第8章 电动汽车控制系统设计
新能源汽车技术概论课件第8章 新能源汽车制动能量回收系统
• 8.4.3 前后轮的制动功率和能量
• 假定在最初前后轮上的制动力分布遵循I曲线，并忽略不计阻力，则 施加于前后轮上的制动力可表达为
•
Fμ1
=
jm L
Lb
+
hg g
j
(8-9)
•
Fμ2
=
jm L
La
−
hg g
j
(8-10)
• 式中，j为车辆的负加速度(m/s2)；L为车辆的轮距；La和Lb分别为车辆 重心至前后轮中心之间的水平距离；hg为车辆重心至地面的高度，m为 电动汽车质量。
• 8.1.3新能源汽车制动能量收回方法
• 1．飞轮储能 • 飞轮储能是利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量， 其基本工作原理是：当车辆制动或减速时，先将车辆在 制动或减速过程中的动能转换为飞轮高速旋转的动能； 当车辆再次起动或加速时，高速旋转的飞轮又将存储的 动能通过传动装置转化为车辆行驶的驱动力。
• 飞轮储能式制动能量再生系统构成如图所示，主要由发动机、高速 储能飞轮、增速齿轮、飞轮离合器和驱动桥组成。发动机用来提供 驱动车辆的主要动力，高速储能飞轮用来回收制动能量以及作为负 荷平衡装置，为发动机提供辅助的功率以满足峰值功率要求。
• 2．液压储能
• 其工作原理是：先将车辆在制动或减速过程中的动能转换成液 压能，并将液压能储藏在液压储能器中；当车辆再次起动或加速时， 储能系统又将储能器中的液压能以机械能的形式反作用于车辆，以 增加车辆的驱动力。
• 8.5.1 电动汽车制动能量回收系统的结构
• 电动汽车制动能量回收系统主要由两部分组成：电机再生制动部分 和传统液压摩擦制动部分。所以，该制动系统可以视为机电复合制动系 统。
• 电动汽车的制动系统为双回路液压制动系统+电动真空助力+电机再 生制动。
电力电子课件西安交大第8章软开关技术
03
软开关技术能够提高装置的抗电磁干扰能力，保证装置 在复杂电磁环境下的稳定运行。
04 软开关技术的实际应用案例
基于软开关技术的电源设计
开关电源
软开关技术应用于开关电源中，能够降低开关损耗，提高电源效 率，减小体积和重量。
不间断电源
在UPS（不间断电源）中应用软开关技术，可以改善输出电压的波 形，提高供电质量。
谢谢聆听
伺服系统
伺服系统中应用软开关技术，可以减 小系统体积和重量，提高伺服系统的 动态性能和稳定性。
基于软开关技术的电力电子变压器
1 2 3
固态变压器
软开关技术在固态变压器中得到广泛应用，能够 实现高效、灵活的电能转换和传输。
分布式电源系统
在分布式电源系统中，软开关技术可以提高电力 电子变压器的转换效率和可靠性，减小系统的体 积和重量。
适用于中大功率的电源转换，具有较高的输 出电压和较低的效率。
02
01
半桥式
适用于中大功率的电源转换，具有较低的输 出电压和较高的效率。
04
03
软开关技术的控制策略
恒频控制
保持开关频率恒定，通过改变占空比来调节输出 电压或电流的大小。
变频控制
改变开关频率，通过调节占空比来保持输出电压 或电流的大小恒定。
分布式电源系统
软开关技术为分布式电源系统提供高效、可靠的并网控制策略，提 高系统的稳定性和可靠性。
基于软开关技术的电机驱动系统
电机控制器
电动汽车驱动系统
软开关技术应用于电机控制器中，能 够减小电机启动电流和转矩脉动，提 高电机的控制精度和动态响应性能。
在电动汽车驱动系统中应用软开关技 术，能够提高驱动系统的效率和可靠 性，延长电动汽车的续航里程。
第八章 混合动力电动汽车
第三节 BSG(BAS)和ISG混合动力系统
1、BSG混合动力系统，即驱动皮带--发电机--起动机(Belt Starter Generator或Belt Alternator Starter)系统，也叫 BAS Hybrid系统，。
2、ISG(Integrated Starter Generator)是集成的具有起动 机功能的发电机的缩写。
3.按能否外接电源进行充电
按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电式混合动力。如图所示， 插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容 量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进 行充电，充电后可续航一定的里程。
1.区别于传统发动机的仪表标志
区别于传统内燃机的仪表标志有智能停机(Auto-Stop)标识，
ECO指示灯(瞬时油耗<4L/100km时，电池充电状态(SOC指示表)。
2.Hybrid车型的制动系统。 SGCM对HHV电磁阀进行PWM控制,在车辆从自动停止到发
动机重新起动的过程中，SGCM控制坡路保持阀打开的速率， 以缓慢降低制动压力的泄放，这样可以避免车辆起步前溜车 的危险和车辆起步后制动拖滞的发生 。 3.ECO空调模式
电路断开时SMR2和SMR3分步相继断开，如图所示， 然后 HVECU确认各个继电器是否已经断开，这样HV-ECU可确定通过流 过SMR1的电流可判断SMR2是否卡住。
2.驱动行驶工况控制策略 ３)加速和高速行驶工况 在加速和高速行驶工况，发动机和电动机必须联合协调工作， 才能让汽车获得良好的动力性能。当电池SOC大于下限值SOClow时，电动机和发动机共同工作驱动汽车行驶。 ４)减速制动工况控制策略 在减速制动工况下，根据电池SOC和整车制动转矩需求，电机再 生制动系统和机械制动系统可单独工作或同时工作。 ５)纯电动驱动工况 当油箱燃油量小于一定值，或者为了满足周围环保需要，纯电 动按钮被按下时，整车进入纯电动驱动工况。
第8章 新能源汽车制动能量回收系统
• 按FTP75市区循环运行的车辆的车速及其加/减速度。
• 这一实例的参数为L=2.7m，La =0.4L，Lb=0.6L和hg=0.55m。从图 中可以看出：
• 1）前轮消耗约65%的总制动功率和能量，因此，若仅在一个轴 上实施再生制动，则在前轮上的再生制动比后轮上的再生制动将更 为有效。
• 2）在车速小于50km/h的范围内，制动力几乎为一恒值，且当车速 大于40km/h时，其值减小。
