电动汽车电机控制器软件设计

电动汽车整车控制器设计及测试黄其;薛利昆;罗玲;王伟建【摘要】电动汽车无排放、低噪声、乘坐舒适,现已得到广泛应用.整车控制器VCU是电动汽车控制的中心,接收驾驶员的操作指令,实时监控电池管理系统、电机系统和其它附件的状态,运算处理后将控制指令发给汽车各个部件.该文采用英飞凌XC2267M-单片机开发了电动汽车整车控制器,介绍了硬件结构和主要程序功能;并根据其功能和信号类型设计了测试系统,包括信号板(开关量和模拟量输入,输出显示)、USBCAN通信卡和LabVIEW上位机,上位机模拟各个部件收发CAN报文、同时显示整车运行状态,测试系统可以配合整车控制器完成各项性能测试.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2019(034)003【总页数】6页(P14-18,37)【关键词】整车控制器;英飞凌XC2267M;USBCAN;LabVIEW【作者】黄其;薛利昆;罗玲;王伟建【作者单位】国家精密微特电机工程技术研究中心,贵阳550081;西北工业大学自动化学院,西安710072;西北工业大学自动化学院,西安710072;西北工业大学自动化学院,西安710072;西北工业大学自动化学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】U469.7电动汽车以电机为驱动机构，与传统燃油发动机汽车相比，起动力矩大、加速快，变速箱噪声减少，行驶中没有尾气排放，应用越来越广泛[1]。

电动汽车的三大核心部件为整车控制器VCU（vehicle control unit）、电池管理系统BMS （battery management system）和电机控制系统MCU（motor control unit），通过控制信号线束（通常采用CAN 总线）和电力线束相互连接[2]，如图1 所示。

整车控制器VCU接收驾驶员的操作指令，并实时监控整车附件、电池系统及电机系统部件的状态，向附件和电机系统发出控制指令。

电池管理系统BMS 主要完成电量检测、保护、状态预测、充放电控制、电流均衡等功能[3]。

T/CSAE XX – 2019ICS 32.020T40团体标准T/CSAEXX－2019电动汽车车载控制器软件功能测试规范Test Specification for Software function of vehicle Controller forElectric vehicles（终审稿）目次前言引言1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4测试过程要求 (2)4.1测试准备阶段要求 (2)4.1.1主要活动 (2)4.1.2测试计划 (2)4.1.3 准入条件 (6)4.1.4 入口质量要求 (6)4.1.5 出口准则 (6)4.1.6 测试环境准备 (6)4.2 测试实施阶段要求 (9)4.2.1 对测试需求的分析要求 (9)4.2.2基于需求的测试用例设计要求 (9)4.2.3基于经验的测试设计 (15)4.2.4基于安全的测试 (15)4.2.5测试执行 (18)4.3测试结束阶段要求 (19)5.测试问题管理要求 (20)5.1问题状态 (20)5.2问题确认 (20)5.3测试问题修改 (21)5.4测试问题关闭验证 (21)5.5测试问题评审 (21)5.5.1问题评审总体要求 (21)5.5.2问题评审人员要求 (21)5.5.3问题评审流程要求 (21)5.5.4问题评审结论要求 (22)5.6测试问题跟踪 (22)5.7测试问题总结 (22)5.8测试问题分析 (22)6.测试人员能力要求 (22)6.1汽车业软件测试知识基础框架体系概述 (22)6.2体系的基础 (23)6.3体系的内容 (23)6.3.1概述 (23)6.3.2汽车软件测试助理 (23)6.3.3汽车软件基础级测试员 (23)6.3.4汽车软件测试工程师 (23)IIT/CSAE XX – 20197.供应商控制器管控要求 (24)7.1控制器供应商测试实施方法 (24)7.1.1委托第三方测试机构进行测试 (24)7.1.2委托第三方测试机构审查 (24)7.2第三方测试机构资质要求 (24)7.2.1第三方测试机构企业定位 (24)7.2.2人员团队要求 (24)7.2.3测试环境要求 (24)7.2.4测试设计与执行能力要求 (25)7.3控制器供应商第三方委托测试的要求 (25)7.3.1控制器供应商样件管理要求 (25)7.3.2控制器供应商测试输入物的要求 (26)7.3.3控制器供应商项目时间要求 (26)7.3.4控制器供应商项目测试计划要求 (26)7.3.5控制器供应商测试问题管理要求 (26)7.3.6控制器供应商测试整改要求 (26)7.4委托第三方测试机构测试流程 (26)7.4.1第三方测试机构定点 (26)7.4.2项目启动 (26)7.4.3测试输入物交付及审核 (27)7.4.4测试用例开发 (27)7.4.5测试环境开发 (27)7.4.6测试执行 (27)7.4.7测试报告交付 (27)7.4.8回归测试 (27)7.4.9测试结束 (28)7.5委托第三方测试机构审查流程 (28)7.5.1第三方测试机构定点 (28)7.5.2第三方测试机构审查计划制定 (28)7.5.3测试输入物交付 (28)7.5.4第三方测试机构审查测试用例 (28)7.5.5第三方测试机构测试环境开发 (28)7.5.6第三方测试机构抽查测试 (28)7.5.7第三方测试机构审查结项 (28)8.自动化测试 (29)8.1自动化测试的实施背景 (29)8.1.1回归测试与工程变更 (29)8.1.2具有与时间相关的非功能性要求 (29)8.2自动化测试脚本要求 (29)8.2.1测试环境配置与初始化 (29)8.2.2信号访问路径 (29)8.2.3测试语言 (29)III前言本文件按照GB/T 1.1-2020给出的规则起草。

