智能汽车系统的电源设计

智能小车制作入门篇

智能小车制作入门篇最近接触了很多机器人爱好者，很多人都对机器人技术展示出了浓厚的兴趣，也在计划如何动手制作自己的第一个机器人。但是似乎很多的人都摸不到门路，只能是站在大门外满怀兴趣的向内观望，观望了一阵兴趣渐失只好叹口气走开…… 很多初学者可能都是看了一些视频或是现场的比赛，勾起了儿时的美好回忆，兴起了自己动手制作机器人的念头，很多人可能并不是嵌入式开发的业内人士，甚至没有听说过单片机、步进电机这些名词，看着别人满地乱跑的各种机器人，颇有无处下手的感觉。有的人一上来就准备做一个可以双足行走的人形机器人，可以平稳行走，可以靠摄像头来读取环境信息，可以语音识别，最好还可以变形…… ：—（

我的意见是：新手最好还是老老实实的从小车开始吧。人形机器人可以说是一个系统的大工程，不是一个人玩的起来的，而且资金上的投入也是不可计量的。一个人形机器人的成型产品最少要卖到几千块——要知道，你在开发过程中是不可能没有错误投入的。机器人小车技术上门槛较低，资金投入也少，市场上的各种产品和零配件的支持也较多，虽然简单，但可以实现的功能可一点也不少。我在这里凭自己的经验介绍一些自己动手制作机器人小车的基础知识，如果你是曾经自己动手做过的高手，那么你可以绕行，我这里介绍的都是为未入门者准备的最基本的理论知识和一些动手经验。那么现在我们开始，首先是理论部分——小车的控制结构。 [一]小车的整体控制系统小车是怎么来控制的？为什么小车判断出障碍物后可以自动的绕开？理论：控制工程——处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。包括对自动控制系统提出要求（即规定指标）、进行设计、构造、运行、分析、检验等过程。它是在电气工程和机械工程的基础上发展起来的。闭环控制：闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。开环控制：开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。一般稍微复杂一点的机器人小车都是闭环控制，也就是说它有一个反馈机制，会根据自己配备的各种传感器来读取环境信息，并且根据这些环境信息来决定自己下一步的行动，决定好后将行动指令发给执行系统，使机器人做出合适的动作。当然也有的机器人小车是开环控制，我就见过一个机器人小车配了一支笔，将机器人放在纸上，机器人一转，刷的一下在纸上画出一个圈来，当然由于摩擦力和机械误差等原因，画出来的圆圈可能不闭合，也可能不圆。不过人家阿Ｑ都说了：“孙子才画的圆呢……” 有点迷糊？没关系，其实简单一点说就是这样：机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。

制动系统匹配设计计算分解

制动系统匹配设计计算根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。制动系统设计的输入条件整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。表1 整车基本参数

表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:

式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。对前轮接地点取力矩，得：式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：

汽车电源设计的六项基本原则

汽车电源设计的六项基本原则大多数汽车电源架构需要遵循六项基本原则： ?１.输入电压VIN范围：12V电池电压的瞬变范围决定了电源转换IC的输入电压范围。 ?典型的汽车电池电压范围为9V至16V，发动机关闭时，汽车电池的标称电压为12V；发动机工作时，电池电压在14.4V左右。但是，不同条件下，瞬态电压也可能达到±100V。ISO7637-1行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图1和图2所示波形即为ISO7637标准给出的部分波形，图中显示了高压汽车电源转换器需要满足的临界条件。 ?除了ISO7637-1，还有一些针对燃气发动机定义的电池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的OEM厂商提出的，不一定遵循行业标准。但是，任何新标准都要求系统具有过压和欠压保护。 ?２.散热考虑：散热需要根据DC-DC转换器的最低效率进行设计。 ?空气流通较差甚至没有空气流通的应用场合，如果环境温度较高(>30°C)，外壳存在热源(>1W)，设备会迅速发热(>85°C)。例如，大多数音频放大器需要安装在散热片上，并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外，PCB材料和一定的覆铜区域有助于提高热传导效率，从而达到最佳的散热条件。如果不使用散热片，封装上的裸焊盘的散热能力限制在2W至 3W(85°C)。随着环境温度升高，散热能力会明显降低。 ?将电池电压转换成低压(例如：3.3V)输出时，线性稳压器将损耗75%的输入功率，效率极低。为了提供1W的输出功率，将会有3W的功率作为热量消耗掉。受环境温度和管壳/结热阻的限制，将会明显降低1W最大输出功率。对于大多数高压DC-DC转换器，输出电流在150mA至200mA范围