• 图所示为利用液压储能原理设计的一种制动能量再生回收系统。系 统由发动机、液压泵、液压储能器、联动变速箱、驱动桥、液控离 合器和液压控制系统组成。
• 3．电化学储能
• 其工作原理是：首先将车辆在制动或减速过程中的动能，通过 发电机转化为电能并以化学能的形式存储在储能器中；当车辆需要 起动或加速时，再将存储器中的化学能通过电动机转化为车辆行驶 的动能。
• dηp = 0
dim
• 得到最大回馈效率再生制动时的电动机电枢电流为
（8-7）
• im =
rm2 TL2+Ke2ΩrmTL−imTL Keim
（8-8）
• 3．恒定力矩制动方式
• 在制动力矩（电枢电流）不变的情况下，回馈到电池的电流将随 电动机反电动势的降低而减小，其初始值（也是最大值）不应超过 电池允许充电电流，否则在制动过程中能最不能得到有效的回收。
• 8.2.2 电动汽车的制动模式
• 1．急刹车 • 急刹车对应于制动减速度大于2m／s2 的过程。
• 2．中轻度刹车 • 中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程，可分为减速过程
与停止过程。 • 3．汽车下长坡时的刹车 • 汽车下长坡一般发生在盘山公路下缓坡时。在制动力要求不大时， 可完全由电刹车提供。其充电特点表现为回馈电流较小但充电时间较长。 限制因素主要为电池的电荷状态和接受能力。
电动汽车控制器原理
电动汽车控制器原理
控制器是电动汽车中的核心设备之一，它通过调节电池与电动机之间的电流来控制电动汽车的速度和力度。
控制器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 接收信号：控制器通过接收来自油门踏板的信号，了解驾驶员的意图。
油门踏板的位置决定了控制器应该输出多少电流。
2. 电流控制：控制器接收到信号后，根据预设的算法，将信号转化为相应的电流输出。
这个过程实际上是一种电流放大器的操作，调整电流的大小和方向。
3. 电池管理：控制器还负责管理电池的使用情况，以保证电池长时间的使用寿命。
控制器会监测电池的电压和电流，根据情况采取相应的措施，例如过载保护、电池均衡等。
4. 电机控制：最后，控制器将调整后的电流输出到电动汽车的电机中。
电机根据接收到的电流，转化为相应的力矩，推动车辆行驶。
总的来说，电动汽车控制器的原理就是根据驾驶员的意图，控制电池与电机之间的电流，从而实现对电动汽车的控制。
控制器通过精确的信号处理和电流调节，使得电动汽车能够平稳、高效地运行。
在此过程中，控制器还负责对电池进行管理，确保电池的安全和寿命。
基于CAN总线的电动汽车车灯控制系统设计
ｇ ｎ ｒｔ ｓｔ ｅｉ ｐ ｔ ｉ ｎ ｌ ｔ ｅｍｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒｓ ｎ ｓＣＡ ｍｅ ｓ ｇ ｓａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅｓ ｔ ｈ ｓ ｔ ｓｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ Ｃ ｅ ｅ ａｅ ｎ ｕ ｇ ａ ， ｃ ｏ ｏ ｔ ｌ ｅ ｄ Ｎ ｓ ａ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｕ ｈ ｏ ｇ ＡＮ ｈ ｓ ｈ ｏｅ ｏｈ ｃ ａ ｈ ｂ ｓｍｏ ｕ ｅ Ｌ ｇ ｔｃ ｎｒ ｌ ｄ ｌ ｈｐ ｒ ｃ ｉｅ ｈ ｏ ｔ ｌ ａ ｋ ｔ ｖａ Ｃ ｄ ｌ ｎ ｏ ｔ ｌ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉｇ ｕ ｄ ｌ ． ｉｈ ｏ ｔ ｏ ｍｏ ｕ ｅ ｃ ｉ ｅ ｅｖ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｃ ｅ ｓ ｉ ＡＮ ｍｏ ｕｅ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｓｔ ｏ ｒｓ ｏ ｄ ｎ ｏｐ ｏ ｈ ｌ ｈｓ ｔ ｏ ｋ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ａ ｋ ｔ ｏ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅａｌｐ ｏ ｒｍ ，ｈ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｉ ｔ ｏ ｗ ｒ ｃ ｏ ｄｎ ｏ ｐ ｃ ｅｓ ｆｉ ｏ ｍａｉ ． ｈ ｙ ｔｍ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｈ ｖ ｒｌ ｒ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｌｃ ｉ ｆ ｇ ｎ ｏ ｏ ｍａｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ａｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｆ ｃ ｓｎ ｎ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｓ ｈ ｍｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｔ ｌ ｅ ｉｎ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄ，ｏ ｕ ｉ ｇ ｏ ｈ ａ ｄ ｒ ｏ ｎ ｃ ｉ ｃ ｅ ， ｎ ｐ ｉ ｓｇ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｂ ｏ ｈ ｍａ ｄ Ｓ ｆ ａ ｅ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｄ ｌ ， ｉ ｉｅ ｎ ｏ ｔｒ ｅ ｍｏ ｕｅ ，ｈ ｎ ｔ ｉａｉｎ ｍｏ ｕ ｅ ｓ ｎ ｉ ｇ ｍｏ ｕ ｅ ｒ ｃ ｉｉ ｇ ｏ ｔ ｒ ｓｄ ｓ ｅ ｎ ｍｏ ｕ ｅ ｄ ｖｄ ｄ ｉｔ ｈ ｅ ｄ ｌｓ ｔ ｅ ｉｉ ａ ｚ ｔ ｄ ｌ ， ｅ ｄｎ ｄ ｌ ， ｅ ｅｖｎ ｗ ｇ ｉ ｌ ｏ