新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现一、简介随着环境污染和能源危机的加剧，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具逐渐引起了人们的关注。

其中，电动汽车因其零排放、低噪音、低能耗等优点成为发展方向。

而电动驱动控制系统作为电动汽车的重要组成部分，对于提高电动汽车的性能、稳定性和可靠性起到了至关重要的作用。

本文就电动驱动控制系统的设计与实现进行详细的讲解。

二、电动驱动控制系统的基本概念电动驱动控制系统通常由电机、电控器、电池组、控制器和传感器等组成。

其中，电机是电动汽车的核心设备，是将电能转化为机械能的装置；电控器是控制电机运转的主要设备，它控制电机的各种参数，实现电机的启动和停止、调速等功能。

电池组则是提供电能的设备，控制器则负责对电机控制器进行控制。

传感器则是对电控系统进行反馈的设备，能够实时监测电动汽车各种参数。

三、电动驱动控制系统设计的要点1. 电机与电控器的匹配电动汽车的电机与电控器之间需要进行匹配，以满足电动汽车的动力要求。

电机与电控器的匹配需要考虑多方面因素，如电机的功率、转矩、轴承载荷等。

所以对于电机与电控器的匹配需要严格按照规定进行。

2. 电动汽车控制策略控制策略是电动汽车电控系统的核心，它涉及到电池组电路的设计、电机控制方式和转速控制等。

因此，电动汽车控制策略的选择应该根据具体的车辆性能和实际驾驶需要，以达到最佳的控制效果。

3. 电池管理系统电池管理系统是电动汽车电控系统中的重要组成部分，它对电池充电和放电进行控制与管理，保证电池的正确使用和延长电池寿命。

所以电池管理系统的设计需要考虑多个方面因素，如环境温度、电池组质量、充电电流、放电电流和循环使用次数等。

4. 车辆传感器的设计传感器是电动汽车电控系统中一个极为重要的组成部分，它能够实时测量车辆各种参数的数据并反馈给控制器，从而实现对电动汽车动态和静态数据的掌控。

因此，传感器的设计需要具备高精度、高可靠性和防抖动等特点，同时需要根据不同的车型和使用场景进行个性化设计。

电机控制器软件设计规范_基于AUTOSAR的电机驱动系统报告来源 | 汽车软件前⾔纯电动汽车和混合动⼒汽车是新能源汽车产业发展的重要⽅向，同时，泛亚“电动化、智能化、⽹联化、数字化”战略的提出，使得未来车载汽车电⼦电⽓架构系统的开发越来越复杂。

汽车开放系统架构 AUTOSAR 代表的层次化、模块化、平台化技术则是汽车电⼦软件开发的重要趋势。

在电动汽车的三⼤电控系统中(电机控制、电池管理、整车控制)，电机控制作为核⼼之⼀，其软件架构的研究设计对于汽车电控系统的开发有重要意义。

本报告以电动汽车⽤驱动电机作为研究对象，以 AUTOSAR 开发架构为基础，对电机驱动控制系统软件架构设计与开发进⾏探究，并在此基础上对电机过调制控制算法以及旋变软解码技术进⾏详细研究。

电动汽车的电机控制软件基于 AUTOSAR开发的意义在电动汽车的三⼤电控单元中，电机驱动控制作为其中的核⼼，其性能⾼低对汽车动⼒性和操纵性有直接的影响。

和传统电机调速系统和伺服电机系统相⽐较，车⽤驱动电机系统的开发除了⾼功率密度、宽调速范围等性能需求外，对于安全性和可靠性也有着更⾼的要求。

提⾼车⽤电机控制软件的可复⽤性，增强系统软件的可配置性，改善系统软件的可靠性与稳定性对于车⽤电机控制系统开发有着重要意义。

旋变解码研究对于电机⽮量控制⽽⾔，往往需要获取电机的转⼦位置⾓度，⾓度的测量常⽤的⽅法有磁性编码器、光电码盘、电涡流传感器和旋转变压器等。

其中，磁编码器是基于磁阻效应或霍尔效应的轴⾓传感器，输出信号是基于转⼦位置的正余弦函数，其结构简单鲁棒性强，不受潮湿环境影响，但受⾼温和⽓隙限制；光电码盘体积⼩，分辨率⾼，抗电磁⼲扰能⼒强，但转速受限，最⾼可测转速在 3000rpm 左右；电涡流传感器灵敏度⾼，响应速度快，受环境影响较⼩，但其精度有限；旋转变压器可靠性⾼，不同环境适应能⼒强，不受温度和振动等因素影响，因此⼴泛应⽤于电梯、雷达、机载仪器等伺服系统和⼯业⾃动化领域。