汽车电路系统设计要求规范

汽车电路系统设计规范一、制图标准的制定： 1．1电器符号的定义：电气图形符号、诊断系统图形符号世界各大公司所用不尽相同，我们根据ISO7639、DIN40900以及美、日主要汽车公司常用符号制定奇瑞公司的电气图形符号库，若有新的器

件没有相应的符号可以根据需要经电器部相关设计人员讨论通过后添加到该库里，以不断丰富更新符号库。

电路图的读图方式一般有正向读图和反向读图两种方法。正向读图一般是设计开发时计算电流分配，负荷计算时使用的一种思路、设计方法；反向读图一般是电路故障检修或优化局部电路时常用的方法，和正向读图方法基本相反。正向读图法：由电源——电流分配盒——保险丝——控制开关——控制模块输入——控制模块输出——线路分流——用电设备（执行机构）——地。二、整车电器开发设计输入根据公司开发车型的市场定位、级别以及市场相关车型比较,电器项目负责人编制出VTS（Vehicle Technical Specify）报公司审批，批准后的VTS表作为整车电器开发的设计输入，各专业组根据VTS要求编写详细的产品功能定义，技术要求。三、单元电路设计格式规范 3．1功能定义：①根据VTS的要求讨论并制定主要单元电路、电器件零部件组成，比如空调需要确定蒸发器结构类型、风门控制机构数量、传感器数量、电子调速器、压缩机类型、冷凝器类型等，并应开始编制初级 BOM表； ②电器件的额定电压、工作电压范围、额定功率的确定； ③额定工作电流、最大工作电流（电机阻转状态）、静态耗电电流的确定（≤3mA）。 3．2电路原理图：根据各单元的功能确定需要整车输入的哪些信号，输出哪些信号，信号的类型（触发信号，脉冲频率信号，高电平或者低电平信号），信号参数。控制方面应该考虑继电器控制还是集成电路控制，对于 CAN-BUS需确定该单元的控制信息，系统状态实时检测信息，以及故障检测信息需不需要在CAN上公布等。单元电路的设计输出

智能小车设计报告书

智能小车设计报告专业：电子信息工程技术学生姓名：史响林周博超朱雄王昌指导教师：张力完成日期：2014 年5 月24 日

目录 1 绪论 (3) 2 设计任务 (2) 2.1设计任务 (2) 3 设计方案 (3) 3.1任务分析 (3) 3.2方案框架 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1核心芯片模块AT89S52 (4) 4.2电机驱动电路设计 (4) 4.3超声波测距设计 (6) 4.4传感器测速的设计 (8) 4.5LCD1602显示模块 (9) 5 系统软件设计 (8) 5.1程序设计流程图 (8) 5.2关键程序设计 (8)

6 心得体会 (13) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 ........................................................... 错误!未定义书签。附录 3 程序清单 (17) 1 论绪智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。超声波作为智能车避障的一种重要手段，

以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了，当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时，汽车就会发出警报，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景，在科学考察中，有很多危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。采用AT89S52单片机模块作为小车的检测和控制核心；通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。本次试验利用单片机模块上的按键来控制小车的速度，方向，及在车体上面装有超声波测距模块利用LCD1602显示屏来显示测出来具体距离。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模

电动汽车的电池管理系统

电动汽车中的电池能量管理系统一、前言电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本；其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能

电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能电池能量管理系统随时参与整车检测工作，检测电池的工作状态，尤其对每只电池的技术状态进行检测分析，将检测的数据在车辆停驶，充电之前“通知”充电机，即“车与机”的对话。告诉充电机，电池组的工作状态及每只电池的技术状态，“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用什么样的充电模式给电