新能源汽车充电站设计与施工规范
新能源汽车充电站设计与施工规范第1章总则 (5)1.1 范围与适用 (5)1.1.1 本规范主要用于指导新能源汽车充电站（以下简称“充电站”）的设计与施工工作。
(5)1.1.2 本规范适用于新建、改建、扩建的充电站工程，包括但不限于城市公共充电站、居民区充电站、商业区充电站、高速公路充电站等。
(5)1.2 设计与施工依据 (5)1.2.1 设计与施工应遵循国家相关法律法规、标准和规定，如《中华人民共和国城乡规划法》、《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国电力法》等。
(5)1.2.2 设计与施工应参照以下国家和行业标准： (5)1.2.3 设计与施工应结合当地实际情况，考虑充电站所在地的地理、气候、环境等条件，保证充电站的稳定、安全、可靠运行。
(6)1.2.4 设计与施工应充分考虑充电站的使用需求、运行维护、扩展升级等因素，提高充电站的运行效率和服务水平。
(6)1.2.5 设计与施工应符合节能减排、绿色环保的要求，积极推广使用新能源和节能技术，降低充电站的能耗和环境污染。
(6)1.2.6 设计与施工应注重充电站与周边环境的协调，充分考虑人文、景观等因素，提升充电站的整体形象。
(6)第2章充电站规划与设计 (6)2.1 站点选址 (6)2.1.1 选址原则 (6)2.1.2 选址要求 (6)2.2 站点布局 (6)2.2.1 布局原则 (7)2.2.2 布局要求 (7)2.3 充电设施规划 (7)2.3.1 设施选型 (7)2.3.2 设施布局 (7)2.3.3 配套设施 (7)第3章充电设备选择与配置 (7)3.1 设备类型及功能要求 (8)3.1.1 设备类型 (8)3.1.2 功能要求 (8)3.2 设备配置原则 (8)3.2.1 合理布局 (8)3.2.2 兼容性 (8)3.2.3 安全性 (8)3.2.4 可扩展性 (8)3.3 设备选型 (8)3.3.1 交流充电设备 (8)3.3.2 直流快速充电设备 (8)第4章电气系统设计 (9)4.1 供电系统设计 (9)4.1.1 供电方式及电压等级选择 (9)4.1.2 供电容量计算 (9)4.1.3 供电设备选择与配置 (9)4.1.4 供电系统保护 (9)4.2 配电系统设计 (9)4.2.1 配电方式 (9)4.2.2 配电设备选择与配置 (9)4.2.3 配电线路设计 (9)4.2.4 配电系统保护 (9)4.3 充电设备接入设计 (10)4.3.1 充电设备选择 (10)4.3.2 充电设备接入容量计算 (10)4.3.3 充电设备接入方式 (10)4.3.4 充电设备接入保护 (10)4.3.5 充电设备接入控制策略 (10)第5章充电站智能化系统设计 (10)5.1 监控系统设计 (10)5.1.1 设计原则 (10)5.1.2 系统组成 (10)5.1.3 功能要求 (11)5.2 自动化控制系统设计 (11)5.2.1 设计原则 (11)5.2.2 系统组成 (11)5.2.3 功能要求 (11)5.3 信息安全与数据传输 (11)5.3.1 设计原则 (11)5.3.2 系统组成 (12)5.3.3 功能要求 (12)第6章安全防护与消防 (12)6.1 安全防护措施 (12)6.1.1 电气安全 (12)6.1.2 防护设施 (12)6.1.3 人员培训与操作规程 (12)6.2 消防系统设计 (13)6.2.1 消防设施配置 (13)6.2.2 消防系统设计要求 (13)6.3 紧急处理 (13)6.3.1 预案 (13)6.3.2 处理流程 (13)第7章环境保护与节能 (13)7.1 环境保护措施 (13)7.1.1 新能源汽车充电站的设计与施工应充分考虑环境保护，保证项目在建设和运营过程中对周围环境的影响降至最低。
纯电动汽车控制系统集成开发设计
4.7.1 DV测试 4.7.2 PV测试
4.8.1实车测试目的 4.8.2实车测试内容
4.9.1标定工具链 4.9.2桌面标定 4.9.3转鼓车辆试验 4.9.4车辆道路标定
4.10.1 VCU未来发展的方向 4.10.2更加安全可靠 4.10.3融合新的功能
1
5.1电驱动系 统概述
2
5.2功率电子 驱动原理
5.5.1电机热管理 5.5.2 MCU热管理及IGBT热可靠性设计
5.6.1故障风险后果分析 5.6.2故障应对策略设计 5.6.3故障定义、功能安全设计
5.7.1台架测试工具 5.7.2测试项 5.7.3实车测试
6.2电池管理系统
6.1电池系统
6.3电池系统测试
6.1.1电池系统简述 6.1.2电池技术介绍 6.1.3电池未来发展方向
4 7.4空调及冷
却装置自动控 制开发
5
7.5空调装置 通风系统设计
7.6空调及冷却 系统试验
7.7整车试验、 标定
7.1.1电动汽车冷却系统工作原理 7.1.2电动汽车空调系统工作原理 7.1.3电动汽车空调的发展趋势
7.2.1制冷系统理论循环及热力计算 7.2.2空调系统热负荷理论计算 7.2.3空调系统关键零部件选型计算 7.2.4仿真分析
精彩摘录
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3 2.3基于功能
安全的产品开 发4Biblioteka 2.4整车功能 全链条开发
5
2.5整车总线 及诊断开发
2.7整车功能测试
2.6整车总线及诊 断测试
2.8整车电磁兼容
2.1.1概念定义 2.1.2电子电气架构开发过程
《电动汽车动力电池：从材料到系统设计》札记