电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析摘要：为解决汽车尾气对环境造成的污染，各种新能源汽车开始问世，而电动汽车就是其中的一种。

而作为电动汽车核心技术，其驱动电机控制系统电动汽车发展的关键要素之一。

本文将对电动汽车用驱动电机控制系统的设计方式进行详细介绍，并会对该系统算法实现进行分析，旨在提高驱动电机控制系统应用水平，为电动汽车在市场中的立足与发展提供保障。

关键词：控制系统；驱动电机；电动汽车；软件设计所谓电动汽车就是以电源为动力进行驱动行使的新能源汽车。

这种汽车不仅节能，而且对于环境的污染较小，有着较大的发展空间。

该汽车主要分为燃料电池汽车、纯电动力汽车以及混合动力汽车三种，而控制系统、动力电池以及电机则是该类型车辆的关键技术。

为实现驱动电机控制系统在电动汽车中的合理运用，业内各界人士都加大了对该系统的研究力度。

一、电动汽车用驱动电机控制系统设计方案（一）软件设计在对该控制系统软件进行设计时，为保证软件可移植性以及可读性水平，一般设计人员可以运用C语言来对软件部分进行设计。

系统软件主要负责对控制信号进行输出、系统初始化以及对中断函数进行处理等。

其中初始化包括继电器初始状态设计与初始占空比设计等内容；而系统中所运用的中断主要有HSO中断、串口接受数据终端以及档位变化终端和CAN总线中断四部分内容[1]。

在对档位变化中断进行处理过程中，设计人员要通过对非可屏蔽中断NMI来实施相应处理，以便可以对档位信号第一时间做出反应，可以有效控制因档位改变而出现的相关风险。

设计人员要将定时器T1视作是PWM波基础标准，并将周期设定在2千赫兹，同时要在运用定时器在对中断信号进行收集，一般信号收集周期会控制在250赫兹左右。

而电枢部分自己励磁要通过“PI”控制算法进行模糊计算，进而获得精准结果。

此控制器最大的优势就是可以在较大范围内，对系统控制量进行科学调整，从而实现对系统响应速度的有效提升，有效避免稳态误差的出现，确保控制系统的动态性能以及静差数值。

基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了越来越多的关注和推广。

在电动汽车的研发过程中，仿真模型的建立与应用发挥着至关重要的作用。

本文旨在探讨基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用，旨在为电动汽车的设计、优化和控制提供理论支持和实践指导。

本文将对电动汽车仿真模型的重要性进行阐述，指出其在电动汽车研发过程中的地位和作用。

接着，将详细介绍Matlab/Simulink在电动汽车仿真模型设计中的应用，包括其强大的建模功能、灵活的仿真能力以及高效的算法处理能力等。

在此基础上，本文将重点讨论电动汽车仿真模型的设计方法。

包括电动汽车动力系统的建模、控制系统的建模以及整车模型的集成等。

将结合具体案例，对电动汽车仿真模型在实际应用中的效果进行展示和分析，以验证其有效性和可靠性。

本文还将对电动汽车仿真模型的发展趋势进行展望，探讨其在未来电动汽车研发中的潜在应用前景。

通过本文的研究，希望能够为电动汽车仿真模型的设计与应用提供有益的参考和启示，推动电动汽车技术的不断发展和进步。

二、电动汽车仿真模型设计基础电动汽车（EV）仿真模型的设计是一个涉及多个学科领域的复杂过程，其中包括电力电子、控制理论、车辆动力学以及计算机建模等。

在Matlab/Simulink环境中，电动汽车仿真模型的设计基础主要包括对车辆各子系统的理解和建模，以及如何利用Simulink提供的各种模块和工具箱进行模型的构建和仿真。

电动汽车的主要子系统包括电池管理系统（BMS）、电机控制系统（MCS）、车辆控制系统（VCS）以及车辆动力学模型。

这些子系统都需要根据实际的电动汽车设计和性能参数进行精确的建模。

电池管理系统（BMS）建模：电池是电动汽车的能源来源，因此，BMS建模对于电动汽车的整体性能至关重要。

BMS模型需要包括电池的荷电状态（SOC）估计、电池健康状况（SOH）监测、电池热管理以及电池能量管理等功能。