纯电动汽车整车控制策略 逻辑共108页文档
纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究
纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究一、本文概述随着全球对环保和能源问题的日益关注，纯电动汽车作为新能源汽车的重要分支，正逐渐成为汽车工业的发展趋势。
纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究是提升电动汽车性能、提高能源利用率、降低运行成本的关键。
本文旨在探讨纯电动汽车动力系统的参数匹配问题，包括电池、电机、电控等核心部件的选择与优化，以及整车控制策略的制定与实施。
本文首先将对纯电动汽车动力系统的基本构成和工作原理进行简要介绍，为后续研究奠定基础。
接着，将重点分析电池、电机、电控等关键部件的参数匹配问题，探讨如何根据车辆性能需求、运行工况等因素，合理选择和优化动力系统参数。
同时，还将研究整车控制策略的制定，包括能量管理策略、驾驶模式选择策略、安全性控制策略等，以提高整车的动力性、经济性和安全性。
在研究方法上，本文将采用理论分析和实验研究相结合的方法。
通过理论建模和仿真分析，研究动力系统参数匹配和整车控制策略的理论基础。
然后，通过实验研究和实地测试，验证理论分析的正确性和可行性。
将结合具体案例，分析纯电动汽车动力系统参数匹配和整车控制策略的实际应用效果，为相关研究和工程实践提供参考。
本文旨在全面研究纯电动汽车动力系统的参数匹配和整车控制策略，为提升电动汽车性能、推动电动汽车产业的发展提供理论支持和实践指导。
二、纯电动汽车动力系统参数匹配纯电动汽车动力系统的参数匹配是电动汽车设计中的关键环节，涉及到电池、电机、控制器等多个核心组件的选型与优化。
参数匹配的合理与否直接影响到整车的动力性、经济性和行驶里程。
电池是纯电动汽车的能量源，其性能参数直接决定了整车的续航里程和动力输出。
在电池参数匹配中，需要重点考虑电池的容量、能量密度、充放电速度以及安全性等因素。
同时，电池的体积和重量也是必须考虑的因素，以保证整车的设计合理性和操控性。
电机是纯电动汽车的动力输出核心，其性能参数决定了整车的动力性能和加速性能。
纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究
纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究摘要：随着环保要求的提升和电池技术的不断成熟，纯电动汽车逐渐成为了未来汽车发展的主要方向。
动力系统参数的合理匹配和整车控制策略的研究对于提高纯电动汽车的性能和续航里程至关重要。
本文通过对纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略的研究，可以为纯电动汽车的发展提供一些参考和借鉴。
关键词：纯电动汽车；动力系统参数匹配；整车控制策略；性能；续航里程1. 引言纯电动汽车是指完全依靠电能进行驱动的汽车。
相比传统的燃油驱动汽车，纯电动汽车具有零排放、低噪音、高能效等优势，因此备受人们关注。
然而，纯电动汽车的续航里程和性能仍然是制约其推广和应用的重要因素。
动力系统参数的合理匹配和整车控制策略的研究对于提高纯电动汽车的性能和续航里程至关重要。
2. 纯电动汽车动力系统参数匹配纯电动汽车的动力系统主要由电机、电池组、控制器和转速减速器等组成。
不同的动力系统参数配置会对纯电动汽车的性能和续航里程产生显著影响。
2.1 电机参数匹配电机是纯电动汽车的核心部件，其参数的选择将直接影响到汽车的性能和续航里程。
首先，要考虑电机的功率输出能力，以确保纯电动汽车具备足够的加速性能和爬坡能力。
其次，要合理选择电机的最高转速和最大扭矩，以满足纯电动汽车各种工况下的需求。