汽车车载系统的电源设计浅析

2014年第03 期随着我国经济建设的逐渐深入，我国汽车行业的发展速度越来越快，人们生活水平的大幅提高也使得人们对汽车内部车载设备的要求越来越高。由于汽车上面所涉及到的电子设备种类繁多，开关复杂，例如汽车上面装备有具有自动功能的感性负载，如雨刮器、电动车窗、电喇叭、感性线圈等等，这些电子设备在断电的瞬间都会产生很高的感应电动势，这种瞬间作用的感应电动势会直接作用到一些与蓄电池并联的器件上，从而造成电源串扰、瞬变过压等问题，以至于导致电子元件的故障破坏。因而，根据上述这些汽车电系的特点，普通的过压、过载保护已经难以适应要求，并且随着集成电路制造技术的逐渐成熟，车载电子设备正逐步朝着体积缩小化，重量减轻化，功率减小化的趋势发展，传统的电源也渐渐不能满足要求。同时，开关电源的出现以其独有的优势逐渐被广泛采用，尤其是在一些耗电量比较敏感的便携式电子设备中，基本都能见到开关电源的身影。而本文分别从12V 汽油车车载系统和24V 柴油车车载系统两种类型对电源设计进行简要阐述。1.汽车车载系统电源概况 1.1蓄电池主要作用1.1.1在发电机电压低或不发电(发动机处于怠速、停转状态)时，向车载用电设备供电。1.1.2当汽车上同时启用的用电设备功率超过了发电机的额定功率时，协助发电机供电。1.1.3在其存电不足及发电机负载不多时，将发电机的电能转换为化学能储存起来。1.1.4蓄电池相当于一个大电容，可以吸收电路中的瞬变电压脉冲，对汽车上的电气设备及电子元件起到了保护作用。1.1.5对汽车电子控制系统来说，蓄电池也是电子控制装置内存的不间断电源。1.2汽车车载系统对电源的要求1. 2.1要求蓄电池的内阻要小，大电流输出时的电压稳定，以保证有良好的起动性能。1.2.2要求蓄电池的充电性能良好、使用寿命长、维护方便或少维护，以满足汽车使用性能要求。1.2.3要求发电机在发动机转速变化范围内都能正常发电且电压稳定，以满足用电设备的用电需求1.2.4要求发电机的体积小、重量轻、故障率低、发电效率高、使用寿命长等，以确保汽车使用性能要求。2.汽车车载系统电源设计 2.112V 汽油车车载系统电源设计2.1.1分布式系统结构车载电源管理系统中，12v 稳压控制模块可用作12V 可控稳定电压和12V 常通电源。在这电源系统中，常通稳定电源主要功能是给一些车载电器进行供电，譬如仪表盘的时钟，某些需要供电的内存等等，汽车处于行驶状态下时，ECU 数字电路的电力主要来源于12v 可控稳定电压。另外，霍尔电流传感器的使用能够有效实现对蓄电池充电、放电过程的监视，并能大概估计出蓄电池的SOC 值。总体而言，汽车的电源管理系统中供应电能的形式主要是以电源通道的形式进行，其中，在每一个通道之内，都应该设计一个配套的智能继电器实现对其的有效控制。2.1.2基于智能继电器的电源通道设计所谓的“电源通道”，就是一种具有控制电流以及能够保护过电流的电能传输通道。而随着智能继电器在车载电源系统中的应用，电源通道的电流保护和电流控制等功能在某种程度上得到了有效的强化。目前，随着科技的发展，汽车电源系统中，传统的继电器已经渐渐难以满足对电流的有效控制，因而我们引入了模拟半导体功率器件（如IGBT 、MOS 场效应晶体管等等）。