純電動汽車電子控制關(guān)鍵技術(shù)研究

1、1純電動汽車電子控制關(guān)鍵技術(shù)純電動汽車電子控制關(guān)鍵技術(shù)研究研究2目目 錄錄 課題研究目標與技術(shù)指標課題研究目標與技術(shù)指標3 3 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容2 2 課題的目的和意義課題的目的和意義1 1 項目組織與管理項目組織與管理5 5 課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線4 431.1.課題目的與意義課題目的與意義研究背景研究背景p 純電動汽車純電動汽車可最大幅度減低燃油消耗和改善排放；可最大幅度減低燃油消耗和改善排放；是近期節(jié)能與新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略的主流。是近期節(jié)能與新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略的主流。p整車電子控制系統(tǒng)（整車電子控制系統(tǒng)（VCU）是電動汽車動力系統(tǒng)集成的核心部件，是體現(xiàn)整車企業(yè)是電動汽車

2、動力系統(tǒng)集成的核心部件，是體現(xiàn)整車企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品水自主知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品水平的核心技術(shù)平的核心技術(shù)；技術(shù)成熟度及產(chǎn)品水平直接影響整車的動力性、安全性及經(jīng)濟性，是純電動汽技術(shù)成熟度及產(chǎn)品水平直接影響整車的動力性、安全性及經(jīng)濟性，是純電動汽車產(chǎn)業(yè)化成功與否的關(guān)鍵技術(shù)車產(chǎn)業(yè)化成功與否的關(guān)鍵技術(shù)；是促進節(jié)能與新能源汽車創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)鏈形成的不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有是促進節(jié)能與新能源汽車創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)鏈形成的不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有重要的戰(zhàn)略意義。重要的戰(zhàn)略意義。pVCU關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)有助于推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程有助于推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程，符合國家節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略；符

3、合國家節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略；有利于突破外國公司的技術(shù)壟斷，盡快掌握純電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)；有利于突破外國公司的技術(shù)壟斷，盡快掌握純電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)；有助于推進一汽集團新能源汽車開發(fā)進程，增強企業(yè)自主開發(fā)和自主創(chuàng)新能力有助于推進一汽集團新能源汽車開發(fā)進程，增強企業(yè)自主開發(fā)和自主創(chuàng)新能力。1.1.課題目的與意義課題目的與意義目的意義目的意義豐田、日產(chǎn)、通用和福特等整車企業(yè)，德爾福、大陸、博世集團等汽車電子零部件巨頭，都在進行整車控制器研發(fā)和生產(chǎn)。部分汽車設(shè)計公司，如奧地利AVL、德國FEV、英國RICARDO等，也為整車廠提供整車控制器技術(shù)方案；控制器核心軟件基本是由整車廠研發(fā)，硬件和底層驅(qū)動軟件一般

4、選擇汽車零部件廠商提供；國外VCU技術(shù)趨于成熟，控制策略成熟度高，整車節(jié)能效果良好，控制器產(chǎn)品也通過市場檢驗證實了其可靠性；控制器產(chǎn)品日趨標準化，AUTOSAR（汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)）已成為控制器開發(fā)的一個趨勢。p國內(nèi)國內(nèi)整車控制器主要是以高校為依托進行研究；現(xiàn)階段各企業(yè)和高校初步掌握了整車控制器的軟、硬件開發(fā)能力；產(chǎn)品功能較為完備，基本滿足電動汽車需求，已經(jīng)應(yīng)用到樣車及小批量產(chǎn)品。p存在問題：存在問題：各廠家技術(shù)積累有限，水平參差不齊，控制器基礎(chǔ)硬件水平與國外存在一定差距等因素，控制器產(chǎn)品技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化能力與國外相比仍有較大差距。表現(xiàn)在（1）整車控制器軟件多數(shù)停留在功能實現(xiàn)，上層軟件診斷功能、

