第十节 典型混合动力汽车的控制系统
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混合动力原理图
以下是混合动力原理图,不含标题:
一、汽车主动喷射技术
1. 汽油机喷射系统:
- 高压燃油泵将汽油从燃油箱送至喷油器
- 喷油器通过高压喷射将汽油雾化
- 雾化的汽油进入汽缸燃烧与空气混合产生爆炸动力
2. 电动机喷射系统:
- 电力系统将电能转化为动力
- 电流通过电动机产生旋转运动
- 电动机转轴通过传动装置连接车轮产生推进动力
- 驱动车轮带动汽车运动
二、动力转换和储能系统
1. 能量转换:
- 发动机将燃料燃烧转化为机械能
- 电动机将电能转化为机械能
2. 储能系统:
- 高能量密度电池用于储存电能
- 发动机在运行时通过发电机将部分功率转化为电能储存于电池中
- 制动能量回收系统将制动时产生的能量转化为电能储存于电池中
三、动力控制系统
1. 动力分配系统:
- 控制系统根据驾驶员的需求决定汽车使用发动机或电动机 - 在起步和加速时使用电动机提供高扭矩和高能效
- 在高速行驶时使用发动机提供更长的续航里程
2. 能量管理系统:
- 控制系统监测储能系统的电量
- 根据电量情况决定是否充电或释放电能
- 在电量充足时将发动机停止运行以提高能效
四、辅助系统
1. 制动能量回收系统:
- 利用制动过程中的动能转换为电能储存于电池中
- 减少能量损失,提高动力利用率
2. 启动发电机:
- 发动机启动过程中,由发电机提供电能供给汽车电器系统 - 减少对电池的依赖,延长电池寿命
以上即为混合动力原理图,文中无与标题相同的文字。
摘要针对全球气候的逐步恶化、城市大气污染加剧以及石油资源过度消耗,许多国家都正在积极开发节能型、环保型汽车。
混合动力车辆已成为汽车技术研究的热点,而总线通讯技术和分布式控制网络也在汽车电子领域广泛应用。
混合动力汽车是传统燃油汽车和纯电动汽车两相结合的新车型,具有低污染和低油耗的特点,是当前解决节能问题、环保问题的切实可行的过渡方案。
为实现混合动力车辆能量管理和运动控制,基于DSP单片机和CAN总线技术实现混合动力汽车整车能量控制器的设计,包括电源管理模块、DSP外围配置电路、CAN接口电路、SCI串口通信电路、LCD显示电路、数据采集电路。
DSP接收由数据采集单元采集来的车辆实时运行信息,如:加速踏板位置、刹车踏板位置、车速等信息,进行计算,求出车辆运行需要的发动机转矩、ISG 驱动电机转矩,并通过CAN总线以电信号的形式将输出传输到各个控制单元以实现整车的实时控制。
相对传统内燃机汽车,本控制器取消了发动机怠速;提高了发动机平均负荷率;实现了制动能量回收。
优化了车辆的经济性。
在车辆需要频繁加减速和怠速起停的城市循环工况下,节能效果更加明显。
关键词:CAN总线,DPS,混合动力汽车,整车能量控制The Power Control System Of Hybrid Electric VehicleAbstractWith the deterioration of the global climate and the excessive consume of the oil resources,developing energy-efficient automobiles becomes an important direction in the automobile industry.Hybrid electric vehicle has become hot-spot in automotive engineering,and bus communication and distributed control network are widely used in automotive electronics.Hybrid electric vehicle employing two power souces-neternal combustion engine and electric motor,has been accepted world-widely as one of the most promising methods to solve these two problems.To realize energy management and kinetic control of HEV,according to DSP and CAN communication carry out the the vehicle power control module ,including the power management module,DSP module,CAN communication module, SCI communication module and LCD module.DSP receives the data that collected of the vehicle that the unit collects by the data to go an information, such as:Accelerate pedal position and braking pedal position,speed information, carry on a calculation, beg the motor that a vehicle circulates a demand to turn and ISG to drive electrical engineering to turn,and pass the CAN communication delivers the exportation to each control unit by the form of telecommunication with carry out the vehicle power control module.Opposite traditional internal combustion engine car, this controller canceled motor Dai soon;Raised a motor the burden rate is on the average;Carried out to make an amount of kinetic energy recall.It was excellent to turn the economy of the vehicle.Economize on energy effect Under circulating work condition in the city that needs to be multifarious to add and subtract soon to soon rise to stop in the vehicle,it's getting more obvious.Key words:CAN bus,DSP,Hybrid electric vehicle,the vehicle power control module目录第一章绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1本课题的背景、目的和意义 ------------------------------------------------------------------------ 11.2混合动力汽车国内外发展现状 --------------------------------------------------------------------- 31.3混合动力汽车的分类---------------------------------------------------------------------------------- 61.4混合动力汽车的特点及比较 ------------------------------------------------------------------------ 91.4.1串联式混合动力汽车的特点---------------------------------------------------------------- 91.4.2并联式混合动力汽车的特点--------------------------------------------------------------- 101.4.3混联式混合动力汽车的特点--------------------------------------------------------------- 101.5论文的研究内容--------------------------------------------------------------------------------------- 11 第二章方案论证 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 122.1 ISG型HEV的工作原理 ---------------------------------------------------------------------------- 122.2控制器CPU的选择 ---------------------------------------------------------------------------------- 122.3 CAN总线的在混合动力汽车上的运用---------------------------------------------------------- 