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电动汽车电控单元设计

作　者: 贾学强
导　师: 孙力
学　校: 北方工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电动汽车 整车控制器 驱动控制 高压电管理
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本课题以电动汽车驱动系统实验台的建立为背景,主要负责试验台的整车控制单元设计,优化控制系统。电子控制单元是电动汽车区别于燃油汽车的关键部分,它的设计性能的优劣直接关系到汽车的安全驾驶与舒适度。为进一步研究开发电动汽车应用技术,推动电动汽车的发展和普及,具有很高的学术意义和工程意义。本论文分析了当前电动汽车电子控制系统的发展状况,并提出了一套可应用于纯电动汽车中的整车控制器的设计,本课题选用基于Freescale系列MC9S12DG128单片机的控制系统,结合实验室自主开发的电池管理单元,对相关问题进行了系统的分析、设计和研究。首先,我们分析了传动汽车与电动汽车的电子控制系统的发展现状,了解电动汽车对其电子控制系统和控制技术的要求,探讨电动汽车电子控制技术的研究热点和发展趋势。其次,本文给出了电动汽车ECU基于CAN总线的总体结构,分析设计ECU的输入、输出单元并给出了相应的硬件原理图。此外还对电动汽车用ECU的处理器进行了选型和硬件设计。然后着重对其在驱动系统中的控制部分进行了控制策略的设计。通过Simulink与Labview的联合仿真验证了该控制单元的可行性。最后对电动汽车中高压安全管理方面进行了控制策略的设计。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 引言  9-14
  1.1 电动汽车的历史  9-10
  1.2 电动汽车电子控制单元的发展  10-11
  1.3 电动汽车电子控制系统的性能特点  11
  1.4 CAN总线网络在电动汽车上的应用  11-12
  1.5 课题的背景、意义和研究内容  12-14
    1.5.1 课题的背景和意义  12-13
    1.5.2 课题研究内容  13-14
2 电动汽车ECU整体设计  14-30
  2.1 电动汽车车载网络  14-15
  2.2 电动汽车ECU整体结构设计  15-17
    2.2.1 电动汽车ECU功能分析  15-16
    2.2.2 电动汽车ECU结构设计  16-17
  2.3 电动汽车ECU最小系统设计  17-20
    2.3.1 电动汽车ECU处理器选型  17-18
    2.3.2 电源及复位电路  18-19
    2.3.3 晶体振荡电路  19-20
  2.4 电动汽车ECU通信接口设计  20-23
    2.4.1 CAN通信接口  20-22
    2.4.2 BDM接口电路  22
    2.4.3 USB-CAN接口  22-23
  2.5 电动汽车ECU数据采集模块设计  23-26
    2.5.1 加速踏板位置采集模块  23-24
    2.5.2 电流采集模块  24-25
    2.5.3 温度采集模块电路  25-26
  2.6 数字量输入输出电路  26-28
    2.6.1 数字量输入电路  26-27
    2.6.2 数字量输出电路  27-28
  2.7 硬件PCB的抗干扰设计  28-29
  2.8 本章小结  29-30
3 ECU的驱动控制策略研究  30-42
  3.1 ECU的驱动控制功能分析  30-31
  3.2 模糊逻辑控制  31-35
    3.2.1 模糊理论简介  31-32
    3.2.2 模糊控制系统的原理  32-33
    3.2.3 模糊控制器的设计步骤  33-35
  3.3 ECU的驱动控制模糊控制器设计  35-41
    3.3.1 确定模糊控制器的结构  35-36
    3.3.2 定义模糊控制的输入变量和输出变量的模糊集和论域  36-37
    3.3.3 定义输入、输出变量的隶属函数  37-38
    3.3.4 设计模糊控制的控制规则,建立模糊控制表  38-40
    3.3.5 利用选定的模糊推理算法和模糊推理规则进行推理  40-41
    3.3.6 反模糊化  41
  3.4 本章小结  41-42
4 ECU的驱动控制策略的软件设计与仿真  42-52
  4.1 ECU的驱动控制部分的软件设计  42-46
    4.1.1 初始化模块  42-43
    4.1.2 A/D转换模块  43
    4.1.3 控制策略模块  43-44
    4.1.5 CAN通信模块  44-45
    4.1.6 主程序模块  45-46
  4.2 软件抗干扰设计  46
  4.3 ECU驱动模糊控制仿真  46-51
  4.4 本章小结  51-52
5 电动汽车ECU高压安全管理及故障处理  52-57
  5.1 上电自检策略  52
  5.2 高压接通控制策略  52-53
  5.3 状态监测策略  53
  5.4 高压断开控制策略  53-56
  5.5 本章小结  56-57
6 结论与展望  57-58
  6.1 本文主要结论  57
  6.2 工作展望  57-58
参考文献  58-60
攻读硕士期间发表的论文  60-61
致谢  61

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 各种能源汽车 > 电动汽车
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