5、整車安全控制策略、監(jiān)控功能均有待優(yōu)化和提高；（2）應(yīng)用軟件方面開發(fā)與應(yīng)用工具體系薄弱；（3）控制器硬件設(shè)計制造能力有待提高；（4）控制器接口和網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議尚未標準化。不利于整車控制器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。p發(fā)展動態(tài)發(fā)展動態(tài)開展以面向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為主的工程化、標準化和可靠性等方面的研究工作；提高整車控制策略的技術(shù)成熟度、整車控制器產(chǎn)品的技術(shù)水平及其產(chǎn)業(yè)化能力；在動力系統(tǒng)集成和控制系統(tǒng)開發(fā)方面突破國外技術(shù)壟斷，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品核心競爭能力。p專利專利（不完全統(tǒng)計）：國內(nèi)28，國外13-純電動汽車， 控制系統(tǒng)（控制器），能量管理p國外：國外：1.1.課題目的與意義課題目的與意義研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀6

6、目目 錄錄 課題研究目標與技術(shù)指標課題研究目標與技術(shù)指標3 3 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容2 2 課題的目的和意義課題的目的和意義1 1 項目組織與管理項目組織與管理5 5 課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線4 472.2.主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容 重點研究重點研究整車控制系統(tǒng)的核心控制算法與應(yīng)用軟件的開發(fā)方法，研究制定研究制定以提高動力系統(tǒng)能量利用效率并兼顧行駛平順性為目的的整車驅(qū)動與制動控制策略和控制算法，確定確定滿足整車行駛工況的安全控制策略及故障診斷和容錯控制算法，構(gòu)建構(gòu)建基于CAN通訊協(xié)議的純電動汽車整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，建立建立控制系統(tǒng)快速控制原型開發(fā)與測試標定技術(shù)平臺。內(nèi)容包括：p整

7、車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計從車輛行駛的角度明確細化整車驅(qū)動、制動及能量管理、故障診斷等各項控制性能要求，提出一汽純電動汽車整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案；純電動平臺CAN通訊協(xié)議的開發(fā)：基于整車電子電器架構(gòu)，根據(jù)控制流、診斷流、網(wǎng)絡(luò)管理的需求，建立通訊協(xié)議體系，保障整車電控系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的順利實現(xiàn)；研究制定基于GPRS、GSM和藍牙無線技術(shù)的遠程監(jiān)控協(xié)議；p整車控制系統(tǒng)控制策略制定與控制算法研究整車驅(qū)動控制策略與算法研究開發(fā)整車制動能量回饋控制算法研究開發(fā)整車運行狀態(tài)安全控制與故障診斷技術(shù)研究8 pVCU快速控制原型開發(fā)與控制算法標定在AUTOSAR架構(gòu)下借助V型開發(fā)流程，應(yīng)用OSEK

8、高可靠性嵌入式控制系統(tǒng)及32位高性能CPU軟硬件原型技術(shù)，進行整車控制器快速控制原型開發(fā)；結(jié)合整車行駛循環(huán)工況，進行整車控制算法與控制參數(shù)的在線標定和優(yōu)化；研究開發(fā)基于CCP(CAN Calibration Protocol)協(xié)議的整車控制系統(tǒng)匹配標定和監(jiān)控軟件，對整車控制系統(tǒng)性能、動力系統(tǒng)能量利用效率以及整車經(jīng)濟性等指標進行評行評估與驗證；p整車VCU產(chǎn)品開發(fā)基于汽車計算平臺，整合控制算法、標定監(jiān)控、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)管理、文件下載模塊于一體，形成完整的汽車級用戶產(chǎn)品。pVCU臺架測試、裝車調(diào)試及整車性能驗證完善動力系統(tǒng)試驗臺架，進行整車控制系統(tǒng)測試平臺的調(diào)試，對主要控制參數(shù)進行標定和優(yōu)化，完善

