TESLA MODEL S电动车技术介绍

基于纯电动汽车的整车控制器分析

基于纯电动汽车的整车控制器分析发表时间：2019-09-12T11:46:14.157Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：丘东海[导读] 摘要：本文主要对纯电动汽车整车控制器做进一步的分析和了解。中兴智能汽车有限公司 519040 摘要：本文主要对纯电动汽车整车控制器做进一步的分析和了解。随着纯电动汽车的快速发展，整车电控系统成为一种非常重要的应用技术。纯电动汽车整车控制对整车控制系统的设计开发具有较强的指导意义。关键词：纯电动汽车；整车控制器；分析引言：整车控制系统是纯电动汽车电控系统的三大核心技术之一，纯电动电控系统与传统汽车的控制系统相比，纯电的汽车电控系统的控制单元数量与复杂程度高出很多。电控系统是保证纯电动汽车整车功能集成和优化的核心单元，为保证纯电动汽车各部件系统在最佳工况下能够协调运行，需要制定相应的控制策略。纯电动汽车电控系统主要包括整车控制系统（简称VCU）、电池管理系统（简称BMS）、电机控制系统（简称MCU）、辅件控制系统等环节。整车控制系统确保各系统之间要协调工作，方能保证整车的稳定性和安全性，对纯电动汽车的发展意义重大。一、整车控制系统的介绍整车控制系统主要包括整车控制器、CAN总线通讯网络以及驾驶员意图解析系统、信息显示系统、动力驱动系统、电机控制系统、辅件控制系统等。作为纯电动汽车的核心部分，控制各个系统之间的相互配合。通过接收其他控制器发出的信号，比如驾驶员控制指令信息、加速踏板信息、制动踏板信息等，然后通过特定算法来处理这些信号，通过CAN总线通讯网络输出信号给相应的下层控制器去执行对应的动作。整车控制策略作为VCU重要的软件部分。一套成熟、可靠的整车控制策略须包括以下部分：驾驶员解析控制策略、驱动控制策略、上下电管理控制策略、扭矩解析控制策略、辅件控制策略、能量回收控制策略、安全控制策略、故障诊断控制策略等。要能够符合驾驶员的操作需求，具备智能化的安全控制，从而保证车上人员的安全，提升汽车性能，提高纯电动汽车的续驶里程。二、整车控制器的功能 VCU作为上层控制单元负责协调动力系统各个部件的运行，根据驾驶员操作信号进行驾驶意图解析、根据各部件和整车工作状态进行整车时序逻辑控制、安全管理和能量分配决策，向各部件控制器发送控制指令，并向仪表等显示设备输出整车电控系统状态信息。各部件控制器根据其指令控制相应部件，驱动汽车正常行驶。概括起来整车控制系统就是实现：（1）上下电管理，（2）驾驶员意图识别，（3）动力系统的扭矩解析控制，（4）能量回收管理，（5）辅件控制管理，（6）整车网络管理，（4）车辆状态监视和故障诊断及保护。整车控制器技术水平直接影响整车的动力性、经济性及安全性，是电动汽车的关键技术。三、整车控制器的组成 VCU作为纯电动汽车控制系统最核心的部件，其承担了数据交换、安全管理、驾驶员意图解析、能量流管理的任务。VCU的功能划分如图1所示。（1）数据交换层。该层对直接馈入整车控制器的物理量信息（如驾驶员的操作反馈的信息和其它执行部件的工作状态信息）进行采样处理，并通过I/O、D/A和PWM，提供对显示单元、继电器等的控制信号。（2）安全故障管理层车辆出现故障时，故障只体现在数据交换层。在检测出故障后，该层会做出相应的处理，在保证车辆安全性的条件下，给出执行部件可供使用的范围，以尽可能满足驾驶员的驾驶意图。（3）驾驶员意图解释层驾驶员的所有与驾驶操作相关的操作信号都直接进入整车控制器，整车控制器对采集的信息进行处理分析，计算出驱动系统的目标转矩和车辆行驶时的需求功率来实现驾驶员的驾驶意图。（4）能量流管理层，该层的主要工作是能量源之间进行需求功率分配。四、整车控制器的硬件设计（1）微控制器模块：本设计采用主从芯片设计，主从芯片之间进行校验，确保主芯片工作状态正常，主控制芯片选用SPC5606，是整车控制器的控制核心，包括主控制芯片（微控制器）及其外围电路，负责数据的运算及处理，也是控制方法实现的载体；（2）电源模块：为各输入和输出模块提供电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；（3）信号处理模块：用于模拟和数字量输入信号的调理，包括模拟量信号处理和数字量信号处理，其一端与传感器或开关相连，另一端与微控制器相接；（4）功率驱动模块：用于驱动多个继电器或系统状态指示灯，包括低端驱动和PW M驱动两部分，与微控制器通过I/O相连，另一端与被控继电器（低端驱动）或指示灯（PW M驱动）相接，微处理器可通过SPI总线进行故障诊断；（5）通讯模块：整车控制器与其他设备相连的接口，包括两路CAN总线、一路FlexRay总线、一路LIN总线及一路RS232总线，其中CAN总线是整车控制器最重要的对外通讯接口。整车控制器的整体硬件框图，如图2所示。