《电动汽车动力电池：从材料到系统设计》阅读笔记目录一、内容简述 (2)二、电动汽车动力电池概述 (3)三、动力电池材料分析 (4)3.1 正极材料 (5)3.2 负极材料 (5)3.3 隔膜材料 (6)3.4 电解液及添加剂 (8)四、电池系统设计原理 (10)4.1 电池单元设计 (11)4.2 电池模块设计 (12)4.3 电池包与热管理系统设计 (13)4.4 电池均衡与保护电路设计 (14)五、电池生产工艺及制造技术 (15)5.1 电池材料制备工艺 (17)5.2 电池组装工艺 (18)5.3 电池测试与筛选技术 (20)六、电动汽车动力电池的挑战与发展趋势 (21)6.1 当前面临的挑战 (22)6.2 发展趋势及前景预测 (23)七、案例分析与应用实例 (25)7.1 某型电动汽车动力电池系统介绍 (26)7.2 电池系统性能优化措施分析 (27)7.3 实际应用中的表现与改进建议 (28)八、结论与展望 (30)一、内容简述本书首先介绍了电动汽车动力电池的发展历程和现状，概述了当前市场上主流的电池类型，如锂离子电池、镍氢电池等，并简要分析了各自的优缺点。
书中对动力电池的核心材料进行了详细介绍，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等关键组件的基础理论、性能特点以及最新的研究进展。
书中重点阐述了电池的材料性能对电池整体性能的影响，以及材料选择对电池安全性、寿命、成本等方面的决定性作用。
本书深入探讨了电池系统的设计理念与原则，包括电池的结构设计、热管理、电安全管理等，展示了如何将单个电池单元组合成具有高能效、长寿命和可靠性的电池系统。
书籍还涉及到了电池制造过程中的关键技术、工艺流程以及质量控制措施。
针对电动汽车的实际需求，书中对电池系统的匹配与设计进行了阐述，包括与整车其他系统的协同设计、电池包的轻量化等方面。
本书还展望了动力电池的未来发展趋势，特别是在新材料、新工艺、智能化等方面的前景。
汽车电控题库及答案
汽车电控题库及答案一、填空题（每空1分，共17分。
）1、汽车电子控制技术在汽车底盘上发展，主要包括传动系统电子控制技术转向系统电子控制技术车轮防滑电子控制技术悬架系统电子控制技术。
2、传动系统的电子控制主要包括对离合器、变速器各种差速器的主动控制，其中对离合器和变速器的控制主是减轻驾驶负担，提高行车安全性，提高行车安全性；而对差速器的控制则主要是为了协调车轮运动关系，防止车轮滑动。
3、转向系统电子控制技术主要体现在动力转向系统和四轮转向系统中，以解决车辆转向过程中轻和灵的矛盾，在各种使用工况下，期望获得更加理想的控制效果。
4、对于21世纪初期底盘电子控制技术发展趋势，将围绕节能、环保、安全、舒适等主题展开，其中动力优化控制系统、安全驾驶检测与警告系统、自动防追尾碰撞系统、自动驾驶系统及汽车线传控制技术，将是未来汽车底盘电控技术的优先发展方向。
二、简答题（每题5分，共15分。
）1、汽车电子控制技术的发展过程可分为哪几个阶段？这几个阶段各有什么特点？汽车电子过程经历了4个发展阶段第一阶段为20世纪50年代初期至50年代初期至1974年。
这一阶段主要特征是：解决电子装置在汽车上应用的技术难点，开发替代传统机械装置的电子产品，扩大电子装置在汽车上应用的范围第二阶段为1974-1982年。
这一阶段主要特征是：以微处理器为控制核心，以完成特定控制内容或功能为基本目的，各自相互独立的电子控制系统得到了快速发展和应用。
第三阶段为1974-1982年。
这一阶段主要特征是：一微型计算机作为控制核心，能够同时玩笑横多种控制功能的计算机集中管理系统为基本控制模式，初步实现了汽车控制技术从普通电子控制向现代控制的技术过渡。
第四阶段为1995年至今。
这一阶段主要特征是：随着CAN总线技术和告诉车用微型计算机的应用，电子控制系统初步具备了对高复杂程度使用要求的控制能力，汽车电子化开始步入智能化控制的技术高点2、汽油发动机电子控制技术经历了哪几个发展阶段？这几个阶段各有什么特点？汽油发动机电子控制技术的发展可分为3个阶段：第一阶段为1952—1957年。
燃料电池电动汽车多能源匹配控制系统设计
第 ２ 卷 第４ ９ 期 ２０ 年 ４ ０７ 月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ・信 息 与 管 理 工 程 版 ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｔ ＩＦ Ｒ Ａ ＩＮ＆Ｍ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｎ ＩＥ ＲＮ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＷＵ （ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｎ Ａ Ａ Ｅ Ｅ ＴＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ
使用寿命 ， 且燃料 电池无法吸收 汽车再生制动过
程 中产生 的电 能 。为 解 决这 些 问题 ， 行 的燃 料 现
电池 电动 汽 车往往 采用燃 料 电池 和辅 助动力 电池
目前常用的动力电池主要有铅酸电池 、 镍氢 电池 和锂离 子 电池 。铅 酸 蓄 电 池 比 能量 低 ， 量 质 和体积大 ， 增加了汽车的自重和 自 身功率消耗 ， 使 用寿命短， 使用成本高。锂离子电池 自放电率高， 初 始成本 高 。镍 氢 电池 （ 称 Ｎ —ＭＨ 电 池 ） 简 ｉ 的 比能量 、 比功率 已与锂离子 电池相 当， 使用寿命
电池 一燃 气 轮机 混合 发 电 系 统 性 能 ； 兰 光 ， 卢 何
要设计可靠的能量管理系统控制其充放电过程就
可克 服 其 记 忆 效 应 和 充 电 发 热 等 弊 端 。因 此 ， Ｎ— ｉ ＭＨ电池 是笔 者 所 述 燃 料 电池 电动 汽 车用 的
首选 辅助 能 源 。
收稿 日期 ：０ ６—１ —２ ． ２０ １ ９
实际应 用 中对燃 料 电池 电动汽 车 的辅助 动力
电池有如下要求 ： 比能量和能量密度 ； 高 高比功率 和功率密度 ； 快速充电和深度放电能力 ； 使用寿命
长； 自放 电率小 ， 电效率 高 ； 充 安全性 能 良好 ， 成 且 本 低廉 ； 维修 ； 免 对环 境无危 害 ， 回收性 好 。 可
电动汽车主动悬架控制系统设计与仿真
侧倾摆动程度；最后，将模糊控制主动悬架的仿真结果与被动悬架进行比较，证明主动悬架可以有效提高电动汽车平顺性能、动
力电池组使用安全性以及使用寿命。
关键词：动力电池组；模糊控制；主动悬架；Simulink仿真
中图分类号：U463. 1
