整車控制器全解課件

1、電動汽車整車控制器目錄 控制器的研究背景1 控制器簡介 2 電動汽車發(fā)展前景4 控制器的研究現(xiàn)狀3一、控制器的研究背景節(jié)能與減排是當前汽車研究的主要目的，而電動汽車是未來新能源汽車發(fā)展的主流，電動汽車控制技術是電動汽車發(fā)展的關鍵技術之一，整車控制器是控制系統(tǒng)的核心，它對汽車的正常行駛、安全性，故障診斷與處理，整車狀態(tài)監(jiān)控等有著關鍵性的作用。1.整車控制器（VMS），即動力總成控制器。作為核心控制部件，它采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，并做出相應判斷后，控制下層的各部件控制器的動作，驅動汽車正常行駛。2.控制器主要功能：驅動力矩控制、制動能量的優(yōu)化控制、整車的能量管理、CAN網(wǎng)絡的

2、維護和管理、故障的診斷和處理、車輛狀態(tài)監(jiān)視等。二、控制器的簡介3.控制器硬件組成：微處理器、CAN通信模塊、BDM調(diào)試模塊、串口通信模塊、電源及保護電路模塊等。4.控制器軟件設計：采用模塊化的設計方法，據(jù)不同功能的要求將軟件細分為不同的模塊。車輛行駛時采用分工況控制方式，針對不同的車輛行駛工況制定不同的控制策略,可以高效、準確的對車輛進行控制。針對性的改進控制策略,優(yōu)化車輛各方面的性能。5.整車控制系統(tǒng)組成6.整車控制器系統(tǒng)設計6.整車控制器實物圖三、控制器的研究現(xiàn)狀1.電動汽車國外研究情況（以日本為主介紹）1.1:日本a. 1976 年成立了“日本電動汽車協(xié)會”。b. 1978 年協(xié)會制訂了

3、“電動汽車試用制度”。c. 1991 年通產(chǎn)省制定了第三屆電動汽車普及計劃。d. 1997 年后日本汽車制造商推出了裝載鎳氫、鋰離 子電池的第二代純電動汽車。e. 90 年代末，豐田公司研制出 RAV4 EV 型純電動轎車，動力裝置：交流同步電動機，由 288V 氫電池提供電能，最高車速為 125km/h。1.1.1豐田公司整車控制器 整車控制器接收整車控制器接收駕駛員的操作信號和汽車的運動傳感器信號，控制器將這些信號經(jīng)過控制策略計算，通過左右2組電機控制器和逆變器分別驅動左后輪和右后輪。控制器原理圖如下：1.1.2日產(chǎn)公司整車控制器 日產(chǎn)聆風LEAF是5門5座純電動轎車，2010年12月至2

4、011年初陸續(xù)在歐美和日本市場上市，2011年進入中國市場?？刂破鹘邮諄碜越M合儀表的車速傳感器和加速踏板位置傳感器的電子信號，通過子控制器控制直流電壓變換器DCDC、車燈、除霜系統(tǒng)、空調(diào)、電機、發(fā)電機、動力電池、太陽能電池、再生制動系統(tǒng)?？刂破髟韴D如下：1.1.3日立公司整車控制器 電動汽車是四輪驅動結構，整車控制器的控制策略是在不同的工況下使用不同的電機驅動電動汽車，或者按照一定的扭矩分配比例，聯(lián)合使用2臺電機驅動電動汽車，使系統(tǒng)動力傳動效率最大。當電動汽 車起步或爬坡時，由低速、大扭矩永磁同步電機驅動前輪。當電動汽車高速行駛時，由高速感應電機驅動后輪。控制器原理圖如下：1.2 美國a.