电动汽车发展史

安徽科技学院机械设计报告（论文）题目：电动汽车发展史学院：机电与车辆工程学院班级：车辆工程102班姓名：陈兴海 1608100205 李国炎 1608100214 束洋 1608100220 2012/9/15

电动汽车发展史 1834年西博兰斯?斯特町（1785-1841）和他的电动车电动汽车诞生于1834年，比内燃机汽车早了半个多世纪。内燃机汽车后来者居上，伴随了百年人类自由移动的圆梦过程，改变了人们的生活方式，成为了现在主要的陆上交通工具。第一辆电动车是由安德森在1832到1839年之间发明的。这辆电动车所用的蓄电池比较简单，是不可再充的。随后，斯特町应用法拉第电磁感应原理组装了

一台电动三轮车，电磁感应原理在这辆电动车上的应用开启了新技术在电动车的应用之门。 1842年 19世纪初叶，在法拉第制出电动机模型后不久，美国的一位机械工人达文波特（1802-1851）在1836年用电动机带动木工旋床，1840年又带动报纸印刷机。1842年达文波特和戴维森一起制造出第一辆有真正实用价值的电动车，他们首次使用了不可充电电池。 1847年 1847年，法莫制造了第一辆以蓄电池为动力的、可携带两人的无导轨电动车。他把电动机装在一个轮车上，由48节格鲁夫电池供电。这是美国第一辆为世人所知的电动车。 1861年 1861年，巴奇诺帝设计了带槽的环形电枢，他发明的环形直流电动机大大增加了输出转矩。在此基础上，格拉姆又发明了环形无槽闭合电枢，它是现代直流电动机的基本结构形式。这一时期是直流电动机的技术发展初级阶段，即从模型到样机的逐步定型阶段。 1873年戴维森发明的电动汽车

纯电动汽车整车控制器的设计

纯电动汽车整车控制器的设计发表时间：2019-07-05T11:27:03.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：王坚 [导读] 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。（柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州 545007）摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对整车控制器的设计和开发展开研究。一、整车控制系统分析与设计（一）整车控制系统分析复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。（二）整车控制系统设计复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。二、整车控制器硬件设计及软件设计（一）整车控制器结构设计整车控制器的硬件结构根据其基本的功能需求进行设计，如图1所示。支持芯片正常工作的微控制器最小系统是整车控制器的核心，基础的信号处理模块，CAN通信与串口通信组成的通信接口模块，以及LCD显示等其他模块分别作为它的各大功能模块。图1 整车控制器硬件结构图（二）整车控制器硬件设计从功能上可以把整车控制器分为6个模块。 1）微控制器模块：本设计选用美国德州仪器公司TI的数字信号处理芯片TMS320F2812为主控芯片，负责数据的运算及处理，控制方法的实现，是整车控制器的控制核心。此芯片运算速度快，控制精度高的特点基本满足了整车控制器的设计需求。TMS320F2812的最小系统主要由DSP主控芯片、晶振电路、电源电路以及复位电路组成。 2）辅助电源模块：由于整车控制器的控制系统中用到多种芯片，所以需要设计辅助电源电路为各个芯片提供电源，使其正常工作，因此输出电平有多种规格。采用芯片LM317、LM337可分别产生+5V和－5V的供电电压。 3）信号调理模块：输入整车控制器的踏板信号是1～4.2V模拟电压信号，TMS320F2812的12位16通道的A/D采样模块输入的信号范围为0～3.0V，因此需要对踏板输入的模拟电压信号进行相应的调理运算，以满足DSP的A/D采样电平要求。选用德州仪器的OPA4350轨至轨运算放大器，在输入级采用RC低通滤波电路与电压跟随电路以滤除干扰信号，减小输入的模拟信号失真。开关信号先经RC低通滤波电路滤除高频干扰，再作为电压比较器LM393的正端输入，电压比较器的负端输入接分压电路，将LM393的输出引脚外接光耦芯片，在起到电平转换作用的同时，进一步隔离干扰信号，提高信号的安全性与可靠性。 4）通讯模块：TMS320F2812具有一个eCAN模块，支持CAN2.0B协议，可以实现CAN网络的通讯，但是其仅作为CAN控制器使用。选用3.3V单电源供电运行的CAN发送接收器SN65HVD232D，其兼容TMS320F2812的引脚电平，用于数据速率高达1兆比特每秒（Mbps）的应