文献标志码：A
文章编号：1674-1986 （2019） 03-023-04
Keywords: Battery pack； Fuzzy control； Active suspension； Simulink simulation
0引言
由于电动汽车使用清洁能源，可有效改善因汽车尾气排放 带来的环境污染，因此使用越来越广泛，近年来其市场投放量 越来越大，发展势头良好⑴。但是，与传统内燃机汽车不同的 是，电动汽车动力电池组易受到外界因素干扰，车身平顺性将 对电池组的使用寿命和安全性产生重大影响⑵。GB/T 314862015规定，动力电池组在振动试验当中，不能产生电流的锐变 或者电压异常，不出现外壳破损，无电解液的泄漏，结构完整 无缺⑴。
Design and Simulation of Active Suspension Control System for Electric Vehicle
SONG Sennan (College of Mechanical Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo Zhejiang 315211 , China) Abstract: The control strategy of active suspension was simulated by applying active suspension to electric vehicle. Firstly, the mathemati
电动汽车CAN总线驱动控制系统设计
第31卷第6期重庆大学学报Vol.31No.6 2008年6月Journal of Chongqing UniversityJ un.2008 文章编号:10002582X (2008)0620603207电动汽车CAN 总线驱动控制系统设计冉振亚,周智庆,李 越,李 鑫,陈方辉,吴福堂(重庆大学机械工程学院,重庆400030)摘 要:针对电动汽车电驱动系统中存在的关键技术问题,设计了基于CAN (controller areanetwork )总线的电动汽车电驱动系统。
系统由CAN 通信模块和电机控制模块组成。
CAN 通信模块采用新型CAN 总线收发器TJ A1040和独立CAN 控制器,并采用各种抗干扰措施以保证CAN 通信的稳定性;控制模块利用模糊矢量控制方案———直接速度控制(direct speed cont rol ,DSC )策略,实现电驱动系统高鲁棒性控制。
系统兼容性强,可以作为单独模块连接到电动汽车的主干网络上,还可以通过CAN 总线对其进行扩展。
关键词:电动汽车;电驱动系统;CAN 总线;模糊矢量控制 中图分类号:U270.2文献标志码:AA controller area net w ork 2based electric vehicle drive system designRAN Zhen 2ya ,ZHOU Zhi 2qing ,LI Y ue ,LI X in ,CHE N Fang 2hui ,WU Fu 2tang(College of Mechanical Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400030,P.R.China )Abstract :To solve t he key p roblems of t he elect ric drive system ,a cont roller area network (CAN )2based electric drive system for elect ric vehicles was designed.The system was compo sed of two part s :a CAN communication module and a motor cont rol module.The newest t ransceiver (TJ A1040)and a stand 2alone CAN controller were used during t he design of t he CAN communication module ,and anti 2jamming measures were employed to guarantee communicatio n stability.The f uzzy 2vector cont rol met hod and direct speed cont rol were applied to realize highly robust cont rol f unctions.This system has high compatibility.It can be installed in electric vehicles as an independent module and be extended t hrough CAN Bus.K ey w ords :elect ric vehicle ;motor drive system ;CAN bus ;f uzzy 2vector cont rol 电动汽车是21世纪初汽车工业发展的必然趋势。
电动汽车电机控制器软件设计
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)绪论 (3)1.1本课题的研究背景及意义 (3)1.2 车用电机的主要类型及永磁直流无刷电动机的优势 (4)1.3无刷直流电机的驱动系统 (5)1.4本文的主要工作及内容安排 (5)第二章永磁无刷直流电机的工作原理 (6)2.1无刷直流电机的基本结构 (6)2.1.1 永磁电机本体 (6)2.1.2 电子换向器 (6)2.1.3 传感器 (7)2.2无刷直流电机的数学模型 (7)2.3无刷直流电机的工作原理及控制方法 (9)第三章永磁无刷直流电机控制器的硬件设计 (12)3.1基于CYPRESS CY8C24533芯片的控制器构成及资源配置 (12)3.2 PWM调制过程 (13)3.2.1PWM输出 (13)3.2.2峰值电流保护 (13)3.2.3平均电流保护 (14)3.3 AD转换 (15)第四章永磁无刷直流电机控制器的软件设计 (17)4.1功能需求及软件实现设计 (17)4.2系统主程序结构 (17)4.3定时器相关程序设计 (18)4.4 PWM调制程序设计 (21)4.5AD转换 (21)4.6其他 (23)4.6.1 电机运行函数 (24)4.6.2 霍尔检查程序 (25)4.6.3 MOS管检查 (26)4.6.4 欠压保护 (26)4.7小结 (26)总结 (27)谢辞 (28)参考文献 (28)电动汽车电机控制器软件设计摘要：在目前全球能源危机和温室效应越来越严重的情况下，电动车以其无污染、低噪声、效率高，便于操作等优点，越来越受到人们的青睐。