9、系統(tǒng)控制策略和控制算法。整車VCU裝車調(diào)試， 對整車控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)性能、整車的動力性能、經(jīng)濟性能等進行比較全面的試驗。2.2.主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容9目目 錄錄 課題研究目標與技術(shù)指標課題研究目標與技術(shù)指標3 3 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容2 2 課題的目的和意義課題的目的和意義1 1 項目組織與管理項目組織與管理5 5 課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線4 410 p研究目標深入掌握純電動汽車整車控制系統(tǒng)核心控制算法與應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)；建立整車控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)與性能驗證技術(shù)平臺，形成純電動汽車電控系統(tǒng)開發(fā)、軟硬件設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化、性能測試和評價相結(jié)合的產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)流程；研制開發(fā)

10、滿足純電動汽車使用需要的高容錯、高可靠性、低成本的整車控制器產(chǎn)品；制定整車控制器技術(shù)規(guī)范等基礎(chǔ)性標準，提高整車控制器的通用性與可移植性；為系統(tǒng)掌握純電動汽車控制系統(tǒng)核心技術(shù)、形成完善的VCU產(chǎn)品自主開發(fā)能力并滿足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要提供技術(shù)支持。p預(yù)期成果VCU產(chǎn)品可以形成工程化、標準化與系列化的生產(chǎn)和配套能力； VCU產(chǎn)品滿足標準化大批量生產(chǎn)工藝設(shè)計，實現(xiàn)批量生產(chǎn)并配套純電動汽車完成大規(guī)模示范； 制訂出純電動汽車整車控制器企業(yè)技術(shù)規(guī)范等基礎(chǔ)性標準；3.3.研究目標與技術(shù)指標研究目標與技術(shù)指標研究目標研究目標11 pVCU控制系統(tǒng)功能具有踏板扭矩解析功能；具有驅(qū)動、制動能量回收控制功能；具有能量管理

11、、動態(tài)協(xié)調(diào)功能；具有安全保護與網(wǎng)絡(luò)通信功能。pVCU軟硬件技術(shù)指標3.3.研究目標與技術(shù)指標研究目標與技術(shù)指標技術(shù)指標技術(shù)指標項目技術(shù)指標VCU硬件32位微控制器軟件規(guī)范軟件規(guī)格推薦符合AUTOSAR、IEC-61508和ISO-26262等標準體系； 網(wǎng)絡(luò)接口具有CAN總線通信接口，支持網(wǎng)關(guān)功能，支持CCP（CAN Calibration Protocol）協(xié)議的標定。具有GPRS、GSM和藍牙無線技術(shù)的遠程監(jiān)控接口。工作環(huán)境儲存環(huán)境溫度：-4090工作環(huán)境溫度：-40(駕駛室內(nèi))工作濕度：90%，不結(jié)露具有過壓，過流及短接和反接保護功能，耐電壓滿足滿足QC/T 413要求防護等級滿足GB/

12、T4942要求抗振滿足滿足QC/T 413要求平均無故障時間6000小時電磁兼容性滿足國家相關(guān)標準GB/T18655，GB/T17619，GB/T21437.2診斷故障診斷協(xié)議符合ISO15765硬件成本成本1000元/套(按1萬套產(chǎn)量規(guī)模)；12目目 錄錄 課題預(yù)期成果與技術(shù)指標課題預(yù)期成果與技術(shù)指標3 3 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容2 2 課題的目的和意義課題的目的和意義1 1 項目組織與管理項目組織與管理5 5 課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線4 4根據(jù)整車技術(shù)規(guī)格和性能指標，結(jié)合目標市場定位，確定動力系統(tǒng)技術(shù)平臺的技術(shù)規(guī)范（技術(shù)要求和性能指標），通過仿真分析和參數(shù)匹配，分解對電機、電池、

