电动机的控制理论基础 2．1他励直流电动机的调速与制动 (5) 2．1．1直流电动机电枢电动势和电磁转矩 (5) 2．1．2 他励直流电动机的机械特性 (6) 第三章系统的硬件设计 3．1系统硬件的整体设计方案 (10) 3．2主控制器MCU的介绍 (10) 3．2．1 MCU的选择 (10) 3．2．2 ATmega64的特性与内部结构 (11) 3．3开关电源模块 (12) 3．4电流检测模块 (13) 3．5驱动电路的设计 (16) 3．6电压检测电路 (17) 3．7温度检测电路 (18) 3．8加减速踏板信号检测电路 (19) 3．9 开关量输入信号 (20) 3．10蜂鸣器报警电路 (20) 3．11通讯模块电路设计 (21) 3．12硬件抗干扰的设计 (22) 3．13本章小结 (23) 第四章系统的软件设计 4.1 电动汽车的控制策略研
新能源汽车控制策略 汽车与交通工程学院 交通运输081 阎俊儒 081202004 新能源汽车在全球刚刚起步。代表着汽车产业未来的发展方向。当前，各国在新能源汽车领域研发的重点是：混合动力汽车。通过对纯电动汽车和燃料电池汽车的认识，我们能清晰地看到当前各种新能源汽车的基本情况。 新能源汽车虽然拥有广阔的市场前景，但其大面积推广尚需时日。从当前的发展情况看，新能源汽车的发展面临着三个急需解决或突破的核心问题。核心问题之一：关键技术，如电池、电控等技术，其产业化过程还未实现。核心问题之二：成本过高．包括新能源汽车自身生产成本和用户使用成本。核心问题之三：国家对整个新能源汽车产业链的政策支持力度和深度。 在经济全球化趋势之下。新能源汽车作为一个广受各国关注的新兴产业，未来必将面临国际市场的激烈竞争格局。这就决定了新能源汽车企业的发展不但与其自身形成的竞争优劣势相关。而且与其所属国家相关产业的优劣势息息相关。因此，新能源汽车的竞争战略不仅仅涉及技术层面、行业企业层面，更涉及到国家产业层面。 为了打造低碳经济发展模式。美国、日本、法国、德国等发达国家纷纷制定了新能源汽车产业发展政策。在企业研发、生产、销售和使用等各个环节都给予政策支持。用以扶持本国新能源汽车产业的发展。与传统汽车相比。新能源汽车为我国汽车业缩短与世界汽车业的差距带来了难得的历史发展机遇。在传统汽车行业里，我国落后于世界领先水平几十年。而在新能源汽车发展方面，我国在关键技术、研发、资金和政策等产业发展平台上与发达国家几乎处于同一起跑线。在新能源汽车技术发展初期，国务院就鼓励发展清洁汽车。
面对历史机遇，我们要创造竞争优势。提升我国在新能源汽车领域的话语权。依据迈克尔·波特的国家竞争优势理论：国家是企业最基本的竞争优势。国家扶持新能源汽车的产业政策与发展策略的核心是建立国家竞争优势。我们要发挥社会主义的优越性，集中力量办大事。 (1)国家抓新能源汽车的基础技术的研究、开发；企业负责应用技术的研究、开发。 (2)国家及各级政府支持拥有关键技术的中小型科技企业，向拥有自主知识产权、民族品牌的企业注入资本金，使这些企业能够建立竞争优势，成为在专有技术、特色零部件或系统方面的重点核心企业。给予企业在市场准入、政府采购、销售推广、人才引进、税收等方面的支持，优先发展民族品牌的新能源汽车。 (3)组织、协调我国新能源汽车的官、产、学、研、用等单位，实现链接，形成总体研发体系，降低研发成本。共享技术成果，推进新能源汽车的产业化。汽车生产企业要掌握新能源汽车的关键技术，通过股权、技术等多种方式与电池、电机、电控等关键零部件企业组成紧密的产业联盟。 (4)整车关键零部件、原材料的合资合作，中方拥有控股权。合资企业在我国设立研发中心，尤其要使用非外资方的产品品牌。 (5)鼓励民族品牌的企业上市，增加融资功能，优先增发新股、发行债券、定向增发等融资政策。 (6)制定新能源产品标准、规范，建立第三方检测机构。引导新能源汽车市场化及整个产业链。 (7)加强基础设施建设，如充电网络、专用停车场、加气站建设等方面，充分发挥国家的调控优势。 解决全球气候变暖及能源短缺的主要途径是发展可循环的低碳能源。中国沿着低碳经济的道路和平崛起，将为人类社会特别是广大发展中国家提供一个全新的发展模式。在交通和汽车领域的解决方案就是发展低排放的新能源汽车。在后危机时代，世界各国极力通过发展新能源
新能源汽车维修实训基地申报报告 一、项目建设必要性 随着经济社会的飞速发展，资源短缺、环境污染与经济可持续发展的矛盾日益突出，据《2015年中国机动车污染防治年报》显示，2014年，全国机动车保有量达到亿辆，其中汽车占%；全国机动车排放污染物万吨，汽车是机动车污染物排放总量的主要贡献者，其排放的NOx和PM超过90%，HC和CO超过80%。因此，大力发展和推广应用新能源汽车，推进绿色低碳发展，是强化创新驱动、加快转型升级的重要途径。 为落实国务院关于发展战略性新兴产业和加强节能减排工作的决策部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》。规划中明确到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车，提升我国汽车产业整体技术水平。 2016年5月12日《云南省电动汽车充电基础设施规划（2016—2020年）》（下称《规划》）已正式印发。根据《规划》，到2020年，云南将新建超过350座集中式充换电站，分散式充电桩万个以上，以满足全省16万辆电动汽车的充电需求。 根据《电动汽车充电基础设施发展指南（2015—2020年）》，包括云南在内的14个省市区被列为示范推广地区，云南需满足16万辆电动汽车充电需求，并将优先在公交、出租、环卫、物流、旅游等领域开展推广示范。根据各州市测算情况，并考虑逐步增快的年均递增率，预计今年昆明市电动汽车数量将达到万辆，2020年达到万辆。 《规划》提出，“十三五”期间，云南还将依托高速公路服务区停车位，建设城际快充网络，并优选推进昆明—玉溪—景洪、昆明—大理—丽江、昆明—曲靖—贵阳3条高速公路。到2020年，云南规划在主要高速公路建成52座城际快充站。