电动汽车的核心是电动机，电动机中最具优势的是无刷直流电动机，而无刷直流电机的控制是电动机的关键技术。
本课题运用CYPRESS公司的CY8C24533型芯片，在控制器硬件设计的基础上，进行了系统控制软件的设计。
本文首先分析研究了车用电动机的发展动态，阐述了无刷直流电动机的优势所在。
之后针对无刷直流电动机，详细地介绍了它的工作原理、数学模型、驱动性等相关知识。
纯电动汽车整车控制系统设计及其硬件在环仿真
客车技术与研究第2期BUS ＆COACH TECHNOLOGY AND ＲESEAＲCHNo．22019作者简介：郑志敏（1990—），女，硕士；主要从事整车控制开发和软件测试工作。
纯电动汽车整车控制系统设计及其硬件在环仿真郑志敏，谢勇波，王文明，文健峰，杨杰君（湖南中车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412007）摘要：采用基于模型的方法进行纯电动整车控制系统的设计，建立基于Simulink 环境的各功能模块，并进行基于dSPACE 的硬件在环（HIL ）仿真测试。
关键词：纯电动汽车；控制系统；硬件在环仿真中图分类号：U469.72；U463.6文献标志码：B文章编号：1006－3331（2019）02－0012－04Design and Its Hardware －in －the －loop Simulation of Pure Electric Vehicle Control SystemZHENG Zhimin ，XIE Yongbo ，WANG Wenming ，WEN Jianfeng ，YANG Jiejun （Hunan CＲＲC Times Electric Vehicle Co．，Ltd．，Zhuzhou 412007，China ）Abstract ：The model －based method is used to design the control system for pure electric vehicles ，the func-tion modules based on Simulink environment is established ，and the hardware －in －the －loop （HIL ）simula-tion test based on dSPACE is carried out．Key words ：pure electrical vehicle ；control system ；hardware －in －the －loop simulation 纯电动整车控制技术直接决定着车辆运行的稳定和安全［1－2］。
车用驱动电机原理与控制基础(第2版)课件：车用电驱动系统的集成
inv
inv =
B
m
m =
inv
m
ed =
= inv m
B
由于电驱动系统输入为直流，所以输入功率计
算比较直接，就是电压与电流的乘积。
B = B B
电驱动系统的输出为驱动电机的转速和转矩，
也可以直接通过转矩和转速乘积计算得到。
m m
m =
9.550
得到转折速度表达式为：
s max
rt =
绪
论
f + d d
图8-6 弱磁控制与定子电流最优控制
2
+ q q
2
式中， s max 为定子电压矢量的最大值，在等幅值变换条件下，其最
大值为2B /3。
即逆变器输出电压越高，理论上电机外特性图上恒转矩区对应的转速
越高。考虑到损耗等因素，电源电压的波动也会反映在电驱动系统的
6
车用电驱动系统的功率和效率特性
§ 9.1 车用电驱动系统的负载平衡
一
绪
论
图 8-4 驱动系统能量流
在汽车行驶时，能量由车载能源（直流电源）供给，通过电机控制器中逆变为三相（或者多相）交流电，从而驱动
电机输出转矩驱动车辆行驶；制动情况，在车辆自身的惯性或者坡道势能的驱动下、驱动电机将转换工作模式，由
工作，如图8-1所示。
一
绪
论
图 8-1 驱动电机的一般机械特性举例
电机最高工作转速max 与额定转速N 的比值称为电机的“恒功率调
速比”，简称“调速比”
max
=
N
每种型式的电机有其固有的调速比限值范围。例如，由于有永磁体，
磁场难以衰减，因此永磁电机具有相对较小的调速比（约为3）；
电动汽车电机驱动控制系统设计研究
ｌ
图 ３永磁直流电机驱动控制框图
制指令在瞬时对应于电机输出力矩 ，在稳态对应于输出转速的控 ３１ 电机驱动控 制 系统 的结构 ． 制。为 了达到驾驶员期望的行驶速度， 驾驶员通过对电机电枢电流 电机驱动控制系统框图， 如图４所示。 驾驶员对电机的操纵指 的相应 控 制实 现 的 ，通 过 调节 电 流 的大 小可 以控 制 汽 车 的行 驶速 令被转换成可变的电压信号 ，与电枢电流的反馈 电压信号 比较后 ， 度 ，通过驾驶员对车辆行驶速度调节就实现 了电机的转速闭环控 制， 如果把驾驶员也看成一个控制环节 ， 这样就形成 了一个外 环有 驾驶员参与的转速闭环控制 ， 内环为电机电枢电流闭环控制的双闭 出控制电压 ， 通过改变 Ｐ ＷＭ变换电
．
【 ｓ ａｔ Ｔ ｅｓ ｄ Ａｂｔ ｃ】 ｈ ｔ ｙｏ ｔｒ ｒ ｅａｄｃｎｒｌｙｔ Ｅ ＥｅｔｃＶ ｈｃｅｈｓｉｐ ｒ ｎ ｉ ｉ— ｒ ｕ ｆｍｏ ｉ ｎ ｏｔ ｓ ｍ ｏ Ｖ（ｌｃ ｉ ｅｉｌ）ａ ｏｔ ｃ ｃ ｏ Ｖ’ ｅｅｔｃｄｉｅｔ ｈ ｏ ｇ ． ｉ ｓ ｄ ． ｅｃｎｒｌ ｙｔｍｆｒｍｏ ｒｄｉ ｎ ｏ ｔ ｌ ｒ ａ ｎ ｆ ａ ｅ ｒＥ Ｓ ｌ ｒ ｒ ｃ ｎｌ ｙ ｎ ｔ ｓ ｔ ｙ ｔ ｏ ｔ ｓ ｃｉ ｖ ｅ ｏ Ｉ ｈ ｕ ｈ ｏ ｓ ｅ ｏ ｔ ｒ ｉｇｃ ｎｒ ｌ ｓ ｏ ｖ ｏｅ Ｗ