实际上，有些半导体功率器件甚至还能实现过热、过压和过电流等方面的保护功能，但由于其内部导通电阻相对较大，所产生的焦耳效应会伴随着大量的热量散失，所以，模拟半导体功率器件在车载大直流电源开关控制方面的应用目前还难以真正实现。因而，本设计所选用的是一种普通车载继电器，设计过程中，为辅助其运行，还特别设计了一个单片机控制系统，这一系统中主要包括电流检测电路、电压检测电路以及初级线圈驱动电路，当然，还有连接车载总线通信的总线接口。该设计结构中，为了保证智能继电器能够实现对检测电路上电流的实时保护，以及对总线电流大小形成过载保护，我们通常会在检测电路中设置低通运算和霍尔传感器两大部分来对电路进行放大。智能继电器主要是通过LIN 总线的设计保证与车载网络之间实现信息交换，而普通继电器的主要功能就是要一定限度内的过载电流确保分断，而如果是短路状况下形成的大电流，该继电器则难以发挥作用。正是因此，在短路保护结构设计中，往往还需要设置相关的短路保护器件，例如自恢复熔丝等等。2.224V 柴油车车载电源设计2.2.1正电源设计通过采用开关电源稳压转换器，在输入端接入24V 直流，使得输出端输出5V 直流。作为所输入直流电源的载体，供电线路设计上还需要设置滤波电路。为了保护电源芯片，防止电源接反和电源过压等情况的发生，往往要通过加二极管进行控制，输入端和输出端的电容是滤波电容，则在输出端要加上发光二极管DS1进行+5V 电源指示。2.2.2负电源设计一般情况下，通过采用开关电源转换器ICL7660AM JA ，能够容易实现-5V 电源。ICL7660的工作温度范围在-55℃至+125℃之间，输入电压范围在1.5V 至10V 之间，设计过程中，通过使用CMOS 工艺所制成的小功率、高效率的低压直流转换器，一方面可以保证由单电源到对称输出双电源转换的顺利进行，另一方面还能保证倍压和多倍压的输出。结语：未来，随着汽车逐渐成为大众商品，人们对汽车的设计要求不仅仅在于行驶功能，更多的在于内部舒适度、便捷度等各方面的功能指数，因而对于车载系统的研究迫在眉睫。汽车企业只有不断深入研究汽车车载系统的电源设计理论，并不断优化种电子设备的使用，才能在激烈的竞争中取得领先优势参考文献：[1]陈广洋,陆奎.基于STC 单片机的智能车载电源管理器设计[J].微型电脑应用.2009(01)[2]张新丰,杨殿阁,薛雯,陆良,连小珉.车载电源管理系统设计[J].电工技术学报.2009(05)[3]肖宁,吕盼稂,王余涛,竺长安.基于TEF6606车载收音机模块设计[J].微型机与应用.2010(08)作者简介：刘娟,女,汉,1979年10月出生,籍贯:湖南长沙，助教，湖南大学电气工程专业毕业，专业方向:汽车机电。汽车车载系统的电源设计浅析刘娟(长沙职业技术学院南院汽车工程系410111) 【摘要】随着我国汽车行业的高速发展,车载系统在汽车上的应用越来越频繁,许多车载产品,例如车载电视、车载点烟器在方便人们的生活之余,也逐渐成为人们汽车旅途上不可缺乏必需品之一。而车载系统中通常包括单片机和其他芯片,往往系统性能的好坏很大程度上都是由供电品质的好坏决定,因此,本文根据笔者的个人经验,主要就汽车车载系统的电源设计方面进行了简要介绍。【关键词】汽车;车载系统;电源设计 ● ◇电源与电流◇5