2.2 电池组参数匹配电池组是纯电动汽车的能源来源，其容量和能量密度的选择对续航里程至关重要。
较大的电池容量可以提供更长的续航里程，但也会增加整车的重量和成本。
因此，需要在综合考虑续航里程、重量和成本等因素的基础上，合理选择电池组的参数配置。
2.3 控制器参数匹配控制器是纯电动汽车动力系统的“大脑”，负责电机的控制和能量管理等功能。
控制器的参数设置直接影响到纯电动汽车的性能和能量利用效率。
合理选择控制器的参数配置，可以提高纯电动汽车的动力输出效率，进而提高整车的续航里程。
3. 整车控制策略研究整车控制策略是指对纯电动汽车的动力系统进行优化控制，以提高汽车的性能和续航里程。
新能源纯电动汽车整车上下电控制策略设计介绍
新能源纯电动汽车整车上下电控制策略设计介绍一、前言为了提高整车高压上下电安全，准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理，本文针对纯电动汽车动力系统结构，定义了基于CAN通讯的整车控制网络。
以整车安全性为主要参考量，设计了电动汽车整车控制器上电控制策略、下电控制策略以及紧急故障模式下对高压电紧急下电和低压电处理方法，为调试整车控制器及相应的高低压设备奠定基础。
电动汽车展示二、高压控制的重要性纯电动汽车(EV)以动力蓄电池组作为唯一动力源，以驱动电机作为唯一动力驱动装置。
蓄电池工作电压高达几百伏，当发生高压电路绝缘失效或短路等故障时，会直接影响驾乘人员的生命财产以及车载用电器的安全。
因此，在设计和规划高压动力系统时应充分考虑整车和人员的电气安全性，确保车辆运行安全、驾驶人员安全和车辆运行环境安全。
整车控制器(VCU)是纯电动汽车运行的核心单元，担负着整车驱动控制、能量管理、安全保障、故障诊断和信息处理等功能，是实现纯电动汽车安全高效运行的必要保障。
纯电动汽车上下电控制策略开发设计的目的在于：在已有整车动力系统结构的前提下，通过采集钥匙及踏板等驾驶员动作信号，并通过CAN总线、电池管理系统(BMS)及电机控制器(MCU)等子系统进行通讯，来控制整车高压上电、下电安全。
同时在上下电过程中，力求准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理。
目标车型钥匙门开关设置为两挡：OFF挡、ON挡；整车挡位设置为：前进挡(D挡)、空挡(N挡)、倒挡(R挡)。
表1为各主要部件缩略语及其定义。
表2为各变量名称及说明。
表1主要部件缩略语及其定义表2各变量名称及说明三、整车上下电控制策略1、整车模式说明基于钥匙门位置设置，进行上下电控制，实现整车控制系统初始化、自检、充电状态判断等功能。
目标车型整车控制器由低压蓄电池供电，其上电下电状态由仪表板上的低压开关进行控制。
整车模式分为外接充电模式、非充电模式和紧急停机模式。
纯电动客车整车控制策略研究
(3)结合整车电气原理图分析了VCU整车控制的电气架构,结合控 制器的功能,根据V字形开发模式,确定了整车控制器软件设计方 案。基于英飞凌32位高性能微处理器,完成了整车控制器底层代 码及控制策略代、制动能量回收控制策略、 整车安全控制策略、故障诊断及处理控制策略等。(4)基于加拿 大D&V平台搭建了整车控制器台架测试系统,利用VB开发环境开 发了上位机控制软件,对项目开发的整车控制器进行了台架试验。
结合纯电动客车实车,分析了纯电动客车控制系统架构以及动力 系统的布置,介绍了整车控制器的功能,对纯电动客车关键零部 件电机及其控制系统、动力电池组及其管理系统的工作特性及 常见故障类型进行了分析,为整车控制器控制策略的研究提供了 依据。(2)建立了纯电动客车整车MATLAB/Simulink仿真模型,主 要包括驾驶员模型、电机及控制器模型、电池模型、传动系统 模型、整车动力学模型等,并结合整车相关技术参数对续驶里程、 能耗、电压、电流等参数进行了分析,并依据加速踏板开度及其 变化率结合神经网络算法对驾驶员意图进行了解析,仿真结果表 明电机的实际输出转矩符合驾驶员的驾驶意图,整车操纵稳定性 好。