13、變速器等主要總成的技術(shù)要求；確定動力系統(tǒng)技術(shù)平臺各部件的技術(shù)規(guī)格。a）根據(jù)既定運行工況和所要達到的整車動力性、燃油經(jīng)濟性等性能指標，確定驅(qū)動電機功率需求、動力電池的類型、容量、比功率和比能量等； b）根據(jù)電動汽車電壓等級、輸出通斷等電氣系統(tǒng)方案，確定接觸器、熔斷器等關(guān)鍵器件的電器參數(shù)，并設(shè)計整車的電氣安全檢測系統(tǒng)。在選定車型的基礎(chǔ)上，確定動力系統(tǒng)技術(shù)平臺總體方案。13純電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺方案設(shè)計純電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺方案設(shè)計4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線動力系統(tǒng)設(shè)計動力系統(tǒng)設(shè)計14汽車驅(qū)動控制汽車驅(qū)動控制 整車控制器需根據(jù)司機的駕駛要求、車輛狀態(tài)、道路及環(huán)境狀況，經(jīng)分析和處

14、整車控制器需根據(jù)司機的駕駛要求、車輛狀態(tài)、道路及環(huán)境狀況，經(jīng)分析和處理，向電機控制器發(fā)出指令，滿足駕駛工況要求。理，向電機控制器發(fā)出指令，滿足駕駛工況要求。 制動能量回饋控制制動能量回饋控制 整車控制器根據(jù)制動踏板和加速踏板信息、車輛行駛狀態(tài)信息、蓄電池荷電狀整車控制器根據(jù)制動踏板和加速踏板信息、車輛行駛狀態(tài)信息、蓄電池荷電狀態(tài)信息，計算制動減速度，向電機控制器發(fā)出指令當滿足制動回饋條件時，將能態(tài)信息，計算制動減速度，向電機控制器發(fā)出指令當滿足制動回饋條件時，將能量反充給動力電池組。量反充給動力電池組。整車能量管理與優(yōu)化整車能量管理與優(yōu)化 整車控制器通過整車控制器通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)連

15、接共同承擔整車的能量管理，以提總線與電池管理系統(tǒng)連接共同承擔整車的能量管理，以提高能量的利用率。在電池管理系統(tǒng)的協(xié)助下完成參數(shù)監(jiān)測、信息通訊、充放電控高能量的利用率。在電池管理系統(tǒng)的協(xié)助下完成參數(shù)監(jiān)測、信息通訊、充放電控制、熱管理、故障診斷等功能，同時針對具體行駛情況實現(xiàn)安全行駛和能量的合制、熱管理、故障診斷等功能，同時針對具體行駛情況實現(xiàn)安全行駛和能量的合理分配。理分配。整車網(wǎng)絡(luò)化管理整車網(wǎng)絡(luò)化管理 車輛狀態(tài)的監(jiān)示和故障診斷及保護車輛狀態(tài)的監(jiān)示和故障診斷及保護 總線所連接的各個子系統(tǒng)控制器實時將各自控制對象的信息發(fā)布至總線所連接的各個子系統(tǒng)控制器實時將各自控制對象的信息發(fā)布至CANCAN總線

16、，總線，由整車控制器通過綜合數(shù)字儀表顯示出來。整車控制器能對故障信息及時處理并由整車控制器通過綜合數(shù)字儀表顯示出來。整車控制器能對故障信息及時處理并做出相應(yīng)的安全保護處理。做出相應(yīng)的安全保護處理。 整車控制器作為信息控制中心，負責組織信息傳輸，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點整車控制器作為信息控制中心，負責組織信息傳輸，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理，信息優(yōu)先權(quán)的動態(tài)分配等功能。管理，信息優(yōu)先權(quán)的動態(tài)分配等功能。VCU功能功能4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCUVCU功能功能15 整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCUVCU結(jié)

17、構(gòu)結(jié)構(gòu)用以實現(xiàn)整車控制系統(tǒng)的功能。CAN總線使得汽車各控制單元能夠共享信息和資源，達到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)的目的。需要CAN連接通信的系統(tǒng)有電機及其管理系統(tǒng)、電池及其管理系統(tǒng)、整車控制器、車載顯示系統(tǒng)和電動附件等。16控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)體系網(wǎng)絡(luò)體系CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線CANCAN網(wǎng)絡(luò)體系網(wǎng)絡(luò)體系整車驅(qū)動控制策略與算法研究整車驅(qū)動控制策略與算法研究通過采集輸入信息，分析駕駛員的操控意圖，根據(jù)當前車輛狀況和操控意圖分析結(jié)果，給出電機、電池的執(zhí)行指令，達到對整車啟動、行

