电动汽车整车电子控制系统

摘要

当今世界各国对电动汽车的开发越来越关注。随着能源危机和环境污染的日益严重，发展一种高性能的电动汽车取代燃油汽车已经成为一种必然的趋势。现代汽车功能节点复杂多样，开发一套适合于电动汽车的车内网络系统成为电动汽车的关键技术之一，是研制电动汽车必不可少的基本环节。 本文的主要工作是研制用于电动汽车的整车电子控制系统。首先概述了电动汽车研究的背景和意义、发展现状、关键技术等，并讨论了电动汽车电子控制系统的一些基本要求，比较了不同种类汽车网络的主要特点。考虑到本课题的开关磁阻电机驱动的电动汽车开发现状，认为采用CAN总线特别适合于这一应用场合，并在结构、稳定性和可靠性等方面有着突出的优点。 其次讨论了电动汽车CAN总线不同结构的特点，完成了整车电子控制系统设计方案的制定，主要工作包括CAN网络结构的制定，车内各个控制信号及控制节点单元的归纳总结，各个控制单元硬件电路的搭建和调试，各个控制单元软件程序的编写和调试，各个控制单元接入CAN网络以及CAN网络的通信实现。 研制完成的电动汽车整车电子控制系统在完成各个控制单元基本功能的实验测试之后，将其组网安装于改装后的电动汽车上。对不同CAN控制器之间的通信进行实验，较好地达到了车内总线对于信号传输的实时性与稳定性的要求。 最后对该系统的工作性能进行总结，对下一步用于电动汽车整车电子控制系统的研究与开发具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1．1电动汽车及车内网络发展概况

1．1．1电动汽车发展概况

1．1．2国际电动汽车整车电子控制系统发展概况

1．1．3国内电动汽车整车电子控制系统发展概况

1．2电动汽车整车电子控制系统的性能特点

1．2．1传统电动汽车整车电子控制系统的性能特点

1．2．2开关磁阻电机驱动的电动汽车整车电子控制系统的性能特点

1．3本文的主要研究内容

2CAN总线通信网络基本构架

2．1CAN现场总线概述

2．1．1CAN现场总线的分层结构

2．1．2CAN总线通信协议：

2．2CAN总线应用于电动汽车整车电子控制系统的技术优点

2．3电动车内CAN总线网络拓扑的选择与比较

2．3．1多层总线

2．3．2单层总线

2．4车内网络节点配置和信号类型

2．4．1电动车内CAN节点及各节点CAN总线主要收发信号

2．4．2电动汽车各电控单元接收及发送的数据类型

2．5电动车内网络构架

3电动汽车整车电子控制系统网络通信协议的制定

3．1SAE J1939协议简介

3．2基于SAE J1939的电动汽车通信协议的制定

3．2．1波特率和节点单元数据信息的确定

3．2．2电动汽车通信网络信息ID分配

3．2．3CAN应用层协议的制定

4电动汽车整车电子控制系统硬件设计

4．1系统整体硬件构架

4．2中央信号处理单元

4．2．1中央信号处理单元基本框架

4．2．2基于TMS320LF2407A的DSP最小系统设计

4．2．3按键信号采集接口电路

4．2．4CAN接口电路设计

4．3驱动电机控制单元

4．3．1驱动电机控制单元基本框架

4．3．2开关磁阻电机基本原理

4．3．3开关磁阻电机控制器基本工作原理

4．3．4CAN接口电路的设计

4．3．5油门、刹车踏板工作原理

4．4电池管理单元

4．4．1电池管理单元基本框架

4．4．2电压采集调理电路

4．4．3电流采集调理电路

4．4．4DSP信号采入及CAN接口电路

4．5车内服务设施单元

4．5．1车内服务设施单元基本框架

4．5．2车内温度采集电路

4．5．3灯光、转向灯、门窗及空调开关控制电路

4．5．4CAN接口电路

4．6液晶显示单元

4．6．1液晶显示单元基本功能及硬件框图

4．6．2液晶显示模块器件简介

4．6．3液晶显示模块硬件接口设计

4．7硬件PCB的抗干扰设计

5电动汽车CAN网络及各节点单元软件设计

5．1车内服务设施单元软件设计

5．1．1车内服务设施单元整体软件流程

5．1．289C51单片机CAN通信软件设计

5．1．3A/D转换程序

5．2驱动电机单元软件设计

5．2．1驱动电机单元整体软件设计

5．2．289C51CAN通信程序

5．2．389C51串行通信软件设计

5．3电池管理单元软件设计

5．3．1电池管理单元整体软件流程

5．3．2数据采集子程序

5．3．3数据处理子程序

5．3．4CAN通信软件设计

5．4中央信号处理单元及液晶显示单元软件设计

5．4．1中央信号处理单元整体软件流程

5．4．2液晶显示单元软件设计

5．4．3CAN通信部分软件设计

5．5软件的抗干扰设计

5．5．189C51微处理器部分

5．5．2DSP微处理器部分

6电动汽车整车电子控制系统的实验

6．1实验目的和要求

6．2实验装置

6．3实验内容：

6．3．1各单元基本功能的实验调试

6．3．2CAN网络通信的实验调试

6．4实验各个单元装置车内布局

7结论

参考文献

作者简历