混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨 张嘉君 武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070 E-mail：941ai@https://www.doczj.com/doc/3318715344.html, 摘要：混合电动汽车整车控制策略是电动汽车的灵魂。本文综述了当前混合电动汽车控制关键技术，分析了应用于电动汽车的主要控制理论，提出了整车控制策略研究的重点和突破方向，对混合动力整车控制策略设计与开发具有指导和借鉴意义。 关键词：混合电动汽车，控制策略，关键技术 1 引言 混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV)是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划。刚刚闭幕的“十一五”规划着力自主创新，混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口，而在HEV关键技术中，整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要。作者对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，并指出了HEV控制策略研究关键技术和发展方向。 2 概念与结构 混合动力汽车主要有串联（SHEV）、并联（PHEV）和混联（SPHEV），和传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机，不同混合动力之间的结构区别主要在于起能量流向的不同，图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略，就是通过合理规划整车在具体行使工况中的不同动作，使整车能量高效、合理流动，达到整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。 由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出，采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说，混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个：燃油经济性；排放指标；系统成本；最驱动性能。 - 1 -
学习任务3 纯电动汽车的控制策略 任务目标 任务目标 能够正确的认识纯电动汽车的控制策略的功用和设计思路。 能够掌握对加速转矩控制策略、制动能回馈控制策略、驱动转矩的功率限制策略的分析方法 学习重点 对纯电动汽车控制策略的分析和设计。 知识准备 一、电动车控制系统概述 1整车控制单元. 汽车整车控制单元（VCU）是纯电动汽车整车控制系统的核心部件。纯电动汽车的正常行驶、安全性、再生能量回馈、网络管理、故障诊断与处理以及车辆状态监测等方面都需要VCU 的参与。对于加速度踏板、制动踏板、电子换挡杆等传感器数据和驾驶员操作指令的数据，控制指令将其发送至整车控制单元，整车控制单元按照既定的整车控制策略进行数据处理，将处理结果发送给电机控制器、电池控制单元等，并实时监控车辆运行状态。在纯电动汽车制动过程中，为了提高纯电动汽车的行驶里程，整车控制单元进行制动能量反馈控制。整车控制单元直接或通过CAN 总线和其他电子控制单元传送数据和控制指令。下图是纯电动汽车控制单元的示意图。 2.整车控制系统可以根据驾驶员的意图发出各种指令，电机控制器可实时响应并调节驱动电机的输出，实现怠速、前进、倒车、停车、能量回收和停车等功能。整车控制系统通过采集加速踏板信号、制动踏板信号和档位开关等信息，一同接收CAN 总线上的电机控制器信号和电池管理系统发送的信号，并通过车辆控制策略对接收