Ｚ Ａ ｈ ｎ ｙ ｎ， ｉｈ ａ， ＨＥ ｎ ｈ ｎ Ｈ ＮＧ Ｃ ｕ － ａ Ｉ ＭＡ Ｑ－ ｕ １ Ｃ ＮＡ － ｏｇ
（Ｓ ａ ｇ ａ ｉｅｓｔ ｆＥ ｇｎ ｅｉｇＳ ｉｎ ｅ Ｓ ａ ｇ ａ ０１ ２ ， ｈ ｎ ） 。ｈ ｎ ｈ ｉ ｖ ｒｉ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｃｅ ｃ ，ｈ ｎ ｈ ｉ Ｕｎ ｙ ｎ ２ ６ ０ Ｃ ｉａ
汽车机械识图第八章 汽车电路识图
功能布局法广泛用于框图、 电路图等功能性简图。
2）位置布局法
位置布局法是指简图中表 示电路或电气元器件的图形符 号的布置位置与其实际安装位 置基本一致的布局方法。
位置布局法主要用于接线 图、电气布置图等图样。
二、电气元器件的表示方法
1．电气元器件的基本表示方法
（1）集中表示法
集中表示法也称关 联表示法，是指在简图 中把表示一个项目的各 组成部分的图形符号绘 制在一起的方法。
参照代号通常标注在图形符号的近旁。 当图形符号垂直布置时，与图形符号相关 的参照代号常置于符号的左边；当图形符 号水平布置时，与图形符号相关的参照代 号常置于符号的上方。
不同厂家对汽车电路图中电 气设备或装置的识别标记也极具 自身特色，例如，部分厂家仅用 数字或用自己规定的字母与数字 的组合作为表示电气设备、装置 或部件相对于系统的标识符，然 后将主要电气部件列表给出。
（1）常用汽车电路图用图形符号
1）与连接相关的图形符号
2）与机械元件相关的图形符号
3）与开关相关的图形符号
4）通用元器件的图形符号
5）汽车用元器件的图形符号
（2）识读汽车电路图用图形符号的注意事项
1）在常用的汽车电路图形符号中，一部分属通用电气简图 用图形符号；一部分属汽车生产厂家根据自身器件的结构特点 或功能特性制定的具有企业特征的图形符号（非标准）。
如用字母“KF”表示晶体三极管，“RA”表示电 阻器和二极管，“PF“表示报警指示灯。
风窗玻璃洗涤液液位报警器电路图
2．辅助文字符号
辅助文字符号是指用 以表示电气设备、装置、 元器件以及线路的功能、 状态和特征的文字符号。
1-蓄电池 2-门控开关 3-室内灯 4-室内灯手控开关 5-示宽灯6尾灯 7-牌照灯 8-仪表灯 9-灯光开关
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启动发电机发电
图8-43 软件主流程图
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.3.1 制动能量回馈系统的结构 及主要研究内容
图8-46 再生——液压混合制动系统的结构
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.3.2 制动能量回馈的基本原理
B nA n n10 A D f1
n20 C
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
（5）打滑控制任务 （6）能量回收任务
调用系统函数 使用周期性报警
调用CAN总线接收信息函数 读入各buffer中的CAN信息
（7）CAN总线接收任务
按顺序将CAN消息中的数据信 息保存到数组CANData[10][8]
等待延时到期事件 清除延时到期事件
图8-25 CAN 总线接收任务
3. 整车控制策略 （1）串联型混合动力电动汽车的控制策略 ① “恒温器”控制模式 ② 发动机跟踪器控制模式 （2）并联式混合动力汽车的控制策略 ① 以车速为主要参数的控制策略 ② 以功率为主要参数的控制策略 ③ 采用优化技术的控制策略 ④ 以成本和燃油经济性为目标的控制策略
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
+ C37 + C38
5
-15w C28 WGND C27 +15w
+
C34 2
FGND
3
+ C48 + C41
5
-15w C29 AGND C32 +15w
+
C39 2
图8-9 模拟隔离电路电源电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（5）D/A模块
参考电源 地址、数据、 控制总线 F2812 XC95144XL D/A 转换器 运 放 ISO124 模拟隔离 DACOUT1 DACOUT2 DACOUT3 DACOUT4
充电电流
图8-39 充电器典型的充电过程示意图
8.2 电动汽车的能量管理系统
辅助充电器
电流瞬时采样 PWM发生 稳压调节 （误差放大） 电压采样 电压基准
图8-40 电流峰值控制模式框图
8.2 电动汽车的能量管理系统
3. 开关组件的设计
M1 G M2
Q1
D1 D2
Vcc Cd
Q2
GND
图8-41 由两个N MOS构成的双向开关
电动汽车运用技术
付主木 主编
机械工业出版社
第8章 电动汽车控制系统设计
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.1 动力总成控制器的功能分析
电机驱动 控制系统 成组接触器 电 池 管 理 系 统 加速 踏板 制动 踏板 变速器 挡位 钥匙 开关 汽车电器系统 PCU 主接触器 CAN总线
图8-14 CAN电源隔离模块及CAN总线收发指示灯电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（8）SCI串行通信模块
CS1 104 1 3 CS2 104 4 5 SCITXDA SCIRXDA SCIRXDA RS1 100 4 U22B 3 2 LVX14 U22A LVX14 11 10 C1+ C1C2+ C2T1IN T2IN VCC V+ VGND 16 VCC CS3 2 VCC CS4 6 VCC CS5 15 GND 104 104 104 5 9 4
NO
调用系统函数 终止自己
图8-20 刹车踏板周期采样任务
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（3）电子节气门开度采样任务 （4）油门踏板周期采样任务