试验结果表明所开发的整车控制器能够很好的响应驾驶员的意 图,电机输出转矩平稳,没有冲击。(5)对开发的整车控制器进行 了静态测试和实车道路试验,验证了驱动转矩控制策略、制动能 量回收策略的有效性和可靠性,并对控制策略进行了优化,增加 了车辆的续驶里程。
纯电动客车整车控制策略研究
电动汽车整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)是电动汽车 的上层决策控制单元,负责协调驱动电机、动力电池、附件等各 部件的工作,具有提高纯电动汽车整车性能的作用。本文基于整 车控制器开发项目对纯电动客车整车控制器进行了相关研究,主 要内容如下:(1)分析了国内外整车控制器研究现状,跟踪了整车 控制器研究趋势。
整车控制策略
XXX项目VCU控制策略江苏新能源有限公司编制：____________审核：____________批准：____________Document NameVCU系统目录目录 2版本历史 (5)修订历史 (5)第1版 (5)文档简介 (6)文档目的 (6)使用对象 (6)文档构成 (6)信息获得 (6)需求文档 (6)术语 (8)定义 8VCU 整车控制器总成 (8)缩略语 (8)产品原理 (9)VCU系统原理图 (9)整车高压系统框图 (9)整车网络拓扑 (10)VCU输入输出列表 (10)电源管理 (12)VCU系统功能简介 (13)VCU功能汇总及功能描述 (13)高压上下电功能 (15)功能概述 (15)系统框图 (15)驱动高压上电功能描述 (15)驱动高压上电功能框图 (15)驱动上电功能 (16)驱动下电功能描述 (19)驱动高压下电功能框图 (19)驱动下电功能 (19)碰撞绝缘故障下电 (21)功能框图 (22)功能逻辑 (22)一般故障下电功能 (23)功能框图 (23)功能逻辑 (24)充电上电 (27)功能框图 (27)功能逻辑 (27)充电下电 (30)功能框图 (30)功能逻辑 (30)高压上下电仲裁功能描述 (31)充电工况的优先级高于驱动工况 (31)满足以下两个条件之一，则可以判断处于充电工况 (31)不在充电工况，满足以下任一条件，则处于驱动工况 (31)Document NameVCU系统驱动功能说明 (32)挡位识别 (32)功能框图 (32)功能逻辑 (32)驾驶模式识别 (34)功能框图 (34)功能逻辑 (34)滑行回馈功能 (36)功能框图 (36)功能逻辑 (36)制动工况回馈扭矩响应 (39)功能框图 (39)功能逻辑 (39)驱动扭矩控制 (41)功能框图 (41)功能逻辑 (42)扭矩解析功能流程图 (43)挡位防盗 (45)功能框图 (45)功能逻辑 (45)最高车速限制 (45)功能框图 (45)功能逻辑 (46)蠕行功能 (46)功能框图 (46)功能逻辑 (47)跛行回家 (47)功能框图 (48)功能逻辑 (48)坡起辅助功能 (48)功能框图 (48)功能逻辑 (49)高压互锁防护 (51)功能框图 (51)功能逻辑 (51)VCU控制高压互锁S+发送PWM信号（低有效、频率100Hz、占空比50%）进入条件： (51)VCU控制高压互锁S+发送PWM信号退出条件： (51)高压互锁功能执行动作： (51)碰撞防护 (52)功能框图 (52)功能逻辑 (52)真空泵控制 (53)功能框图 (53)功能逻辑 (53)热管理功能 (54)热管理系统框图 (54)高压散热功能 (54)功能框图 (54)功能逻辑描述 (54)空调加热功能 (55)Document NameVCU系统功能框图 (55)功能逻辑描述 (56)空调制冷功能 (56)功能框图 (56)功能逻辑描述 (56)动力防盗 (58)动力防盗功能 (58)功能框图 (58)功能逻辑描述 (58)附件管理功能 (60)DCDC管理功能描述 (60)DCDC管理功能概述 (60)DCDC管理功能示意图 (60)DCDC管理功能详述 (60)剩余里程显示功能 (62)剩余里程显示功能概述 (62)剩余里程计算功能示意图 (62)剩余里程计算功能详述 (62)剩余里程计算功能进入条件 (62)剩余里程功能计算 (62)剩余里程退出条件 (62)故障处理功能 (63)故障故障处理功能概述 (63)故障显示和处理功能示意图 (63)故障分级 (63)故障处理功能详述 (65)网关功能 (66)功能描述 (66)系统框图 (66)信号及报文路由 (66)通讯接口 (67)接口类型 (67)参数要求 (67)BootLoader功能 (67)产品技术参数 (68)特性参数 (68)信号定义 (69)CAN通信矩阵 (69)CAN网络诊断 (69)下线匹配 (69)Document NameVCU系统版本历史修订版本日期所有者描述修订历史第1版建立XXX项目VCU控制策略.Document NameVCU系统文档简介文档目的本文档描述XXX纯电动车型的VCU的硬件接口及所有逻辑策略。
纯电动城市客车整车控制策略研究
纯电动城市客车整车控制策略研究4.1整车控制系统及开发模式介绍纯电动汽车由整车控制器、电机及其控制器、动力电池、动力电池管理系统（BMS）、主减速器、辅助系统等组成。
其中辅助系统为空调系统、制动系统、转向电机及其控制器、、DC/DC等。
动力电池作为全车的能量源，为各个电器设备提供电能。
驾驶员通过整车控制系统达到对车辆的整体控制。
本章主要针对整车控制系统中的控制器和整车控制策略进行研究设计，纯电动车系统结构简图如图4-1所示[i]：图4-1 控制系统结构简图电动汽车整车控制器是整个电动汽车的核心部件，它采集制动踏板信号、加速踏板信号，及其它部件信号，并做出相应的判断后，控制下层的各个控制器(电机控制器、BMS等)工作，使汽车正常行驶，对于整体系统而言，整车控制器的设计直接涉及到电动汽车的稳定性、最终的动力性能和适应复杂工况的性能。
因此整车控制器的优劣直接影响到整车的性能。
整车控制策略直接影响到整车的动力性能，它决定了电动机的转矩输出，还会影响驾驶员的操纵感觉。
本文主要讨论能量分配策略和各种行车模式的控制策略。
4.1.1整车控制系统设计原则与功能分析整车控制器的设计必须综合考虑到各个方面的影响因素，以使其具有较长的产品生命周期，因此须遵循以下原则[ii]：（1）优先考虑系统的安全性和可靠性的设计，要有良好的电磁兼容性，要满足国家相关标准，能适应任何路况下的车辆振动和冲击；在纯电动汽车中,由于是大功率电机驱动,相当于是一个强干扰源，会对整车控制器产生很强的电磁干扰，因此这就要求整车控制器要有较强的抗干扰能力；（2）整车控制器能够在环境温度为-40℃至100℃的范围内可靠稳定地工作。
因为汽车使用环境恶劣，相对应的对车用电子设备也提出更高的要求；（3）综合分析功能需求，在功能验证和样车开发试制时尽可能多地采取软件实现，以增加系统变更时的灵活性，设计定型后综合考虑系统的可靠性和成本，设计软硬件；（4）硬件设计中，外围接口资源要冗余设计，以提供变更时的适应性；（5）控制策略与控制逻辑设计中，对异常状态尽可能多地采用报警提示、减少强制停机处理，特别要避免行车时的强制停车；（6）根据电池管理系统送出的故障信息及时调整电机驱动指令；在保证行车安全的前提下，避免电池受到损坏。
整车控制器(VCU)策略及开发流程
整车控制器（VCU）策略及开发流程一、VCU的作用与功能在电动汽车中，VCU是核心控制部件，它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。
此外，可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。
在完成能量和动力控制部分控制的同时，VCU还可以与智能化的车身系统一起控制车上的用电设备，以保证驾驶的及时性和安全性。