纯电动汽车发展前景浅析

摘要：随着石油储量的下降和温室效应的日益严重，传统汽车的发展前景令人堪忧，许多汽车厂纷纷转型，开始研发汽车。由于受到国家政策、当地环境和研发技术等多方面因素的影响，目前市场上的汽车种类繁多，纯就是其中最常见的一种。本文将以我国纯的发展现状和特点为基础，对我国纯的发展前景进行分析。 1 纯的发展现状目前我国的纯产业的发展势头相当强劲，得益于国家政策的支持和校企技术合作的帮助，纯在销量和技术上都取得了较大的突破。国家政策方面，通过购车补贴以及当地政府的政策扶助，我国纯的销量飞速增长，自2012年起年销量始终保持在万台以上，占据汽车销售的大半壁江山；校企技术合作方面，一汽、东风、上汽、吉利等汽车龙头纷纷就地取材，与邻近大学展开技术合作，共同研发纯，比如东风公司与武汉理工大学共同研发了东风风神E70，该车采用镍钻锰酸锉，电池容量高达49.1 kWh，最大续航里程可达300 km，补贴后售价仅13.98万元人民币，在当前纯市场中具有较强的技术与价格竞争力。 2 纯的特点 2.1发展优势纯相比传统的内燃机汽车，最大的优势莫过于不会对环境产生污染，不像汽油机或者柴油机会产生大量的CO2和其他的有害气体。其次纯充电所需电能的来源众多，火力发电、水利发电、风能发电乃至核能发电等方式，都可以作为电力来源，因此不会受到石油枯竭的制约，具有很大的发展空间。而在我国在发展纯方面，也有较大的技术优势，在纯的两大核心部件和电机上，都取得了技术上的突破性发展。方面，以制造起家的比亚迪公司，由于多年研发的技术积累，成为我国乃至全球在汽车行业中的一匹黑马，在2007年成功研发出磷酸铁铿电池，并实现了量产，结束了特斯拉公司三元铿离子电池在纯电动车方面的技术垄断地位。电机方面，众泰集团在驱动电机和整车控制系统上都研发出自己的专利技术，并取得我国第一个纯生产批号。除以上发展优势外，我国在矿产资源上也有着极大的优势。纯的性能与成本很大程度上取决于其。目前，综合性能和成本考虑，纯采用锉离子电池是其唯一的选择，而中国拥有着储量超过百万吨级别的西藏的扎布耶盐湖，这是欧洲、日本和美国等资源匮乏国家所不具备的矿产优势。 2.2发展劣势我国发展纯最大的问题是配套的基础设施建设相当不完善，可以说大多数城市的配套设施建设几乎是一片空白。再加上我国工业发展起步较晚，城市建设规划不合理，许多地方电网建设混乱，不利于充电站或是换电站的规划建设。此外，各汽车厂的充电接口都不一致，更加大了建设的难度，而建设配套的基础设施投资巨大，远非一家或几家汽车公司所能承担，因此需要企业和相关政府部门共同合作寻找解决办法。 3 纯的发展前景综上所述，虽然纯在我国的发展仍存在诸多问题，但以发展前景而论仍是有相当大的潜力的。（1）环保方面，近几年来，国民饱受雾n等环境污染之害，已拥有较高的环保意识，纯在环保方面的优势较传统的内燃机汽车非常明显，因此会有越来越多的环保人士选择纯出行。（2）能源方面，我国目前的石油储量处于国际较低水平，对国外石油的进口依赖性较大，而采用纯可以有效利用我国丰富的发电资源，比如在夜间进行充电，避开白天的波峰用电期，