18、駛等工況的平穩(wěn)操控。驅(qū)動模型數(shù)學函數(shù)：Fdrive=f（Acc, Dacc, Bpp, Motor_speed, Motor_temp,Speed,V, I,SOC）式中 ，Acc： 加速踏板的位置；Dacc： 加速踏板的加速度；Bpp ：制動缸內(nèi)的壓力；Motor_speed： 電機轉(zhuǎn)速；Motor_temp：電機溫度；Speed：車速；V、I ：電池的電壓和電流；SOC ：電池荷電狀態(tài)。關(guān)鍵技術(shù)：電機驅(qū)動模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制技術(shù)；電動汽車牽引力控制技術(shù)。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法整車驅(qū)動控制關(guān)鍵技術(shù)整車驅(qū)動控制關(guān)鍵技術(shù)p電機驅(qū)動模式轉(zhuǎn)換動態(tài)協(xié)調(diào)控制

19、電機驅(qū)動模式轉(zhuǎn)換動態(tài)協(xié)調(diào)控制在對路面驅(qū)動阻力進行識別的基礎(chǔ)上，通過對制動踏板、電機轉(zhuǎn)速、保持轉(zhuǎn)速時的電機負荷率以及轉(zhuǎn)矩的協(xié)調(diào)控制，改善EV從電爬行啟車及巡航控制狀態(tài)到加速踏板開度決定的轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)換過程中，電機從轉(zhuǎn)速控制模式轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)矩控制模式時的扭矩沖擊。p電動汽車牽引力控制電動汽車牽引力控制通過對驅(qū)動輪與從動輪轉(zhuǎn)速對比，判別車輪打滑狀態(tài)，結(jié)合路面峰值附著系數(shù)的辨識結(jié)果，降低電機負荷，對驅(qū)動輪減速，保證驅(qū)動輪附著性能最佳。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法牽引力控制中電機最優(yōu)負荷率控制相關(guān)參量牽引力控制中電機最優(yōu)負荷率控制相關(guān)參量創(chuàng)新點創(chuàng)新點1，2p電動汽車路面

20、峰值附著系數(shù)識別理論電動汽車路面峰值附著系數(shù)識別理論在各種條件下實時識別汽車行駛路面附著特性、打滑狀態(tài)及對應(yīng)的最佳滑移率。為EV汽車實現(xiàn)低成本高性能的制動防抱死、牽引力控制及電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)提供新的解決方案，對提高EV綜合性能及增強其相對于傳統(tǒng)汽車的競爭力，加速EV的市場普及率具有重要意義。專利：用于車輛牽引力控制系統(tǒng)的車輪最佳滑轉(zhuǎn)率實時識別方法 200710055467.6靳立強 王慶年輪速獲?。篈BS控制器通過CAN協(xié)議發(fā)送p電動汽車路面驅(qū)動阻力識別算法研究及其在電機協(xié)調(diào)控制中的應(yīng)用電動汽車路面驅(qū)動阻力識別算法研究及其在電機協(xié)調(diào)控制中的應(yīng)用專利：無4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控

21、制策略與算法控制策略與算法整車制動能量回饋控制算法研究整車制動能量回饋控制算法研究VCU根據(jù)制動踏板和加速踏板信息，結(jié)合車輛行駛狀態(tài)，電機、電池的有效負荷，計算制動減速度，當滿足制動回饋條件時，將能量回饋給動力電池。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法目標：采用串聯(lián)式制動能量回饋系統(tǒng)，通過協(xié)調(diào)回饋制動與摩擦制動，在正常制動情況下實現(xiàn)串聯(lián)回饋制動策略，可以在有效回收制動能量的同時保證制動感覺；在車輪抱死或有抱死趨勢時，實現(xiàn)摩擦制動與電機回饋制動的聯(lián)合防抱死控制策略。簡化現(xiàn)有電動汽車制動系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高控制的一體化程度，能夠在保證制動安全的同時對制動能量進行有效