制动系统设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有

汽车照明电源设计

汽车照明电源设计摘要：汽车中大多采用LED 和CCFL 作为背光源，两种方案均需要特殊的供电电源。设计了LED、CCFL 灯源的供电方案，并给出汽车内部照明、背景显示以及外部照明等多种具体的应用电路，可用于汽车的内部和外部照明领域。这些汽车照明电源应用设计电路能够有效散热，并极大节省设计成本。关键词：MAXl6805 发光二极管(LED)和冷阴极荧光灯(CCFL)逐渐成为了汽车照明的普通光源。这些光源关键优势是具有较长的使用寿命和更高效率。白炽灯的典型寿命为10 000 h，而荧光灯可达50 000 h，LED 则高达100 000 h。使用寿命的延长提高了可靠性，减少了维护工作，降低服务成本。LED 还具有低工作电压、低电磁辐射、抗机械应力强、形状设计灵活、工作温度范围宽和亮度调节范围宽等特点。随着LED 技术的发展，用其取代其他电源技术的趋势更加明显，但是，就目前应用情况，CCFL 仍占据某些应用领域，如大屏幕背光以及那些需要大功率非聚焦光源的场合。CCFL 和LED 光源需要适当的供电电源，而且，不同技术具有不同的特殊要求，电源必须提供特别的应用和功能。这里，针对不同的汽车内部和外部照明装置，为LED 和CCFL 光源提供了多种电源解决方案。 1 汽车内部照明汽车内部照明应用包括仪表盘和仪表盘背光、顶灯和地图灯、安装在门上或车体上的开门灯以及背光。所有内部的照明应用都可使用 LED 作为光源。地图灯和顶灯通常使用一个高亮度LED，仪表盘和开门灯通常需要一个以上的LED 串联实现。串行连接有利于避免不同LED 的电流(对应颜色)失配。所有应用都需要一个集成了亮度调节功能的恒流源。1．1 基于MAXl6800 的汽车内部照明设计图1 为MAXl6800 典型的调光应用电路。

基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发.

基于MAT LAB 的汽车制动系统 3 设计与分析软件开发孙益民(上汽汽车工程研究院【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件。该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间, 提高设计效率。并以上汽赛宝车为例, 对该软件的可行性进行了验证。【主题词】制动系汽车设计统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把 1引言制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。其具体实施过程如图1所示。 3软件开发

与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。3. 1车辆参数输入根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。 3. 2预演及主要参数确定在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了 2汽车制动系统方案设计流程的优化从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系收稿日期:2004-12-27 3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。

汽车导航系统电源设计

汽车导航系统电源设计现代汽车不断增加越来越复杂的电子系统。市场调研公司Allied Business Intelligence 预测，到2007 年，汽车半导体市场将增长到一年超过170 亿美元，而去年这一市场为123 亿美元。另一家市场调研公司Strategy Analytics 也持有同样乐观的看法：目前在一般的汽车中，电子系统成本占总成本的20% 多，但是到2008 年，这一比例将增长到超过30%。防撞雷达、自适应巡航控制、轮胎压力监视、导航系统、免提蜂窝电话和其它无线连接以及生物识别访问系统都是这些电子系统的具体例子。不过，一个有极大增长的领域是基于DVD/HDD 的导航系统。这类系统1997 年推出，预计2005 年全球销量将超过1300 万台。就任何类型的电子产品而言，汽车应用环境都一直是非常严酷的，这并不让人感到意外。宽工作电压范围要求加上高瞬态电压和大的温度变化给电子系统很大的难题。更严重的是，性能要求不断增高，而且系统不同的部分需要多种不同的电源电压。今天生产的大多数中高档汽车都将基于DVD 的GPS 导航系统作为标准设备提供。然而，设计一个处理这类系统中所有不同电压轨的电源可能像为笔记本PC 设计电源系统一样复杂。一般的导航系统可能有 6 个或更多不同的电源，这包括 8V、5V、3.3V、2.5V、1.5V 和 1.2V 电源。8V 用于为旋转光盘的DVD 电动机供电，这通常需要高达2A 的峰值电流。5V 和 3.3V 电源轨一般用于系统总线，通常需要分别提供2A ~ 3A 的电流。存储器和I/O 都需要 2.5V 电源轨，因此1A ~ 2A 的电流足够了。1.5V 和 1.2V 电源轨分别用于为CPU 内核和DSP 内核供电。这两个轨的功率通常分别为3W~5W。考虑到这些限制因素，一个开关稳压器用于汽车导航系统时，需要具有以下特点：●宽输入工作范围●在宽负载范围内的高效率●在正常工作、备用和停机

