增程型串联混合动力汽车车辆控制器设计及应用研究

摘要

全球能源及环境问题日益突出，一方面是由于非可再生资源日益紧张，另一方面传统的燃油发动机车辆废气排放对环境的污染日益严重。本文通过对混合动力模式类型和混合动力汽车的技术架构的分析，结合国内混合动力汽车的现状及后继发展情况，展望了混合动力汽车商业化的前景及其发展趋势。 以车内能量流管理以及不同驱动模式管理为核心的车辆控制器(VCU)，是混合动力车型最核心的部件。其设计的优劣直接决定了车辆的安全性，可靠性以及燃油（耗电）经济性。 本文阐明了VCU设计的技术要点，利用DFMEA分析进行了VCU的硬件开发设计。在设计遭遇到技术难点时，通过对问题背景的分析、描述，提出相应的合理的解决方案。通过实际VCU硬件设计跟软件设计过程以及产出的详细描述，介绍了如何设计出一款可靠，稳定以及高效的VCU产品。在VCU软件开发的时候，采用目前汽车行业标准的V模式进行开发，完成了底层驱动程序，接口软件以及部分应用软件的开发。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外混合动力汽车的发展状况

1．2．1 国外混合动力汽车发展状况

1．2．2 国内混合动力汽车发展状况

1．3 本论文的研究内容

第二章 VCU的硬件设计

2．1 设计方案的初步实现

2．1．1 VCU针对车型架构的特点

2．1．2 VCU对应车型的优点

2．1．3 VCU对应车型的缺点

2．2 整车结构框图以及系统各部件功能概述

2．2．1 系统各个部件功能概述

2．2．2 整车结构框图

2．3 VCU在混合动力汽车中的重要性

2．3．1 VCU接口的定义

2．3．2 DFMEA分析

2．3．3 主要器件选型

2．4 电路设计及原理图(硬件说明书)

2．4．1 硬件设计说明书

2．4．2 主要参数计算示例

2．5 电路板以及系统的稳定性设计

2．5．1 接插件的选型与设计

2．5．2 多层板的设计

2．5．3 金属外壳的设计

2．5．4 散热设计

2．5．5 PCB元器件的布局

2．6 VCU硬件设计时遭遇的技术难点

2．6．1 MCU无法有效运行

2．6．2 自切断电路无法有效进行切断

2．6．3 由看门狗电路导致的无法烧写

2．6．4 CAN单边信号抖动的问题

2．6．5 ESD试验失败及硬件改进

2．6．6 VCU异常发热问题分析及其解决措施

2．6．7 Shift信号无法有效地被识别

2．7 本章小结

第三章 VCU的软件设计

3．1 整体软件开发策略

3．2 应用软件介绍

3．2．1 纯电动模式(Charge Depleting Mode)

3．2．2 混合动力模式(Charge Sustaining Mode)

3．2．3 子功能的定义

3．3 软件设计的流程图

3．3．1 主程序流程图

3．3．2 次级程序流程图

3．3．3 系统初始化流程图

3．4 本章小结

第四章 自动测试设备与方法

4．1 自动测试总体方案定义

4．2 测试环境

4．2．1 硬件环境

4．2．2 软件环境

4．2．3 系统总体一览图

4．3 测试逻辑

4．3．1 模式切换

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