22、回收。關(guān)鍵技術(shù)：電動汽車復(fù)式制動控制技術(shù)及其實現(xiàn)方法電動汽車復(fù)式制動控制技術(shù)及其實現(xiàn)方法作用：通過對驅(qū)動輪與從動輪轉(zhuǎn)速對比，判別車輪打滑狀態(tài)，結(jié)合路面峰值附著系數(shù)的辨識結(jié)果，降低電機負荷，對驅(qū)動輪減速，保證驅(qū)動輪附著性能最佳。創(chuàng)新點創(chuàng)新點34.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法制定以提高制動能量回饋并兼顧整車行駛平順性的控制系統(tǒng)控制策略，建立包括摩擦制動器、電機再生制動、輪胎和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在內(nèi)的基于多體結(jié)構(gòu)的復(fù)式制動系統(tǒng)非線性動力學模型與仿真方法，制定摩擦制動和電機再生制動聯(lián)合作用時汽車制動工作模式切換過程中的具體控制策略，解決影響摩擦制動和電機再生制動聯(lián)合作用時復(fù)式

23、制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)的耦合問題，確定整車復(fù)式制動過程中制動效能和行駛穩(wěn)定性的綜合控制目標函數(shù)，構(gòu)建整車復(fù)式制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的綜合控制算法。實現(xiàn)整車再生制動和行駛舒適性的協(xié)調(diào)控制。p電動汽車復(fù)式制動模式切換綜合控制理論電動汽車復(fù)式制動模式切換綜合控制理論復(fù)式制動控制流程圖復(fù)式制動控制流程圖p目的：提高整車能量利用率，提高一次充電的續(xù)駛里程，維護整車的安全性。p目標：在沒有電池能量限值的條件下，在所有工況下，如何獲得最優(yōu)的動力系統(tǒng)的加速性能；確?？梢越邮艿鸟{駛感覺；在有電池能量限制的條件下，如何避免“切斷”。p任務(wù)：在系統(tǒng)性能限制條件和司機駕駛力矩需求的條件下，計算和調(diào)整實際輸出的驅(qū)動力矩

24、；計算最佳的傳動比；管理動力總成的工況模式和過渡工況的平滑。22能量管理與優(yōu)化控制策略能量管理與優(yōu)化控制策略p工況的控制流程和切換p驅(qū)動力的能量限制SOC 管理：不同電池SOC 狀態(tài)最大的驅(qū)動力不同的；限制最大的電池放電電流，來保證電池不會被“切斷”。p電動附件管理電量不足時，關(guān)閉空調(diào)；在快速啟動時，關(guān)閉空調(diào)；在加速中 ， 關(guān)閉空調(diào)。工況的控制流程和切換4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法整車運行狀態(tài)安全控制技術(shù)研究整車運行狀態(tài)安全控制技術(shù)研究研究整車電氣系統(tǒng)高壓電安全、漏電檢測和保護技術(shù)。實時檢測和診斷高壓電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，快速地與整車控制器等交換信息并響應(yīng)其

25、命令，正確地實施對高壓電的控制，確保高壓電路運行的可靠性，采取必要的保護裝置以減少安全隱患；整車運行狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用軟件開發(fā)。電氣安全檢測子系統(tǒng)硬件電路電氣安全檢測子系統(tǒng)硬件電路安全檢測子系統(tǒng)主要監(jiān)測整車電氣狀態(tài)信息：總電壓、總電流、正負母線對地電壓值、正負母線絕緣電阻值、輔助電壓、繼電器連接狀況、保險絲的通斷狀態(tài)等。整車整車CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓撲總線網(wǎng)絡(luò)拓撲4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法整車故障診斷技術(shù)研究整車故障診斷技術(shù)研究整車故障識別與處理（OBD）技術(shù)研究與容錯控制算法開發(fā)內(nèi)容：研究不同工況下純電動車動力系統(tǒng)總成、通訊系統(tǒng)和整車的失效模式，研究在各種故障狀

