純電動輕型客車整車控制器的設(shè)計.pdf

1、本文圍繞純電動輕型客車的核心控制部件——整車控制器(Vehicle Control Unit， VCU)開展了研究與開發(fā)工作。主要工作內(nèi)容包括：
　　（1）整車控制系統(tǒng)的總體技術(shù)方案設(shè)計。對純電動輕型客車整車控制系統(tǒng)基本組成和工作原理進(jìn)行研究，提出了整車控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案。采用大扭矩永磁同步電機(jī)、磷酸鐵鋰動力電池以及BMS能源管理系統(tǒng)，基于CAN總線通信形成了整車電力驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)了電動直驅(qū)的純電動輕型客車技術(shù)路線。根據(jù)整車性

2、能的設(shè)計指標(biāo)，進(jìn)行了電機(jī)、電池參數(shù)計算，選用了液壓式電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置提升了車輛轉(zhuǎn)向性能。
　?。?）VCU的硬件電路設(shè)計。對VCU的原理和主要實現(xiàn)的功能進(jìn)行研究，搭建了整車電氣架構(gòu)，提出了VCU硬件的架構(gòu)方案。遵循通用性和低成本的原則對VCU硬件電路進(jìn)行了設(shè)計，完成了主控芯片的選型并分別設(shè)計了單片機(jī)最小系統(tǒng)、輸入信號調(diào)理模塊、智能輸出功率驅(qū)動模塊、CAN總線通訊模塊，采取了一系列抗干擾措施提高了VC

3、U硬件的抗干擾能力，并對PCB板的可靠性進(jìn)行了設(shè)計及分析。
　?。?）VCU的軟件設(shè)計。建立了VCU軟件的結(jié)構(gòu)方案，制定了VCU軟件功能，基于分層的模塊化思想設(shè)計了整車軟件框架，介紹了VCU軟件的集成開發(fā)流程。對整車行駛控制策略進(jìn)行了研究與制定，依據(jù)車輛在各個狀態(tài)下的行駛工況，制定了7種整車工作模式，包括自檢、駐坡、行駛等，在不同行駛狀態(tài)下各種模式可以互相切換。制定了基于轉(zhuǎn)矩控制的驅(qū)動策略，將轉(zhuǎn)矩更合理地分配給電機(jī)。制定了制動能量

4、回收策略，在滿足車輛行駛安全性、動力性和舒適性的前提下，增加了純電動輕客的續(xù)駛里程。對各系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行分類，制定了故障診斷策略。搭建了基于Matlab/Simulink的策略模型，根據(jù)控制策略模型生成了C代碼，并提供了RTW(Real Time Workshop，實時工作間)自動代碼的調(diào)試過程。
　?。?）依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對實車進(jìn)行道路試驗，測試了該電動輕客的動力性能、最高行駛車速等參數(shù)；對整車行駛控制策略的可靠性及有效性進(jìn)行了

5、驗證，對該車輛轉(zhuǎn)矩控制、制動能量回收策略進(jìn)行了測試分析，結(jié)果表明駕駛舒適性和經(jīng)濟(jì)性得到了改善。建立了基于Labview的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺上對純電動輕客道路試驗中的各種車輛信息進(jìn)行直觀地統(tǒng)計分析，車輛信息包含行駛速度、能量消耗、續(xù)航里程和運(yùn)行故障等。試驗結(jié)果表明，自主開發(fā)的VCU可以很好地控制整車系統(tǒng)工作，使車輛加速平滑，各控制模式切換平順，節(jié)約能耗16.7％~28.3%，在出現(xiàn)故障時策略處理地及時準(zhǔn)確，能夠有效地保護(hù)