车载智能化电源管理系统的研究

车载智能化电源管理系统的研究摘要：伴随汽车工业现代化水平的提高，车载设备的数量与信息化水平都在不断提高，这就是车载设备消耗功率有了很大的提高，这就给车载电源的供电能力提出了更高的要求。因此，为了保证车辆的安全稳定运行，就需要提高车载电源的供电稳定性，这要求设计人员一方面能够继续提高车载电源的电源容量水平，另一方面也需要通过设计安全可靠的智能化电源管理系统来协调车载电源复杂的供电工作。接下来，本文将从车载智能化电源管理系统的设计原理以及系统组成等方面入手，旨在为我国汽车工业的发展提供一点建议。关键词：智能化电源管理系统信息交互应用一、智能化电源管理系统概述伴随汽车工业的发展，汽车的设计理念经历了不断更新与完善，当前对于汽车的各功能设计来说，行业上已经达成共识，要以安全性为第一要点，行驶性为第二要点的同时，需要注重设计中的人性化。因此，作为汽车系统重要组成部分的智能化电源管理系统而言，需要达到以下功能目标。（1）电源系统的保护功能，实现对于整车电源的有效保护，当出现短路、过电流故障时，能够及时切断车载电源回路，从而保护系统。（2）实现对于车载电池荷电状况的SOC检查，完成电量状况的实时监控，及时通知用户进行充放电，从而保证电源稳定性。（3）完成对于汽车静态状态下电流控制，保证汽车能够在长时间停放后保证启动的最低电量要求，从而延长汽车必要情况下的停放实践。（4）与汽车其他组成部分实现信息交互，从而帮助用户更好的了解汽车整体状况。（5）实现对于车载电源故障问题的智能化诊，为汽车故障维修提供信息。二、智能化电源管理模块的功能要求为保证车载智能化电源管理系统能够正常发挥功能，需要按照实际的功能需要划分电源管理系统的电源管理模块，具体来说主要有以下六个划分模块。（1）电池健康度估算模块（SOC），主要是根据车载电源系统中电池的运行电压、电流、电池温度以及运行时间等基本参数来进行合理计算SOC的值；（2）通过监控元件实现车载电池运行状况的实时监控，监控内容主要有电池的充放电过程、电池运行的温度、电池运行的安全状态等；（3）实现对于电池常见故障的智能诊断，并在必要情况下及时切断电流，实现有效的安全保护与失效控制；（4）智能化电源管理系统的自检与诊断功能，对于系统自身状况的检验，记录各种故障信息，为检修提供方便；（5）通过自动化控制功能，实现电源系统内电池的充放电均衡功能；（6）实现与汽车内其他控制系统的信息交互。三、智能化电源管理系统的应用 3.1过电流、短路的保护功能车载智能化电源管理系统的过电流保护原理如下。电源管理系统针对电源系统内各个需要进行电流检测的关键位置进行正常工作电流的估算与实际测量，从而收集得到电流值I初，为根据过载电流主要是指长时间通电回路，过载电流设定过电流倍数 K，那么在实际情况的电源系统工作中，电源管理系统对电源通道的电流状况进行采集得到了实际电流I实，当I实大于I初时，那么智能化电源管理系统就会判断电源出现过载电流，从而控制电源系统内部的继电器断开电流。而针对电源内部的短路保护功能，在设计上则比较简单，与传统电源管理系统相似，同样都是通过保险丝的应用就可以完成短路保护，当电源系统回路中出现短路故障时，保险丝会第一时间熔断，从而起到保护系统的作用。但是相比之

轿车鼓式制动器设计毕业设计

第1章绪论 1.1制动系统设计的意义汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定汽车制动器的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。 1.2制动系统研究现状车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至零，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价：（1）制动效能:即制动距离与制动减速度； 1

（2）制动效能的恒定性：即抗热衰退性；（3）制动时汽车的方向稳定性；目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1.3制动系统设计内容（1）研究、确定制动系统的构成（2）汽车必需制动力及其前后分配的确定前提条件一经确定，与前项的系统的研究、确定的同时，研究汽车必需的制动力并把它们适当地分配到前后轴上，确定每个车轮制动器必需的制动力。（3）确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数制动器必需制动力求出后，考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间，选定制动器的型式、构造和参数，绘制布置图，进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。（4）制动器零件设计零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定，进行工作图设计。 1.4制动系统设计要求制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图 2

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。