26、態(tài)下的故障診斷和容錯控制，以及相應(yīng)的安全控制策略和整車跛行回家控制策略；方法：安全檢測子系統(tǒng)通過CAN 總線輸出測得的各部分的狀態(tài)及數(shù)值、輸出系統(tǒng)的報警狀態(tài)和通斷狀態(tài)，這些信息在車載智能儀表上進行顯示。通過CAN 總線, 系統(tǒng)與PC 機或其他診斷設(shè)備儀表相互通信, 以讀取各被測部分的狀態(tài), 并進行參數(shù)設(shè)定, 如設(shè)定主電路、輔助電路報警電壓、處理電壓，設(shè)定絕緣電阻報警值、處理值等。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線控制策略與算法控制策略與算法25軟件總體結(jié)構(gòu)軟件總體結(jié)構(gòu)整車控制器主程序軟件流程圖整車控制器主程序軟件流程圖p主控制器軟件分為兩個層次設(shè)計，即驅(qū)動層和管理層。p儀表顯示、繼電器組

27、和CAN 接口的硬件及其底層的驅(qū)動軟件可以看作是驅(qū)動控制指令的執(zhí)行系統(tǒng)，管理層則是根據(jù)汽車不同運行狀態(tài)的控制策略發(fā)出相應(yīng)的控制指令，是電控系統(tǒng)中的高層軟件控制部分。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCUVCU軟件設(shè)計軟件設(shè)計p主程序包括上電自檢，系統(tǒng)初始化，標度變換，故障診斷，工況判斷，MAP運算，控制量修正，通信管理。系統(tǒng)初始化：配置MC68376 的SIM、TPU、QSPI、AD、CTM 等模塊的有關(guān)寄存器，進行系統(tǒng)功能的設(shè)置。標度變換：將AD 結(jié)果進行軟件的平均，并根據(jù)傳感器標定曲線將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理值。故障診斷：根據(jù)傳感器的輸入及其他通過CAN 總線通信得到的電機、電池的

28、信息，判斷傳感器、繼電器和電池、電機及整車的故障狀態(tài)，一方面將故障碼存入EEPROM,另一方面向TPU 提供故障碼參數(shù)，用于驅(qū)動故障指示燈。工況判斷：根據(jù)司機操作信息，加速踏板，制動踏板以及電機轉(zhuǎn)速，車速，電池狀態(tài)，電機狀態(tài)和運行模式來判斷車輛的運行工況。運行工況包括停車、充電、啟動、運行、車輛前進、車輛后退、制動回饋等。MAP 運算：依據(jù)運行工況和工作模式，查找相應(yīng)的加速踏板特性參數(shù)，驅(qū)動扭矩參數(shù)，制動回饋扭矩參數(shù)，并進行線性插值，計算扭矩值。MAP 為一個一維的數(shù)表，橫坐標為轉(zhuǎn)速，縱坐標為扭矩負荷。MAP 是根據(jù)電機的全工況試驗，采用優(yōu)化算法優(yōu)化得到的結(jié)果?？刂屏啃拚焊鶕?jù)電池的電壓和電流

29、、溫度，電機的溫度、過載狀態(tài)對驅(qū)動扭矩進行修正。根據(jù)電池的電流作閉環(huán)控制。通信管理：解釋外設(shè)發(fā)來的控制指令和數(shù)據(jù)，向發(fā)送緩沖區(qū)提供發(fā)送的數(shù)據(jù)。智能儀表驅(qū)動：通過TPU 通道的PWM 波輸出驅(qū)動智能儀表顯示駕駛信息，包括車速，電機轉(zhuǎn)速、電池電壓、電流、SOC、故障碼、溫度、充電指示。26主程序主要功能模塊主程序主要功能模塊4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCUVCU軟件設(shè)計軟件設(shè)計驅(qū)動策略仿真（加速性能仿真，功率限制仿真，電機的過載管理等）制動控制策略仿真整車性能仿真EV仿真平臺仿真平臺p應(yīng)用電動汽車通用仿真軟件ADVISOR，對EV進行建模仿真計算。應(yīng)用Matlab/simulink分