开始 调用系统函数 使用周期性警报 开始采样
采样完成？
YES
NO
调用系统函数 发送油门信息 等待延时到期事件 清除延时到期事件
图8-22 油门踏板周期采样任务
图8-42 磁耦隔离驱动电路
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.4 能量管理系统的软件设计
系统初始化 采集电压、 电流、温度 数据显示（显示电 压、电流、温度等） 计算电池电量SOC
YES
NO
SOC>SOCH
NO
发动机 是否工作
YES
关闭发电机
SOC<SOCL
NO
YES
发动机 是否工作
YES
NO
数据池
执行层
算法库 操作库
接口层
图8-17 控制器软件的分层模型
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
2. 任务详细分析
调用系统函数 使用周期性警报 开始采样
（1）初始化任务
（2）刹车踏板周期采样任务
采样完成否？ YES
NO
刹车是否被踩下？ YES 调用系统函数 发送刹车信息 等待延时到期事件 清除延时到期事件
4. CAN总线通信软件设计
开始 初始化 NO
得到中断标志否？ YES 取命令字
发 送 数 据 文 件
发 送 数 据 串 处
接 收 数 据 文 件
接 收 数 据 串 处
接 收 控 制 参 数
发 CAN 控 制 器
结束
图8-32 CAN 节点通讯主程序流程图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.5 动力总成控制器硬件在环仿真系统
1 RX1 12 9
14 TXD2 T1OUT T2OUT 7 13 RXD2 R1OUT R1IN 8 R2OUT R2IN
CAN DB9
8 3 7 2 6 1
图8-15 SCI串行通信模块电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.4 动力总成控制器的软件设计
1. 软件构成
管理层
控制管理 诊断 通信
（4）剩余里程预测的算法
ua = 4.59 3600Wu ht hm - GfS - GiS SACD (km/h)
5. 能量管理系统中的故障诊断及运行防护
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.3 能量管理系统的硬件设计
1. 主充电器
输入电压 V12 VT 充电电压 A B IMAX IT IOCT C D E VCC F VF G V31
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
（8）CAN总线发送任务 （9）整车运行控制策略任务
等待CAN总线 信息发送事件 获取需要发送的信息
（10）电子节气门控制任务
数据处理，数据打包 调用CAN发送消息函数 NO
信息发送完全否？ YES
图8-26 CAN 总线发送任务
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
dGua du 1 Gfua Giua CD Aua Pe = ( + + + ) ht 3600 3600 76140 3600 g dt
3
3
8.2 电动汽车的能量管理系统
（3）电动汽车能量平衡方程式的建立
P = b 1 ht hm 3600 ( Gfua + Giua 3600 + CD Aua 3 76140 + dGua 3 du 3600 g dt )
图8-10 D/A模块工作原理图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（6）I/O量输入输出隔离模块
3.3V RP5 RP4 XINT3
IN34
IN34
Z14
RH4 U118 TLP521-2
XINT2
FGND
图8-11 I/O接口输入量隔离电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（7）CAN通信模块
（11）SCI通信发送任务 （12）刹车踏板中断服务程序
开始 接收数据 YES
需要开始发送数据？ NO
全局变量 SCISEND＝1
（13）SCI接收中断服务程序
NO
需要停止发送数据？ YES 全局变量 SCISEND＝0 退出
激活SCI通信 发送任务
图8-31 SCI 接收中断服务程序
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
5VC 1 C36 104 C37 104 + VCC RXO1 1A 1Y GND2 GND VCC TXD3 2A 2Y U7 07 6 RX1 5 3.3V 4 TX1 2 CANBAT GDN +V Vm 0V BOSOSS 4 3 C38 104
+ C39
104
RC6 250
CGND RED RC8 270 GEN RC7 270 3.3V
USB模块 SCI模块 RTC模块
图8-4 控制器硬件总体设计框图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
2. 控制器硬件系统各模块电路设计 （1）电源模块设计
+12 C39 FGND 1 PW5 IN+ OUT+ 3 VCC
+ C36
2 IN- OUTZUS6 1205
图8-5 12V 转5V 电路
+ C37
dSPACE
发动机模型 电机模型 电池模型 传动系模型 汽车动力学 模型 司机模型 操作 人员 PCU
PC监控 系统
图8-33 动力总成控制器HILSS结构
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.1 能量管理系统的主要功能
（1）对电动汽车电池组中的每块电池的端电压和 温度进行采集。 （2）随时预报电动汽车的续驶里程。 （3）电池需要充电时，及时报警，以防止蓄电池 过放电而影响其使用寿命。 （4）自动用好的电池替换坏的电池。 （5）合理分配各能量源在电动汽车上的使用，以 便达到节能的目的。 （6）综合考虑各电池的充电状态，确定何时该停 止充电。
3. DSP选型
图8-3 DSP系统的设计流程