特斯拉电动汽车电池管理系统解析

1. Tesla目前推出了两款电动汽车，Roadster和Model S，目前我收集到的Roadster的资料较多，因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。 2. 电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS). 1. 热管理系统的重要性电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C 之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括：1）在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2）在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3）减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。 2. Tesla Roadster的电池热管理系统 Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成，其中每69节并联为一组（brick），再将9组串联为一层（sheet），最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。图 1.(a)是一层（sheet）内部的热管理系统。冷却管道曲折布置在电池间，冷却液在管道内部流动，带走电池产生的热量。图 1.(b)是冷却管道的结构示意图。冷却管道内部被分成四个孔道，如图 1.(c)所示。为了防止冷却液流动过程中温度逐渐升高，使末端散热能力不佳，热管理系统采用了双向流动的流场设计，冷却管道的两个端部既是进液口，也是出液口，如图 1(d)所示。电池之间及电池和管道间填充电绝缘但导热性能良好的材料（如Stycast 2850/ct），作用是：1)将电池与散热管道间的接触形式从线接触转变为面接触；2)有利于提高单体电池间的温度均一度；3)有利于提高电池包的整体热容，从而降低整体平均温度。

电动汽车介绍

纯电动汽车工作原理蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶主要结构电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。 1. 电源电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 2. 驱动电动机驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。 3. 电动机调速控制装置电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在已很少采用。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得孔子哈电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电

纯电动汽车技术概述及发展趋势

纯电动汽车技术概述及发展趋势一、技术概述电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池，有时则需要更多。 1、电动车技术特点 ●无污染，噪声低电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。众所周知，内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。 ●能源效率高，多样化电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。另一方面，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。 ●结构简单，使用维修方便电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。 ●动力电源使用成本高，续驶里程短目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，尤其是动力电源（电池）的寿命短，使用成本高。电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但从发展的角度看，随着科技的进步，投入相应的人力物力，电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短，电动汽车会逐渐普及，其价格和使用成本必然会降低。 2、电动车基本结构电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电

纯电动汽车技术及其发展研究

电动汽车技术及其发展研究摘要：发展纯电动汽车必须解决好4个方面的关键技术：电池管理技术、电机及控制技术、整车控制技术以及整车轻量化技术。本文将对这四个关键技术进行一一说明，并且介绍技术的发展情况。关键词：纯电动汽车技术研究正文： 1、电池管理技术及发展蓄电池是纯电动汽车的动力源，纯电动汽车的性能取决于对蓄电池的管理是否有效合理，电池管理系统(Battery Management System, BMS)的设计与研究己经成为制约纯电动汽车发展的关键技术，而如何有效的利用和管理车载电池的能量、延长车载电池的使用寿命则是电池管理系统研究的重要部分。.电池管理系统不仅可以估算电池剩余电量S()L，保证S()C维持在正常的工作范围之内，防止由于系统过允电或过放电对蓄电池造成的损伤口忍，提高电池的使用寿命，而且还能对故障的电池做出早期的预测，防止因个别蓄电池的损坏而未能及时发现造成整体电池组寿命的降低，从而降低纯电动汽车的运行成本，提高纯电动汽车的工作效率。 1.1 BMS总体设计方案在使用纯电动汽车的动力电池时，必须保证铅酸电池工作在合理的电压、电流和温度范

围内，根据纯电动汽车电池管理的功能要求，BMS主要包括:铅酸电池电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块、绝缘电阻检测模块、故障报警模块、CAN通信模块等}'} , BMS 总体设计力一案如图1所示。图1、电池管理系统整体框架 1.2 BMS硬件电路的设计 BMS选用了Microchip公司生产的PIC18F4580和PIC12F675两种单片机，其中，PIC18F4580单片机作为本系统的主控芯片，主要实现对铅酸蓄电池组的单体电压、总电压、温度、电流等测量，同时与整车控制器(the Vehicle Management System, VMS)实时通信;PIC12F675单片机作为绝缘电阻检测模块的控制芯片，来实现对铅酸蓄电池正负极对地绝缘电阻大小的检测功能. 1.2.1电压检测模块 BMS针对8个单体铅酸蓄电池串联的铅酸蓄电池组，每个单体铅酸蓄电池的正常输出电压为12 V,串联电池组总电压为96 V.电压检测模块是检测各单体铅酸蓄电池的端电压和铅酸蓄电池组的总电压.为了实现该口的，BMS采用串联电阻分压的原理，对电池组进行电压的采集和检测.电压检测电路如图2所示.。