30、別對控制策略進行建模，并嵌入到整車模型中進行仿真分析。4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線系統(tǒng)建模與仿真系統(tǒng)建模與仿真純電動汽車整車仿真模型電機過載管理模塊再生制動策略模塊284.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCU RCPVCU RCP開發(fā)開發(fā) 利用圖形化的工程軟件MATLAB/SIMULINK，建立電動客車整車模型及控制模型，調(diào)試控制算法； 在AUTOSAR架構(gòu)下借助V型開發(fā)流程，應(yīng)用OSEK高可靠性嵌入式控制系統(tǒng)及32位高性能CPU軟硬件原型技術(shù)，通過DSPACE和TargetLink代碼自動生成工具，進行整車控制器快速控制原型開發(fā)及控制器產(chǎn)品代碼開發(fā)。 VCU快速控制原型開發(fā)

31、實施方案快速控制原型開發(fā)實施方案p 試驗設(shè)備pAVL測功機pDigatron電池測試及模擬系統(tǒng)pdSPACE開發(fā)系統(tǒng)p 試驗?zāi)康膒對電機、動力電池等主要總成的性能進行比較全面的試驗；p聯(lián)合調(diào)試電機和電機控制器，電池和電池控制器，動力總成控制器的協(xié)同工作策略，并對主要控制參數(shù)進行標定和優(yōu)化，完善系統(tǒng)控制策略和控制算法。294.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線動力系統(tǒng)試驗動力系統(tǒng)試驗p搭建如圖所示的純電動整車控制系統(tǒng)開發(fā)試驗臺架，整車負載使用AVL測功機進行模擬。p整車控制器通過開關(guān)量采集鑰匙門及檔位信息，判斷駕駛員上電請求及行駛需求；同時通過CAN總線收取動力電池、驅(qū)動電機、DC/DC轉(zhuǎn)換器

32、狀態(tài)信息，完成整車上電自檢及故障診斷；通過模擬量采集駕駛員的加速和制動踏板，解析出駕駛員扭矩需求；通過接受駕駛員充電請求及電池組溫度、SOC等狀態(tài)，實時地完成與充電器的信息交互，確保充電安全順利進行。30純電動純電動汽車汽車整車控制系統(tǒng)開發(fā)試驗臺架整車控制系統(tǒng)開發(fā)試驗臺架4.4.課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)路線VCUVCU臺架試驗臺架試驗VCU標定與性能試驗標定與性能試驗結(jié)合整車行駛循環(huán)工況，進行整車控制算法與控制參數(shù)的在線標定和優(yōu)化；研究開發(fā)基于CCP(CAN Calibration Protocol)協(xié)議的整車控制系統(tǒng)匹配標定和監(jiān)控軟件；搭建試驗臺架，對控制系統(tǒng)基本功能進行驗證，完善系統(tǒng)控制策略和控制算法。31 n繼電器驅(qū)動；采用NUD3124汽車專用繼電器驅(qū)動芯片驅(qū)動車用12V繼電器。nPWM驅(qū)動；PWM輸驅(qū)動采用MC33385芯片實現(xiàn)功率驅(qū)動。n數(shù)字12V驅(qū)動；數(shù)字輸出需要提供12V電壓，同時設(shè)備輸入阻抗為10K歐姆，故選用BTS462 MOS管實現(xiàn)該功能。15324CPU供電電源前端輸入電路后端驅(qū)動電路其他電路組成 CPU采用32位Motorola MPC565處理器，最高工作頻率56MHz。系統(tǒng)外擴4M Flash, 2M 高速SRAM，外部晶振4MHz。n采用Infineon 公司的 TLE6361 電源芯片。 n電源輸入范圍：直流5.5-60V。n電源