132.4动力总成控制系统的结构分析和选择----------------------------------------------------------- 152.5系统硬件总体框图------------------------------------------------------------------------------------ 152.6稳压芯片的选择--------------------------------------------------------------------------------------- 162.7 RS-232收发器接口芯片----------------------------------------------------------------------------- 172.8 CAN收发器 -------------------------------------------------------------------------------------------- 172.9 ISG型混合动力汽车动力传动系统布置方案和整车控制策略 ---------------------------- 17 第三章HEV动力总成硬件系统设计 ---------------------------------------------------------------------- 203.1系统的硬件需求分析--------------------------------------------------------------------------------- 203.2功能模块划分 ------------------------------------------------------------------------------------------ 203.3 TMS320F2812的介绍-------------------------------------------------------------------------------- 203.4 DSP最小系统及相关电路 -------------------------------------------------------------------------- 223.4.1供电电路---------------------------------------------------------------------------------------- 223.4.2复位电路---------------------------------------------------------------------------------------- 233.4.3时钟振荡电路 --------------------------------------------------------------------------------- 233.4.4 JTAG接口电路-------------------------------------------------------------------------------- 233.4.5 SCI串口通讯电路---------------------------------------------------------------------------- 243.4.6 AD转换电路----------------------------------------------------------------------------------- 243.4.6 CAN通讯接口电路 -------------------------------------------------------------------------- 253.5 LED灯与按键电路 ----------------------------------------------------------------------------------- 263.6 LCD液晶驱动电路 ----------------------------------------------------------------------------------- 273.7油门/制动踏板位置信号采集电路 ---------------------------------------------------------------- 273.8车速采集电路 ------------------------------------------------------------------------------------------ 283.9发动机转速采集电路--------------------------------------------------------------------------------- 29 第四章HEV动力总成软件系统设计 ---------------------------------------------------------------------- 304.1软件系统总体设计------------------------------------------------------------------------------------ 304.1.1能量控制算法 --------------------------------------------------------------------------------- 314.1.2主程序流程图 --------------------------------------------------------------------------------- 324.2 AD转换模块 ------------------------------------------------------------------------------------------- 344.3显示模块 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 35第五章结论------------------------------------------------------------------------------------------------------- 365.1总结------------------------------------------------------------------------------------------------------- 365.2展望------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38 致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 40 附录1:程序清单------------------------------------------------------------------------------------------------ 41 附录2:硬件连接图 -------------------------------------------------------------------------------------------- 51第一章绪论1.1本课题的背景、目的和意义内燃机汽车经过120多年的发展和壮大,为人类文明做出了巨大贡献,创造了难以计算的直接或间接经济利益【1】。
混合动力汽车动力系统结构与原理1.内燃机:混合动力汽车通常搭载有一台燃油发动机,常见的是汽油发动机。
燃油发动机可以为车辆提供足够的动力,并通过发电机来为电动机充电。
2.电动机:混合动力汽车还配备了一台电动机,用于辅助燃油发动机,提供额外的动力。
电动机可以直接从电池组获取电能,也可以通过发电机从燃油发动机获得电能。
3.电池组:混合动力汽车的电池组用于存储电能,供电给电动机使用。
电池组通常采用锂离子电池或镍氢电池等高能量密度的储能设备。
电池组可以通过内燃机和制动能量回收系统来充电。
4.能源管理系统:这是混合动力汽车动力系统的关键部分,它负责控制内燃机和电动机之间的协同工作,以及能量的分配和管理。
能源管理系统可以根据驾驶需求、车辆状态和环境条件等参数,自动调节内燃机和电动机的工作模式,以达到最佳的燃油效率和动力输出。
1.启动和低速工况:当车辆启动或行驶速度较低时,电动机负责提供动力,内燃机处于关闭状态。
电动机从电池组获取电能,驱动车辆进行行驶,这样可以大大降低燃油消耗和排放。
2.加速和中低负载工况:当车辆需要加速或承载中低负载时,电动机和内燃机同时工作。
电动机为车辆提供额外的动力,内燃机则通过发电机为电池组充电,以保证电动机的运行和电池组电能的稳定。
3.高速和高负载工况:当车辆需要高功率输出或承载高负载时,内燃机主要工作,而电动机处于关闭状态。
内燃机提供主要的动力,同时通过发电机为电池组充电,以维持电池组的正常工作。
4.制动能量回收:在制动过程中,电动机可以通过逆转工作方式将车辆的动能转化为电能,然后储存在电池组中。
这种能量的回收利用可以提高整车的能效,并减少制动能量的浪费。
通过合理协调和控制内燃机和电动机的工作模式,混合动力汽车动力系统可以实现更高的燃油效率和更低的排放。
另外,混合动力汽车还可以利用外部电源进行充电,进一步减少对燃油的依赖,提高能源利用率和环境友好性。