微型电动汽车整车控制器设计

摘要

随着社会的进步与科技的发展，人们对煤炭、石油、天然气等化石能源的消耗量与日俱增，随之而来的就是能源危机与环境污染问题。为了减少化石能源燃烧造成的环境污染，研究电动汽车及其相关技术已经成为了热点和世界潮流。
　　本论文首先，简单介绍了电动汽车的国内外研究与发展现状，分析了现有电动汽车的驱动原理与动力系统结构，确定本文研究的电动汽车选用纯电动、单电机、集中后轮驱动的结构方式;定义了整车控制器的功能需求，进行了整车控制信号分析，确定了以CAN总线为通讯方式的整车控器结构方案。
　　其次，较为详细的分析了汽车在不同工作状态下驾驶员的操作意图，将电动汽车的工作状态分为了七种驾驶模式，并针对每一种驾驶模式制定了相应的控制策略;确定电动汽车采用机械制动与再生制动相结合的制动方式，制定了相应的控制策略;基于CAN总线通讯技术，制定了整车双CAN通讯拓扑结构;研究了动力锂电池与超级电容技术，对锂电池进行了充放电特性研究，设计了一种可变容量锂电池组;设计了超级电容+动力锂电池的混合电源系统，根据电源系统的不同工作状态制定了较为详细的能量流动方案;制定了超级电容回收主要能量，锂电池回收部分能量的再生能量回收方案。
　　最后，基于STM32F205ZET6芯片完成了整车控制器硬件电路设计，主要包括:最小系统电路、电源转换电路、数据处理电路、通讯电路;完成了整车控制器软件设计，将整车控制软件分为了系统自检、驱动控制、制动控制、CAN通讯等主要模块。初步模拟和实验表明，本论文整车控制器设计时可行的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 电动汽车发展现状

1．2．1 国内外发展概况

1．2．2 电动汽车发展现状

1．3 电动汽车整车控制器研究现状

1．3．1 国外研究情况

1．3．2 国内研究情况

1．4 电动汽车关键技术

1．5 论文研究意义与主要内容

第2章 电动汽车基本结构

2．1 电动汽车驱动原理分类

2．2 电动汽车力学性能分析

2．3 电动汽车动力系统结构形式

2．4 电动汽车整车系统构成

2．5 本章小结

第3章 电动汽车整车控制器系统方案设计

3．1 整车控制器方案设计

3．1．1 整车控制器的功能定义与设计要求

3．1．2 整车控制器信号分析

3．1．3 整车控制器结构示意图

3．2 驱动与再生制动控制策略

3．2．1 驱动控制策略研究

3．2．2 汽车制动基础

3．2．3 再生制动控制策略研究

3．3 整车控制通信网络搭建

3．3．1 CAN总线技术介绍

3．3．2 SAEJ1939协议简介

3．3．3 基于SAE J1939协议的CAN总线网络拓扑结构

3．4 本章小结

第4章 能源管理系统设计

4．1 动力电池简介

4．2 动力锂电池特性研究

4．2．1 三元锂电池概述

4．2．2 试验设备与实验方法

4．2．3 三元锂电池充电特性

4．2．4 三元锂电池放电特性特性

4．3 可变容量锂电池组设计

4．3．1 电池成组技术

4．3．2 可变容量锂电池组设计

4．4 超级电容简介

4．5 混合电源系统设计与控制策略

4．5．1 混合电源系统设计

4．5．2 混合电源能量分配与控制策略

4．5．3 制动能量回收设计

4．7 本章小节

第5章 整车控制器的软硬件设计

5．1 整车控制器硬件电路设计

5．1．1 STM32F205微处理器功能简介

5．1．2 电源转换电路设计

5．1．3 最小系统电路设计

5．1．4 数据处理电路设计

5．1．5 通讯电路设计

5．2 整车控制器软件设计

5．2．1 整车控制软件主流程

5．2．2 系统自检流程

5．2．4 驱动控制流程

5．2．5 制动控制流程

5．2．6 CAN通讯流程

5．3 实验设备介绍

5．4 本章小结

总结和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与专利