混合动力Start_Stop控制策略对整车排放影响的研究_梁海波

第29卷第2期

2008年4月内　燃　机　工　程Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineering Vo l .29No .2

A pr .2008

收稿日期:2007-08-06

作者简介:梁海波(1980-),男,博士,主要研究方向为混合动力排放,E -mail :liang hb @https://www.wendangku.net/doc/572612280.html, 。

文章编号:1000-0925(2008)02-015-04

290022

混合动力Start /Stop 控制策略对整车排放影响的研究

梁海波1

,高卫民1,2

,朱　军2

,王晓明

3

(1.同济大学汽车学院,上海201804;2.上汽股份汽车工程研究院;3.泛亚汽车技术中心有限公司)

Study on Influence of Start /Stop Control Strategy of HEV on Vehicle Emission

LIANG Hai -bo 1,GA O Wei -min 1,2,ZHU Jun 2,WANG Xiao -ming 3

(1.College of Automobile ,Tongji Univer sity ,Shang hai 201804,China ;2.The Auto mo tive Engineering A cademy ,SA IC Mo to r Co rporation ;

3.Pan Asia Technical Automo tive Center Co .,Ltd .)

A bstract :The influence of o xy gen co ncentration and tem perature o n the conversion efficiency of cata -ly tic converte r w as analyzed by ex aming the transient emission in NEDC (new European driving cy cle ).The results show that the emission of H EV w as w or se than that of co nventio nal vehicles w hen restarting the en -g ine since the conversion efficiency o f cataly tic conv erter reduces due to increase of oxy gen co ncentratio n and decrease o f cataly st temperature during the DFCO (deceleration fuel out off )process and autosto p

摘要:通过研究N EDC 循环工况下整车的瞬态排放情况,分析了减速断油及怠速停机过

程中,氧浓度及温度的变化对催化器转化效率的影响。试验结果表明,减速断油过程中,由于没有燃油喷射,新鲜空气被直接排入排气管,造成排气管内氧浓度的增加,并且,减速断油及怠速停机会造成排气管及催化器温度的降低,造成催化器转化率的下降,使发动机再次起动后排放恶化。关键词:内燃机;混合动力;瞬态排放;催化器;转化效率

Key words :IC engine ;HEV ;t ransient emission ;cataly tic converter ;

conversion efficiency

中图分类号:T K 46

文献标识码:A

0　概述

近年来,国内外的高油价引发了人们对于未来能源安全的担心,各国政府及全球各大汽车生产厂商纷纷加大投入新能源汽车的开发,但在诸多新能源汽车解决方案中,成功实现产业化的只有混合动力汽车。为解决成本与效益之间的矛盾,将会有越来越多的汽车厂商采用低成本起/停模式的混合动力方案[1]。

起/停模式作为混合动力汽车控制策略的重要组成部分,对燃油经济性的改善相当显著。但是,频繁地起/停发动机会对排放产生影响[2],尤其在拥堵

的城市路况下的怠速停机,这是因为催化器的温度

在怠速停机过程中不断降低,同时,由于在减速断油DFCO (deceleratio n fuel out off )及怠速停机过程中,空气中的氧气会进入排气管内,造成催化器内氧气浓度的增加,而催化器的温度及其氧浓度都是影响排放的关键因素[3～7]。本文研究了轻度弱混合动力汽车DFCO 及怠速停机过程对整车排放的影响。1　试验路况循环及试验条件

试验采用的车型为轻度混合动力汽车,可以实现怠速停机、加速助力、智能充电、制动回收等功能,在NEDC 循环工况下可以节油15%,在起停更为频

DOI :10.13949/j .cn ki .nrjgc .2008.02.001

内　燃　机　工　程2008年第2期　

繁的城市工况,节油效果会更加明显。但是频繁地起/停发动机会对整车排放产生影响。针对这一情况,本文着重通过试验,研究了DFCO 及怠速停机过程对催化器转化效率的影响。

试验在排放轮鼓试验台上进行,用于试验的路况循环为NEDC 循环,NEDC 循环由4个ECE (eco -nomic commission of europe driving cycle )循环和一个EUDC (ex tra urban driving cy cle )循环组成。为了研究瞬态排放结果,采用AVL 公司的模态尾气采集设备,分别采集催化器前后两端的尾气,并在催化器前后两端排气管处分别安装了氧传感器,利用ETAS 公司的LA4Lambda M ete r 来采集排气的氧浓度,同时,为了测量排气温度,分别在催化器前后两端排气管及催化器本体上安装K 型热电偶,热电偶直径1mm ,且去掉前端绝缘层,最大限度地保证热电偶的响应时间。试验的示意简图见图1