5、2009年，美國成立了電動汽車聯(lián)盟。b. 2013年，全美共有75萬輛電動汽車上路，預計到 2018年全美將會初步形成良好的電動汽車產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。c. 爭取到2020年，全美擁有電動汽車1400萬輛，近1/4的輕型汽車為純電動汽車或插入式電動汽車。d. 到2040年美國將擁有2.5億輛電動車，其中3/4的輕型車為電動汽車。1.2 德國a. 2011年5月18口德國聯(lián)邦政府通過的電動汽車優(yōu)惠政策，鼓勵電動汽車的發(fā)展。b.爭取在德國2020年實際運行的電動汽車達到100萬輛，到2030年達到600萬輛以上。c. 計劃2050年電動汽車交通網(wǎng)絡能夠覆蓋德國城市全范圍。2.電動汽車國內(nèi)研究情況a. 電動汽

6、車研究始于20世紀 60 年代，由于投資很小且不重視，因此并沒有得到很大的發(fā)展。b. 1980 年以后，國家開始重視電動汽車的研究和開發(fā)，電動汽車得到迅速發(fā)展。c.2001 年，我國啟動了“863”計劃電動汽車重大專項，開啟了“三縱三橫”的電動汽車研發(fā)格局。開始自主研發(fā)，建立起電動汽車產(chǎn)業(yè)體系。d. 2004 年 11 月 25 號頒布的節(jié)能中長期專項規(guī)劃指出“研究鼓勵混合動力汽車、純電動汽車的生產(chǎn)和消費政策”。e. “十一五”期間，北京理工大學承擔了“純電動客車”重要項目，作為技術的依托單位，承擔了北京市科技奧運電動汽車特別專項項目。f. “十二五規(guī)劃”指出，在本階段內(nèi)，新能源汽車的發(fā)展和汽

7、車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略趨向是純電動汽車。2.1天津大學整車控制器 整車控制器對純電動汽車動力鏈的各個環(huán)節(jié)進行管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，以提高整車能量利用效率，確保安全性和可靠性。該整車控制器采集駕駛員駕駛信號，通過CAN總線獲得電機和電池系統(tǒng)的相關信息，進行分析和運算，通過CAN總線給出電機控制和電池管理指令，實現(xiàn)整車驅動控制、能量優(yōu)化控制和制動回饋控制。控制器原理圖如下：2.2湖南大學整車控制器 電機及整車總成控制器以電動汽車用交流電機驅動系統(tǒng)為研究對象，將直接轉矩控制思想運用于電動汽車驅動系統(tǒng)。根據(jù)電動汽車所要達到的性能指標，分析了電動汽車驅動系統(tǒng)的特點，對各種驅動電機進行了比較。采用空間電壓矢量方

8、法分析了直接轉矩控制的基本原理結構及其算法。控制器原理圖如下：2.3北京理工大學整車控制器 系統(tǒng)主要由電機控制模塊、再生制動控制模塊、電池管理模塊、儀表顯示模塊及故障診斷模塊、真空助力模塊、轉向助力模塊、電動空調(diào)模塊、DCDC模塊、制動踏板模塊等組成。通過CAN實現(xiàn)各個控制模塊間的信息通信。汽車的一些基本狀態(tài)信息是大部分控制單元必須獲取的數(shù)據(jù)，控制單元采用廣播方式向總線發(fā)送數(shù)據(jù)控制器原理圖如下：2.4眾泰汽車整車控制器 整車控制器能夠統(tǒng)計整車所有電器設備的功耗，對比動力電池能夠提供的電量，根據(jù)功率模型計算結果，輸出控制器指令信號至電機控制器，從而調(diào)整牽引電機的轉矩值。當接收到加速踏板功率需求信息后，根據(jù)電器設備的功率分配和電池管理系統(tǒng)電池的電壓、電流等信息進行綜合分析，合理地調(diào)整牽引電機的扭矩輸出，保證其具有足夠的牽引力控制器原理圖如下：四、電動汽車發(fā)展前景 發(fā)展電動汽車，既是有效緩解能源和環(huán)境壓力的重要途徑，也是加快汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的戰(zhàn)略舉措。今后可從以下幾方面推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化。1.協(xié)調(diào)好電動汽車各參與方之間的利益關系。2.加大對電動汽車的宣傳，加強消費者的環(huán)保理念。3.加快推廣應用和試點示范，探索商業(yè)運營模式。4.加快基礎設施建設，合理規(guī)劃電動汽車充