整車控制器全解課件

1、電動(dòng)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(dòng)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(dāng)前汽車研究的主要目的，而電動(dòng)汽車是未來新能源汽車發(fā)展的主流，電動(dòng)汽車控制技術(shù)是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，整車控制器是控制系統(tǒng)的核心，它對(duì)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(guān)鍵性的作用。1.整車控制器（VMS），即動(dòng)力總成控制器。作為核心控制部件，它采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)及其他部件信號(hào)，并做出相應(yīng)判斷后，控制下層的各部件控制器的動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)汽車正常行駛。2.控制器主要功能：驅(qū)動(dòng)力矩控制、制動(dòng)能量的優(yōu)化控制、整車的能量管理、CAN網(wǎng)絡(luò)的

2、維護(hù)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(hù)電路模塊等。4.控制器軟件設(shè)計(jì)：采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，據(jù)不同功能的要求將軟件細(xì)分為不同的模塊。車輛行駛時(shí)采用分工況控制方式，針對(duì)不同的車輛行駛工況制定不同的控制策略,可以高效、準(zhǔn)確的對(duì)車輛進(jìn)行控制。針對(duì)性的改進(jìn)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(shè)計(jì)6.整車控制器實(shí)物圖三、控制器的研究現(xiàn)狀1.電動(dòng)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(dòng)汽車協(xié)會(huì)”。b. 1978 年協(xié)會(huì)制訂了

3、“電動(dòng)汽車試用制度”。c. 1991 年通產(chǎn)省制定了第三屆電動(dòng)汽車普及計(jì)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(dòng)汽車。e. 90 年代末，豐田公司研制出 RAV4 EV 型純電動(dòng)轎車，動(dòng)力裝置：交流同步電動(dòng)機(jī)，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(hào)和汽車的運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)，控制器將這些信號(hào)經(jīng)過控制策略計(jì)算，通過左右2組電機(jī)控制器和逆變器分別驅(qū)動(dòng)左后輪和右后輪?？刂破髟韴D如下：1.1.2日產(chǎn)公司整車控制器 日產(chǎn)聆風(fēng)LEAF是5門5座純電動(dòng)轎車，2010年12月至2

4、011年初陸續(xù)在歐美和日本市場(chǎng)上市，2011年進(jìn)入中國市場(chǎng)?？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(hào)，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(jī)、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池、太陽能電池、再生制動(dòng)系統(tǒng)?？刂破髟韴D如下：1.1.3日立公司整車控制器 電動(dòng)汽車是四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，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(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，或者按照一定的扭矩分配比例，聯(lián)合使用2臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，使系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)效率最大。當(dāng)電動(dòng)汽 車起步或爬坡時(shí)，由低速、大扭矩永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪。當(dāng)電動(dòng)汽車高速行駛時(shí)，由高速感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)汽車聯(lián)盟。b. 2013年，全美共有75萬輛電動(dòng)汽車上路，預(yù)計(jì)到 2018年全美將會(huì)初步形成良好的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。c. 爭取到2020年，全美擁有電動(dòng)汽車1400萬輛，近1/4的輕型汽車為純電動(dòng)汽車或插入式電動(dòng)汽車。d. 到2040年美國將擁有2.5億輛電動(dòng)車，其中3/4的輕型車為電動(dòng)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(dòng)汽車優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)電動(dòng)汽車的發(fā)展。b.爭取在德國2020年實(shí)際運(yùn)行的電動(dòng)汽車達(dá)到100萬輛，到2030年達(dá)到600萬輛以上。c. 計(jì)劃2050年電動(dòng)汽車交通網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋德國城市全范圍。2.電動(dòng)汽車國內(nèi)研究情況a. 電動(dòng)汽

6、車研究始于20世紀(jì) 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(dòng)汽車的研究和開發(fā)，電動(dòng)汽車得到迅速發(fā)展。c.2001 年，我國啟動(dòng)了“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)，開啟了“三縱三橫”的電動(dòng)汽車研發(fā)格局。開始自主研發(fā)，建立起電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)體系。d. 2004 年 11 月 25 號(hào)頒布的節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃指出“研究鼓勵(lì)混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車的生產(chǎn)和消費(fèi)政策”。e. “十一五”期間，北京理工大學(xué)承擔(dān)了“純電動(dòng)客車”重要項(xiàng)目，作為技術(shù)的依托單位，承擔(dān)了北京市科技奧運(yùn)電動(dòng)汽車特別專項(xiàng)項(xiàng)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(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略趨向是純電動(dòng)汽車。2.1天津大學(xué)整車控制器 整車控制器對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)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(hào)，通過CAN總線獲得電機(jī)和電池系統(tǒng)的相關(guān)信息，進(jìn)行分析和運(yùn)算，通過CAN總線給出電機(jī)控制和電池管理指令，實(shí)現(xiàn)整車驅(qū)動(dòng)控制、能量優(yōu)化控制和制動(dòng)回饋控制。控制器原理圖如下：2.2湖南大學(xué)整車控制器 電機(jī)及整車總成控制器以電動(dòng)汽車用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，將直接轉(zhuǎn)矩控制思想運(yùn)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)電動(dòng)汽車所要達(dá)到的性能指標(biāo)，分析了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)各種驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了比較。采用空間電壓矢量方

8、法分析了直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理結(jié)構(gòu)及其算法?？刂破髟韴D如下：2.3北京理工大學(xué)整車控制器 系統(tǒng)主要由電機(jī)控制模塊、再生制動(dòng)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(zhuǎn)向助力模塊、電動(dòng)空調(diào)模塊、DCDC模塊、制動(dòng)踏板模塊等組成。通過CAN實(shí)現(xiàn)各個(gè)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(jì)整車所有電器設(shè)備的功耗，對(duì)比動(dòng)力電池能夠提供的電量，根據(jù)功率模型計(jì)算結(jié)果，輸出控制器指令信號(hào)至電機(jī)控制器，從而調(diào)整牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值。當(dāng)接收到加速踏板功率需求信息后，根據(jù)電器設(shè)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(jìn)行綜合分析，合理地調(diào)整牽引電機(jī)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(dòng)汽車發(fā)展前景 發(fā)展電動(dòng)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(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略舉措。今后可從以下幾方面推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化。1.協(xié)調(diào)好電動(dòng)汽車各參與方之間的利益關(guān)系。2.加大對(duì)電動(dòng)汽車的宣傳，加強(qiáng)消費(fèi)者的環(huán)保理念。3.加快推廣應(yīng)用和試點(diǎn)示范，探索商業(yè)運(yùn)營模式。4.加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理規(guī)劃電動(dòng)汽車充