电动车整车行驶控制系统设计研究

摘要

2013年1月份，北京和全国多个省区被雾霾笼罩，这场雾霾给中国汽车行业的警醒异常深重。对于空气污染严重的传统汽车来说，这场大雾将促使新能源汽车快速发展。区别于污染严重的传统汽车，作为新能源汽车之一的纯电动汽车在今后几年将进入技术务实阶段，技术的突破会使电动汽车有很大发展前景。
　　本文阐述了目前电动汽车与传动汽车相比存在的不足，如续驶里程短﹑充电时间长﹑充电设施不齐全等，从而制约了电动汽车的普及。在电池技术没有突破的状况下，通过高效利用电机﹑充分回收制动能量给电池充电，增加续驶里程来改善其不足。其次论述了现有电动汽车驱动系统和整车控制器状况。
　　在不同路况下，通过整车控制器控制自动变速箱，可以扩展电机的高效使用区间。目前传统﹑低端电动汽车驱动系统集成中没有加入可变速系统，驱动系统中，汽车速度的变化是靠改变驱动电机的输出功率来实现的，普遍采用这种方法是为了简化控制方式，但对于电机的性能就没有得到充分地利用，牵引驱动性能也表现一般。在能量回收过程中，变速箱也发挥着重要作用。通过变速箱使电机升速，增加发电量，更多地回收机械能。
　　本文主要的研究内容是设计整车行驶控制系统，实现电动车基本行驶功能﹑根据路况实现自动变速箱换挡功能﹑制动和下坡时的制动能量回收等功能。由于加入了自动变速箱，所以自动换挡时的转速同步问题是控制系统控制换挡的核心；换挡策略的设计也关系到电机的高效利用，所以换挡策略也是本文的研究任务；区别于现有的一些电动汽车另加一个发电机来回收制动能，课题中使驱动电机的能量双向流动，在行驶时，电机用电池驱动汽车，制动或下坡时，电机自身发电给电池充电，简化汽车结构，减少重量，降低成本。然而这样也给整车控制系统提出了要求，为了更多地回收制动能量，要求电机很短的时间内切换工作状态，一般在几个毫秒内，这无疑提高了系统响应的实时性要求。课题中所用的电机是三相交流异步电机，其中涉及到三相异步电机发电问题也是文中要解决的重要内容。

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第一章 绪论

1.1常见电动汽车动力总成

1.2 电动汽车整车控制器发展现状

1.3 电动车制动能量回收发展现状

1.4 存在问题分析

1.5 课题研究内容和意义

第二章 电动汽车动力总成

2.1 传统电动车动力总成介绍

2.2 对传统动力系统的改进

2.3整车试验平台搭建

2.4 对三相异步电机控制器电源部分改进

第三章 整车控制器系统架构设计

3.1 模块化设计思想

3.2 整车控制器各功能划分

3.3 整车行驶控制系统

3.4 电机调速实验

3.5 整车系统仿真设置

第四章 电动汽车换挡控制

4.1 传统换挡策略分析

4.2 换挡策略设计

4.3 硬件设计

4.4 软件调试

4.5 平台调试

4.6 仿真分析

第五章 制动能量回收

5.1 三相异步电机发电介绍

5.2 三相异步电机三相发电设计

5.3 制动能量回收

5.4仿真分析

第六章 系统软件设计

6.1 整车控制器操作系统

6.2 整车控制器任务创建

6.3 整车控制器相关模块

第七章 总结展望

7.1 论文总结

7.2 后续展望

致谢

参考文献

附录一 整车控制器核心原理图

附录二 整车功能原理图

附录三 整车控制器

附录四 实验平台接线图

攻读硕士期间取得的研究成果