。

图1　试验布置简图

2　试验结果及分析

受尾气采样柜采样精度所限,采用每秒钟1个点的采样频率,数据记录台可以提供N EDC 循环工况下的车速、催化器前后端各排放物的瞬态浓度、质量以及各个温度测点的瞬态值。同时,利用CAN 总

线工具CAN aly zer 测取总线信号如车速、发动机转速、节气门位置、瞬时喷油量、进气量等,采样频率为50ms ,LA4Lambda Meter 采集排气管内氧浓度,采样频率同样取为50m s 。由于采用了不同设备测量不同的物理量,必须对各数据量的时间轴进行标定,以保证各物理量的同步性。2.1　同步性标定及分析

通过标定CANalyze r 记录的车速与排放试验室数据记录台记录的车速,使两者在每秒的数值保持

一致,进而建立起两种数据记录间的对应关系,对

LA4Lambda M eter 记录的氧浓度,取数值从21%变化到0时刻作为发动机点火时刻,这样,保证了3种记录数据的同步性。

图2为车速、发动机转速、喷油量及氧浓度之间的相互关系。从图中可以看出,在第1个ECE 循环过程中,没有出现怠速停机的情况,可能是由于电池SOC (state of charge )值太低,不能满足停机要求,在第2个ECE 后,当车速为零时,发动机转速也为零,实现了怠速停机的功能;另外,在某些减速段过程中,发动机停止喷油,即减速断油DFCO 。减速断油过程的实现与车速、档位等有关,在图2中,每当出现DFCO 过程时,氧浓度便会急剧升高,达到21%左右。在此过程中,由于没有喷油,新鲜空气通过进气道进入气缸而后流经排气管,对催化器起到冷却作用加之氧浓度的提高,对催化器转化效率产生了影响。

图2　N EDC 循环下各参数之间的关系

2.2　循环累积排放量

累积排放量是研究瞬态排放的有效方法,从中可以看出排放值激升时刻,并进一步找到其原因。图3～图5分别为H C 、CO 、NO x 的累积排放量,可以

看出,H C 、CO 的累积排放量在发动机再次起动后的加速过程中增加明显,尤其是CO ,而NO x 在高速段时,累积排放会有较大的提高。造成这些现象的原因很多:与传统车类似,在加速段,由于过浓喷油及发动机转速的提高,使得HC 、CO 排放恶化,同时,HC 、CO 的增加有助于NO x 的转化:与传统车不同的是,由于存在减速断油及怠速停机,造成了氧浓度及温度的变化,必然影响排放物的转化效率,使得混合动力车在重起动后的累积排放值比传统车增加明显。

图3　HC 累积排放量

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2.3　催化剂温度变化

催化剂的起燃温度对其转化效率有着至关重要的影响。冷起动过程中排放恶化也是由于催化剂没有达到起燃温度,催化剂转化效率低造成的。强混合动力汽车由于存在一段纯电机驱动过程,此时,汽车完全由电机驱动,发动机不参与工作,这导致催化剂温度下降,如果纯电动驱动时间过长,会使催化剂温度降到起燃温度以下,发动机重新点火燃烧后,排放恶化。因此,不少厂家都采用电加热催化器来保证这段时间内的催化剂温度不会降到起燃温度以下。轻度混合动力汽车不会出现纯电机驱动很长时间的情况,因此,

催化剂温度下降不明显,但是,由于存在减速断油、电机平顺、怠速停机等功能,催化剂的温度也会因此下降。

图6　N EDC 工况下各测点温度变化情况

图6为4个测点的温度在N EDC 循环工况下的变化情况。其中,T 1为催化器前排气管内温度,T 2为前催化器载体温度,T 3为后催化器载体温度,T 4为催化器后排气管内温度,测点示意图见图1。从图6中可以看出,在DFCO 过程中,由于排出的为新鲜

空气,T 1、T 4的值明显下降,而在怠速停机过程中,

由于没有排气,强制对流换热减弱,温度下降并不明显;T 2的波谷较之T 1有延迟,T 3的波谷较之T 2又有延迟,这是由于在反应初期,排气热量大部分被催化器前段吸收,随着反应的进一步进行,前部反应所放出的热量流向后部并被后部载体吸收,因此后部的温度要高于前部温度,加之催化器载体热容量较大,热量的吸收和释放需要一个过程,因此T 2、T 3的值较T 1有所延迟。2.4　排放物转化率的研究

对于冷启动过程中的H C 、CO 转化率的问题,本文主要研究DFCO 及怠速停机过程对催化器转化效率的影响。通过上面的分析可知混合动力汽车的DFCO 及Star /S top 功能会降低催化器的温度并使氧浓度增加,由于NEDC 循环工况DFCO 及怠速停机过程时间较短,催化器温度并没有降到起燃温度以下,为了更进一步给出造成排放恶化的原因,截取