电动汽车整车控制系统介绍

电动汽车整车控制系统介绍本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。整车电气系统列出如表1所示。整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。 1 整车控制器系统配置整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。 1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU 电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。并应该能接受整车控制器发来的控制命令。 1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。 1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制

动阀的状态以及自身的工作状态等信息 1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息 1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容 1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态 1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。 1.8 驾驶员的油门踏板和制动踏板经信号调理后接入到整车控制器内 2 整车控制器详细功能纯电动汽车的整车控制器的主要功能包括:汽车驱动控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视、行车记录等。整车控制器功能框图如图2所示。整车控制器通过CAN总线和IO端口来获得如加速踏板开度、电池SOC、车速等信息,并根据这些信息输出不同的控制动作。下面分别介绍各部分实现的具体功能。 2.1 汽车驱动控制根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况,经分析和处理,向电机控制器发出指令,满足驾驶工况要求。包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况。 2.2 整车能量优化管理通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统(如空调)的协调和管理,以获得最佳的能量利用率。 2.3 网络管理整车控制器作为信息控制中心,负责组织信息传输,网络状态监控,网络节点管理等功能,网络故障诊断和处理。

纯电动汽车发展历程

纯电动汽车发展历程 1、前言环保与节能是二十一世纪全世界面对的重要问题，我国政府也提出了建设节约型社会的基本国策和鼓励发展小排量节能型汽车的产业发展政策，电动汽车是实现这一目标的重要手段之一。虽然国外研究开发电动汽车已经有百余年历史，国内也有多家企业、高校和科研单位已经或正在从事研究，但是目前市场上仍然没有大规模产业化的纯电动乘用车产品出现。所以在前人积累经验的基础上继续努力，早日开发出为普通大众提供出行便利服务的、费用相对低廉的电动乘用车产品,显得非常重要。 2 、国外市场上的纯电动乘用车 2.1 1910年前的纯电动乘用车电动汽车国外距今已经有173年历史。由于电动机的发明时间比内燃机早，所以电动汽车是最早的汽车。1834年Thomas Davenport发明了第一辆电动汽车，当时电池是一次性电池，不能充电。它比卡尔奔驰于1885年发明第一辆内燃机汽车还有早51年。1895年，在美国举行第一届汽车比赛中，电动汽车超过内燃机汽车获胜。1896年，美国第一家汽车经销商销售的是电动汽车。1900年的美国汽车市场电动汽车、内燃机汽车和蒸气机汽车是各占三分之一份额。1912年，美国道路上有38,842辆电动汽车在行驶。到1910年内燃机汽车开始大规模地采用流水线生产后，成本大幅度降低。而电动汽车由于续驶里程短、充电站等基础设施不普及等原因，导致电动汽车逐渐推出市场。 2.2 1990年前的纯电动乘用车由于1970年OPEC石油组织对西方国家的石油禁运政策，引起石油短缺，价格上涨，导致国外第二轮电动汽车研发高潮的到来。Vanguard-Sebring公司批量生产的两人座的Citicar纯电动乘用车是当时的一个代表。