因此，VCU的设计直接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其他性能。
1、VCU主要功能1）整车能量分配及优化管理；根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整，以实现优化能量供给，延长车辆使用寿命，提高车辆运行经济性。
2）故障处理及诊断功能；对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作。
3）系统状态仪表显示；4）整车设备管理监控各设备运行状态，及时进行动态调整。
5）系统控制根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应，实时与数据库进行比对，对各节点进行动态控制。
二、VCU的结构VCU为纯电动汽车的调度控制中心，负责与车辆其他部件进行通信，协调整车的运行。
VCU系统结构，如下图所示。
其主要包含电源电路、开关量输入/输出模块、模拟量输入模块及CAN通讯模块。
1）电源模块从车载12V蓄电池取电，开关量输入模块接收的信号主要有钥匙信号、挡位信号、制动开关信号等；2）开关量输出信号主要是控制继电器，其在不同整车系统中意义略有不同，一般情况下控制如水泵继电器及PTC继电器等；3）模拟量输入模块采集加速踏板和制动踏板开度信号及蓄电池电压信号等；4）CAN模块负责与整车其他设备通信，主要设备有电机控制器（MCU）、电池管理系统（BMS）及充电机等。
三、整车通信网络管理整车系统通过CAN通信网络将各个子控制系统连接在一起。
整车系统通讯网络结构如下图所示。
VCU起到协调管理整个通信网络的功能，是各个子设备的通信服务端。
纯电动汽车整车控制的研究
纯电动汽车整车控制的研究本文着眼于在能源问题日益突出的背景下，如何将新能源技术应用于传统的汽车领域内，即以电动汽车为主要平台，并提出相应的控制策略。
换言之，本文并不是讨论新能源的制备、存贮与传输环节，而是较之传统领域的供能方式，利用新能源作为供能，其控制策略与传统方式相比较其较为特别之处。
我们选取了几种典型情景作为制定策略的前提，即启动模式、普通行驶模式等不同场合下的控制策略。
此外，包括近来的新能源汽车在内，越来越多的车辆已经配备了制动能量回收机制，我们认为该技术在某些场合下若辅以适当的控制策略确实能起到能源二次利用的效果，具有重要的节能减排意义。
最后阐述了现阶段推广新能源汽车对优化汽车产业结构的重大意义，并对其未来发展前景持积极乐观态度。
一、引言进入21世纪以来，寻找下一代更清洁、可持续开发的新能源已成为全人类的难题。
然而现阶段仍然是以石油、煤炭等为主要供能原料，这就催生了一系列新能源的探索与推广，例如在一向被认为由于大量燃烧石油排放尾气加重环境污染的传统汽车行业，电动汽车就以其独特的节能环保的优势引起越来越多的国家的重视。
发展以电能为核心能源的新能源汽车，制定合适的电动汽车控制策略已经成为未来汽车工业发展的一个重要方向。
控制策略是纯电动汽车电驱动系统的灵魂,为了使电动汽车达到理想的性能,采用优良的控制方法可以大大改善驱动电机的性能,弥补电机设计的不足。
电动汽车在行驶过程中,存在车载能量源电压、道路状况和驾驶模式多变等因素,为保证良好的驾驶特性和乘坐舒适性,对于驱动系统及其控制策略的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。
整体控制策略结构简图如下：图一整车控制策略图二、具体控制策略1.启动模式纯电动汽车起步过程细分为预起步阶段、正常起步阶段和有驾驶员参与起步阶段三个阶段。
其中，预起步阶段和正常起步阶段为车辆自动起步阶段。
预起步阶段驾驶员松开手刹或者刹车踏板，电机处于自由状态。
在坡度稍大路面时由于一开始电机无转矩输出不能克服起步阻力，因此，汽车出现轻微倒溜。