纯电动汽车整车控制器设计开题报告

开题报告
文献综述
1.1课题研究背景
众所周知，能源问题已不再是某个国家的问题，它已成为一个世界性的问题。

对于汽车行业来说，世纪年代的石油危机使人们认识到自然资源的有限性与合理利用自然资源、促进国民经济可持续发展的迫切性。

而伴随能源问题的出现，环境问题也日趋严重。

由于传统的发动机动力主要来自石燃料，并且排放的尾气中含有大量的有害气体，因此汽车及发动机的发展正承受着来自上述两方面的巨大挑战。

据统计年我国汽车保有量为万辆，低于日本的万辆汽车保有量，相当于美国亿辆汽车保有量的四分之一。

由此可见我国汽车发展的空间非常大。

汽车保有量的不断攀升，虽然给人类带来经济的繁荣，但同时也给城市带来了大气污染和汽车能源的压力。

面对如此严峻的形式，电动汽车的研究与开发引起了世界各国的关注。

电动汽车与传统汽车相比，具有以下优点：[1]
1.电动汽车与传统汽车相比，其最大的优点是能量利用率高，噪声低，对环境污少。

电动汽车的能源是由蓄电池提供的，而蓄电池的电能是由电网提供的。

电能可由太阳能、风能、核能、水能、潮汐能等新型能源提供，所以电动汽车不依赖于石油能源，减少了石油的消耗。

2.电动汽车的量转换率高，同时具有更快更精确的转矩控制能力。

电动汽车能量利用效率大大超过传统汽车。

电动汽车在运动中停车时不消耗能量，在制动时可回收制动能量，给蓄电池充电再次利用，从而提高了电动车辆的能量利用率。

3.电动汽车的结构比传统车辆简单，机械传动部件少，减少机械谁损失，并且驾驶员在操作时更加方便。

由于少了很多机械传动设备，使其维修很方便，节省了开支。

电动汽车除了在能源、环保和节能方面显示出优越性和具有强大的竞争力外，在车辆性能方面也显示出了巨大的优势。

电动汽车的转矩响应迅速、加速快，比燃油汽车高出个数量级，电机可分散配置，通过线控技术直接控制车轮转速，易实现四轮独立驱动和四轮转向[2]。

随着网络技术、信息技术和线控技术的广泛应用，智能交通系统（的实现也会变得非常简单。

电动汽车是20世纪最伟大的20项工程技术成就中前两项技术的融合，即“电气化”
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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
2.1 研究的内容
在全球环境污染与能源短缺的情况下，作为新能源汽车的代表，纯电动汽车凭借节约能源、低碳环保等优点，成为解决传统汽车所带来的环境污染和资源短缺等问题的有效途径，将成为未来主要的绿色交通工具与。

（1）研究电动汽车的结构类型，以及每个类型的特点，以及每个类型的现状确定种中类性适合与现在的发展情况。

（2）分析纯电动汽车整车控制器的设计要求。

（3）根据纯电动汽车的结构组成和需求分析，完成了整车控制系统的总体结构和方案设计。

2.2总体方案设计
电动汽车可分为三类即纯电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池电动汽车（PCEV）。

这三类电动汽车基本上可有六部分组成：底盘、车身、蓄电池组、电动机、控制器、辅助设施蓄电池。

基本由这六部分组成。

整车控制器的设计要求：直接向整车控制器发送信号的传感器包括：加速踏板传感器、制动踏板传感器和档位开关，其中加速踏板传感器和制动踏板传感器输出模拟信号，档位开关输出信号是开关量信号。

整车控制器通过向电机控制器、电池管理系统发送指令间接控制电机运转和电池充放电，通过控制主继电器来实现车载模块的上下电。

根据整车控制网络的构成以及对整车控制器输入输出信号的分析，整车控制器应满足如下技术要求：
（1）设计硬件电路时，应该充分考虑汽车恶劣的行驶环境，注重电磁兼容性，提高抗干扰能力。

整车控制器在软硬件上都应该具备一定的自保护能力，以防止极端情况的发生；
（2）（2）整车控制器需要有足够多的 I/O 口，能够快速准确采集各种输入信息，至少具备两路 A/D 转换通道用于采集加速踏板信号和制动踏板信号，应该具有多个开关量输入通道，用于采集汽车档位信号，同时应该具有多个用于驱动车载继电器的功率驱动信号输出通道；
（3）（3）整车控制器应该具备多种通讯接口，CAN 通讯接口用于与电机控制器、电池管理系统和车载仪表通讯，RS232 通讯接口用于与上位机通讯，同时预留了一个
RS-485/422 通讯接口，这可以将不支持 CAN 通讯的设备兼容，例如某些型号的车载触摸屏；
（4）不同的路况条件下，汽车会遇到不同的冲击和震动，整车控制器应该具备良好抗冲击性，才能保证汽车的可靠性和安全性。

整车控制器PCB电路设计架构
整车控制系的类型：纯电动汽车整车控制系统主要分为集中式控制和分布式控制两种方案。

集中式控制系统的基本思想是整车控制器独自完成对输入信号的采集，并根据控制策略对数据进行分析和处理，然后直接对各执行机构发出控制指令，驱动纯电动汽车的正常行驶。

集中式控制系统的优点是处理集中、响应快和成本低，缺点是电路复杂，
并且不易散热。

分布式控制系统的基本思想是整车控制器采集一些驾驶员信号，同时通过CAN 总线与电机控制器和电池管理系统通信，电机控制器和电池管理系统分别将各自采集的整车信号通过 CAN 总线传递给整车控制器。

整车控制器根据整车信息，并结合控制策略对数据进行分析和处理，电机控制器和电池管理系统收到控制指令后，根据电机和电池当前的状态信息，控制电机运转和电池放电。

分布式控制系统的优点是模块化和复杂度低，缺点是成本相对较高。

整车控制器的软件构架
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指导教师意见：
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年月日所在系审查意见：
系主任：
年月日。