电动汽车控制系统毕业设计

摘要在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，利用无污染的绿色能源，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。本课题以电动汽车他励电机控制器为例，以实现电动汽车的加、减速，起、制动等基本功能以及一些特殊情况下的处理。以开发出高可靠性、高性能指标、低成本并且具有自主知识产权的电动汽车电机驱动控制系统为目的。主要包括硬件电路板的设计，以及驱动系统的软件部分的仿真调试。在驱动系统硬件设计中，这里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。功率模块采用多MOSFET并联的方式，有效的节约了成本。电源模块采用基于UC3842的开关电源电路。选用IR公司的IR2110作为驱动芯片，高端输出驱动电流可到1．9A，低端输出驱动电流可到2.3A，能够提供7个MOSFET并联时驱动电流。对于电流检测模块，本文没有采用电流传感器或者是康铜丝,而是采用了一种基于MOSFET管压降的电流检测电路，这种方式即节约了成本也保证了检测精度。驱动系统的软件设计中，主要实现的功能为：开关量的检测处理，故障检测，串口通讯，励磁、电枢控制，报警功能等。针对他励电机电动汽车的控制特性，提出了节能控制算法和最大转矩控制算法，用于提高电动汽车的续航里程和加速性能。他励直流电动机驱动系统能够很好的运行在电动汽车上，性能可靠、结构简单，并且节约了成本，使电动汽车的性价比大大提高，有利于电动汽车的普及。关键词：电动汽车，ATmega64，他励直流电机，PID模糊控制

目录摘要 (1) 第一章绪论 1.1纯电动汽车在国内的发展状况 (3) 1.2 国外电动汽车发展现状 (3) 1.3 本课题的任务和主要工作 (4) 第二章他励电动机的控制理论基础 2．1他励直流电动机的调速与制动 (5) 2．1．1直流电动机电枢电动势和电磁转矩 (5) 2．1．2 他励直流电动机的机械特性 (6) 第三章系统的硬件设计 3．1系统硬件的整体设计方案 (10) 3．2主控制器MCU的介绍 (10) 3．2．1 MCU的选择 (10) 3．2．2 ATmega64的特性与内部结构 (11) 3．3开关电源模块 (12) 3．4电流检测模块 (13) 3．5驱动电路的设计 (16) 3．6电压检测电路 (17) 3．7温度检测电路 (18) 3．8加减速踏板信号检测电路 (19) 3．9 开关量输入信号 (20) 3．10蜂鸣器报警电路 (20) 3．11通讯模块电路设计 (21) 3．12硬件抗干扰的设计 (22) 3．13本章小结 (23) 第四章系统的软件设计 4.1 电动汽车的控制策略研

电动汽车发展概况

一、电动汽车概况（一）国外电动汽车的概况在美国、日本、欧洲等发达国家，由于新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻，各大汽车公司投入了大量的人力、物力和财力用于电动汽车的开发，不断推出自己的新产品。为了促进电动汽车的发展，有关国家分别制定了一系列政策，如对电动汽车购买者的优惠政策，对燃油汽车使用者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都对电动汽车的发展有很大的促进作用。（1）美国美国电动汽车的研究和开发，得到了来自法律、政府的资金和科研力量的支持。1976年7月，美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以立法、政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1990年，加利福尼亚州在为防止大气污染而制定的限制法规中规定：到1998年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%；到2000年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%；到2003年，“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后，美国东部的10个州也都通过了相应的法规。法规的强力推行，促进了电动车小批量、商业化生产和实践应用。此后，美国还出台了一系列鼓励开发生产电动汽车的政策。这些因素加快了美国电动汽车产业化的进程。美国三大汽车公司在1991年签订协议，合作研究电动汽车车用先进电池，成立先进电池联合体，同年7月美国电力研究院参加了美国先进电池联合体，1992年，美国电力研究院、克莱斯勒公司与南加州爱迪生公司共同开发50辆电动货车。统计数据表明，美国1995年有190家电动汽车生产企业，共有电动汽车2000多辆。福特汽车公司投资1.5亿英镑开发电动汽车，1993年研制成功，分赴美国各地进行试运行，采用480个钠硫单位电池，取代原来的铅酸蓄电池。福特公司还在德国投资3500万美元，成立欧洲研究中心，从事环保车的开发和研究，福特公司研制的燃料电池轿车P2000是以氢为燃料的电动汽车，它是用“质子交换膜”燃料电池。通用公司1990年在洛杉矶展出“冲击”牌电动轿车，1994年生产50辆。通用公司欧洲分公司还建立了一个全球代用燃料推进中心（GAPC），从事汽车燃料电池技术的开发和研究，他们在Opel Vauxhall Zafira轿车上装上燃料电池，采用甲醇作为燃料。戴姆勒·克莱斯勒汽车公司成功利用燃料电池技术，制成首辆可驾驶的零污染环保汽车—“NECAR4”。该车在充电后可连续行驶450Km，最高时速可达145Km。出于成本和技术可行性的考虑，美国政府似乎逐渐将重心从清洁能源和燃料电池汽车转向充电式混合动力汽车和纯电动汽车。在奥巴马的倡导下，联邦政府为推进充电式混合动力汽车计划出台了一系列强力的措施，并斥资140亿美元支持动力电池、关键零部件的研发和生产，支持充电基础设施建设以及消费者购车补贴和政府采购。美国政府还设立了一个总额为250亿美元的基金，以低息贷款方式支持厂商在节能和新能源汽车领域的研发和生产。美国政府的新能源政策，进一步明确了研发汽车新产品的方向和目标。预计到2012年，美国联邦政府购车中一半是充电式混合动力汽车或纯电动汽车。到2015年，美国本土将有100万辆混合动力汽车投入使用。（2）日本从世界范围电动汽车产业化发展现状看，日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。日本国土狭小，石油资源匮乏，几乎完全依赖进口，油价很高。同时，日本工业发达，人口密度很大，城市污染严重。因此，日本政府特别重视电动汽车的研究和开发，很早就对电动汽车的发展做出了具体的布置和计划。日本政府将电动汽车、插电式混合动力汽车、清洁动力

