基于POWERPC的32位純電動(dòng)汽車整車控制器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)的不斷加深與科技的不斷進(jìn)步，全球的科技工作者都在為解決能源危機(jī)而奮斗?？諝忪F霾嚴(yán)重，人類生活環(huán)境惡化，汽車工業(yè)對(duì)此有不可推卸的責(zé)任。為徹底解決能源和環(huán)境危機(jī)，發(fā)展純電動(dòng)汽車是最優(yōu)方法之一。根據(jù)我國(guó)環(huán)境與能源的“三縱三橫”戰(zhàn)略決策，將新能源汽車列為重要一環(huán)，發(fā)展新能源汽車重要的是三電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而整車控制器技術(shù)是新能源汽車最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。
　　本文基于 Freescale的MPC5634的32位芯片作為運(yùn)算核心，對(duì)高

2、性能、高速運(yùn)算的純電動(dòng)汽車整車控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，同時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車的四大控制技術(shù)（電驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電池管理系統(tǒng)技術(shù)、整車控制器技術(shù)、整車通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）深入分析。本文所研究的主要內(nèi)容有：
　?。?）基于純電動(dòng)汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行功能需求分析，設(shè)計(jì)整車 CAN通信網(wǎng)絡(luò)。分析通訊功能需求，在 SAEJ1393協(xié)議的基礎(chǔ)上，制定出汽車在應(yīng)用層和傳輸層的通訊協(xié)議，對(duì) CAN網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證 CAN網(wǎng)絡(luò)功能具有實(shí)時(shí)性和可靠性。

3、　?。?）利用protel軟件設(shè)計(jì)硬件電路，選擇freescale的32 bit的MPC5634作為整車控制器的芯片；通過對(duì)純電動(dòng)汽車通信需求分析，將控制器硬件分為信號(hào)采集模塊、底層驅(qū)動(dòng)模塊、CAN通訊模塊、以及VCU芯片模塊，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)；根據(jù)純電動(dòng)汽車的控制特性，整車存在電磁場(chǎng)干擾源，硬件設(shè)計(jì)增加多項(xiàng)抗干擾措施；同時(shí)對(duì) CAN通訊模塊等關(guān)鍵電路進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，增強(qiáng)控制器的可靠性。
　?。?）基于控制器的硬件電路設(shè)

4、計(jì)，對(duì)驅(qū)動(dòng)控制過程中的起步、加速、減速、制動(dòng)、倒車等控制邏輯詳細(xì)的分析，設(shè)計(jì)各個(gè)控制過程中的控制策略。純電動(dòng)汽車整車控制功能的需求特點(diǎn)，將車輛行駛分為6種不同的工作模式，針對(duì)不同的工作模式詳細(xì)描述，按照不同的控制邏輯條件進(jìn)行不同的模式切換。整車能量管理控制策略是車輛重要的控制策略，依據(jù)采集的SOC值設(shè)計(jì)不同的行車模式，提高能量的利用率，延長(zhǎng)電池的使用壽命。控制程序利用 AUTOSAR框架協(xié)議，對(duì)整車控制器軟件進(jìn)行分層和模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)每一

5、層的功能詳細(xì)分析并轉(zhuǎn)化為程序，實(shí)現(xiàn)整車控制器各個(gè)模塊的控制功能。利用 C語(yǔ)言在 CodeWarrior IDE軟件中對(duì)各個(gè)模式的控制策略進(jìn)行控制程序的編寫，完成整車控制器的各個(gè)模塊的控制功能。
　?。?）從整車控制器的安全性和可靠性的角度考慮，利用 MATLAB/Simulink建立各個(gè)行駛工況下的控制策略并建立模型，聯(lián)合 CRUISE仿真軟件驗(yàn)證分析控制策略和控制模型針對(duì)試驗(yàn)樣車的可行性和安全性。根據(jù)仿真試驗(yàn)結(jié)果，然后安裝整車進(jìn)