到的数据信息进行分析判断，获取驾驶员的驾驶意图和车辆行驶状态，最后利用CAN 总线发出指令，控制各部件控制器的工作，从而保证车辆正常行驶 3、整车控制策略的功用 纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置，传动系统，动力电池等。必须有一个性能优越、安全可靠的整车控制策略，从各个环节上合理控制车辆的运行状态、能源分配和协调功能，以充分协调和发挥各部分的优势，使汽车整体获得最佳运行状态。整车控制策略主要包括: (一) 汽车驱动控制。根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分析和处理，向电机控制器发出相应指令，满足驾驶要求。 (二) 制动能量回馈控制。根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息，计算再生制动力矩，向电机控制器发出指令。 (三) 整车能量优化管理。通过对车载能源动力系统的管理，提高整车能量利用效率，延长纯电动汽车的续驶里程。 (四) 车辆状态显示。对车辆某些信号进行采集和转换，由主控制器通过综合数字仪表显示出来。 二、纯电动汽车整车控制策略 车辆需要在满足驾驶员意图，汽车的动力性、平顺性和其他基本技术性能以及成本控制等要求的前提下选择合适的控制策略。针对各部件的特性及汽车的运行工况，控制策略要实现能量在电机、电池之间的合理而有效分配、使整车系统效率达到最高，获得整车最大的经济性以及平稳的驾驶性能。在设计纯电动汽车的时候，首先要在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗，提高车辆的续驶里程。同时还要兼顾电池的寿命，并充分考虑驾驶员的驾驶意图、汽车的平顺性以及安全性。 基于上述原则，制定控制策略的思路为: 实时考虑行驶工况，电池SOC值等影响因素，根据规则将转矩合理地分配给电机。同时限定电机的工作区域和SOC值的范围，确保电机和动力电池能够长时间保持高效的状态。若出现问题，系统可根据预先设定的规则对纯电动车辆系统的工作模式进行判断和选择。最终，在整车控制器与电机控制器中形成一个实时控制的闭环系统。这样既能保证驾驶员驾驶意图能够得到充分满足，也能够对车辆状态进行控制，保证安全性和舒适性。 1、驾驶员意图解析 对于纯电动汽车，驾驶员最简单的意图分析是加速踏板与驱动电机的期望输出功率之间的开度曲线关系。以加速踏板开度平衡曲线为基准，判断驾驶员的操作意图，当电动车辆在直道上匀速行驶时，电动汽车的运动状态点落在油门踏板的开度平衡曲线上，如图
加速踏板控制策略 一、 控制步骤： 1、 选择加速踏板电压开度信号与电机扭矩的对应关系曲线 曲线a 比较合适。 2、 找岀拟合曲线， 式中y ——电机扭矩（N*m ）； x ――加速踏板开度电压 （V ）。 3、 根据曲线计算电机扭矩值 4、 去抖动，滤波 第一步为在进行 8次求平均值时候加上阈值限制，每加一个采样值首先判断是否超出一个范围，如果超 出则为尖峰值，将其设定为下一个比较基准值，具体参考程序段： AD 采样初步滤波示例程序段 .doc 去抖的一种方法是同样的模拟信号用两路 AD 进行采集，目前的电路板有一路 AD 是给转向单元准备的， 可以考虑用在加速踏板上面。 二、 软件流程图： 电动汽车论文软件功能相关- 3.2.1加速踏板控制策略 整车控制器从加速踏板采集的是模拟量 0?5V 电压信号，之后整车控制器通过一定的算法，计算出对应 输出的电机扭矩值，再通过 CAN 总线发送给电机控制器。车辆的加速特性就取决于整车控制器中所采用的算 法。加速踏板电压开度信号和电机扭矩有三种常见的对应关系。对应关系图如图 3-3所示。 图中三条曲线 a 、b 、c 分别表示三种不同的加速踏板控制策略曲线。 a 条曲线代表硬踏板控制策略， b 条 直线表示线性踏板控制策略， c 条曲线代表软踏板控制策略。一般常用的是前两种控制策略。两种策略各有 优缺点，a 种控制策略汽车起步时更快，更有劲，也更于换挡，驾驶感觉比较好。但对应函数关系较复杂处 理的过程中计算量过大，响应特性较差； b 种线性踏板控制策略，函数关系处理比较简单，但是在汽车的加 速性上偏慢，司机驾驶感觉差一些。现分别介绍两种控制算法也就是加速踏板曲线。 线性控制策略处理起来比较简单，只需要找到固定的比例系数就可以。 硬踏板非线性控制策略处理起来比较复杂，需要一些理论和实验相结合得到一些数据，再通过拟合得到 硬踏板控制策略曲线，曲线图形 如下图 3-4所示。 曲线通过EXCEL 表格拟合得到近似的曲线， 因为是拟合曲线，所以从相似度高低依次可以得到几种曲线。 这就需要综合考虑选择更合适的一种。这里采用多项式的趋势曲线，采用更高次的方程相似度会更高一些， 但同时计算量更大一些；而选用低次的方程相似度又会差一些，所以综合考虑选择三次方程组。拟合曲线的 方程为三次方程组，曲线的方程如公式 3-1所示。 式中y ——电机扭矩（N*m ）； x ――加速踏板开度电压 （V ）。 从曲线还可以看岀，刚开始轻微踩踏板时没有扭矩。这样做的目的是考虑到人们的驾驶习惯，开车的时 候，脚会习惯性放在加速踏板 上，如车辆在行驶过程中遇到红灯停下来，这时车还在抖动，脚也随着抖动， 连带着踏板也会抖动，这时就会出现电机空转，电 机所做的功 是无用的。还有就是从安全角度看，更利于控制。 f 所以在软件 H6-2加速力拒策略示意图 编程中，加速踏板轻微开度不产生扭矩。 电动汽车论文软件功能相关-电动汽 控制系统的总线调度与整车控制策略的 6.1.1 6.1.1加速力矩控制策略 加速力矩控制策略直接影响到整车驾驶的动 车分布式 研究.kdh 力性和舒适