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨张嘉君武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070 E-mail：941ai@https://www.360docs.net/doc/e913430111.html, 摘要：混合电动汽车整车控制策略是电动汽车的灵魂。本文综述了当前混合电动汽车控制关键技术，分析了应用于电动汽车的主要控制理论，提出了整车控制策略研究的重点和突破方向，对混合动力整车控制策略设计与开发具有指导和借鉴意义。关键词：混合电动汽车，控制策略，关键技术 1 引言混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV)是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划。刚刚闭幕的“十一五”规划着力自主创新，混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口，而在HEV关键技术中，整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要。作者对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，并指出了HEV控制策略研究关键技术和发展方向。 2 概念与结构混合动力汽车主要有串联（SHEV）、并联（PHEV）和混联（SPHEV），和传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机，不同混合动力之间的结构区别主要在于起能量流向的不同，图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略，就是通过合理规划整车在具体行使工况中的不同动作，使整车能量高效、合理流动，达到整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出，采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说，混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个：燃油经济性；排放指标；系统成本；最驱动性能。 - 1 -

电动汽车用永磁同步电机控制系统设计

硕士学位论文二0一五年六月作者姓名指导教师学科专业控制工程电动汽车用永磁同步电机控制系统设计 Design of permanent magnet synchronous motor control system for electric vehicle

摘要本文在开始先介绍了研究电动汽车的背景及其意义，并介绍了电动汽车在国内外的发展现状，然后从电动汽车的燃油经济性，驱动性，安全性及舒适度，三个方面分析了电动汽车比其他燃料汽车存在的优越性。电动机是电动汽车的核心部件，本文中从其驱动方式把电动机分为四大类，直流有刷电动机，永磁同步电动机，永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机。本章从工作原理与性能方面分析了，这四种电动机各存在的优点和不足。从中得出永磁同步电动机是电动汽车比较理想的选择。本文刚开始介绍了永磁同步电动机PMSM的三种不同的控制方式，恒压频比控制，矢量控制，直接转矩控制，并从三者之间比较得出，PMSM采用直接转矩控制DTC的方式有着比其他两者更好的稳定性。随后从永磁同步电动机PMSM的结构及其特点，分析了其优越性，并建立数学模型，根据空间矢量坐标关系推导出PMSM的在各坐标系下DTC的原理。本章分析了定子磁链与电磁转矩的估算和滞环控制，通过其原理研究了开关表控制的方式，并对PMSM的直接转矩控制DTC的Matlab/Simulink仿真，最终得出了DTC 较其它控制方式的稳定性。其次分析了永磁同步电机PMSM的直接转矩控制DTC存在的诸多缺点，并提出基于SVM技术的SVPWM的控制方式，即空间矢量调制DTC控制策略，通过Matlab/Simulink仿真，得出SVPWM比PMSM DTC有着更好的稳定性。 TI公司推出的TMS320F2812 DSP芯片的控制系统设计，从硬件电路的设计和软件的设计，两个方面研究了该芯片。DSP硬件方面包含了智能模块的自保护特性，并设计了检测电路，保护电路，驱动电路和CAN通信等模块，软件系统方面分析了，其初始化流程图，接收流程图等。关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；DSP；SVPWM