NEDC 循环工况其中的一个ECE 循环进行研究,并且保证所取的ECE 循环存在DFCO 及怠速停机过程。

图7　HC 转化率变化情况

图7为191～386s 的ECE 循环下的H C 的转化率情况。从图7可以看出,如果怠速停机前没有DFCO 过程,催化剂温度下降幅度较小,并且在怠速停机过程中,由于存在残余废气,氧浓度数值较小,在发动机重新启动过程中,电机驱动发动机,氧浓度突然上升,此刻流经排气管的为新鲜空气,虽然氧浓度的增加有助于HC 的催化反应,但由于流速及H C 浓度双双增加,加之温度下降,致使HC 转化率不升反降;如怠速停机过程前存在DFCO 过

程,氧浓度在DFCO 过程中达到最大值,当DFCO 过程结束,氧浓度会慢慢降低,这主要是由于排气管内存在残余废气慢慢扩散而致。在停机后的加速过程中,H C 的转化率都会有下降,这主要是由于转速升高,流动加快加之发动机排出的H C 浓度较高,部分H C 来不及反应,而且,由于DFCO 的作用,催化剂的温度下降幅度较大,虽没有低于起燃温度以下,但从图中可以看出,H C 转化率的波谷

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对应于催化剂温度的波谷,说明温度的下降也会造成H C 转化率的下降。

图8为191～386s 的ECE 循环下CO 的转化率,CO 趋势与H C 基本一致。从图8中可以看出,DFCO 过程中,CO 转化率下降明显甚至会出现负值。这说明催化器后端排放值要高于前端,此现象是由于DFCO 过程中,发动机缝隙中的HC 被带到催化器内进行反应,生成了CO ,虽然氧浓度此时很高,但由于排气温度很低,致使H C 未被完全氧化成CO 2,在加速过程中出现的转化率为负值的情况是由于喷油量过浓,部分缸内未燃烧的燃油在催化器内反应生成不完全氧化产物CO 的结果

。

图8　CO 转化率变化情况

图9为NO x 的转化率。可以看出,NO x 转化率与氧浓度有着直接的关系,氧浓度增高,NO x 转化率

降低,DFCO 过程由于缸内无燃烧,排气中只含有缸内及排气管内残余的NO x ,加之氧浓度较高,转化率也有所下降

。

图9　N O x 转化率变化情况

3　结论

混合动力汽车的控制策略对N EDC 循环工况下混合动力汽车的瞬态排放时催化器的转化效率的影响主要表现在:

(1)怠速停机造成催化器温度下降,加之残余废气附着在气缸、排气管及催化器内,造成发动机重起动后催化器转化效率降低。

(2)DFCO 过程由于喷入新鲜空气,使催化器内温度下降,氧浓度升高,从而影响排放物的转化率,其中对NO x 的影响最大。参考文献:

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Glenn B ,W ashington G ,Rizz oni G .Operation and control s trategies for hybrid electric au tom obiles [C ].SAE 2000-01-1537.[2]GH ands T .Cambu stion produ cts introduction [C ].Shanghai :T ransient Emission Sem inar ,2005.

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Liu Z J ,H offmanner A L .Ex hau st transient tem perature re -spon se [C ].SAE 950617.

(编　辑:孔　毅)

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纯电动汽车整车控制器的设计

纯电动汽车整车控制器的设计 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传 统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电 动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科 技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提 供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文 从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能 量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控 制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车 辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车 控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内 各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核 心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对 整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车 通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行 驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统 发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传 输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实 时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节 点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟 踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系 统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成 了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计

纯电动汽车整车控制器(VCU) 专利调研报告(专利汇总)

纯电动汽车VCU专利调研报告

目录 1文档介绍 (1) 1.1文档目的 (1) 1.2适用范围 (1) 1.3读者对象 (1) 1.4所有权声明 (1) 1.5报告修改记录 (1) 2 VCU专利介绍 (2) 3 硬件电路相关专利 (3) 3.1一种电动汽车的整车控制器上下电控制电路及整车控制器 (3) 3.2基于无线通信的整车控制器 (5) 3.3电动汽车整车控制器电源自保持系统 (5) 3.4一种电动汽车智能整车控制器 (6) 3.5一种电动汽车智能整车控制器 (8) 3.6用于整车控制器的过压保护电路 (9) 3.7输入端高低电平可调的电动汽车整车控制器 (10) 3.8一种整车控制器的电源管理电路及其控制方法 (10) 4 控制方法相关专利 (12) 4.1整车控制器自检方法 (12) 4.2一种电动汽车最高车速控制方法及整车控制器 (13) 4.3一种用于整车控制器的扭矩滤波控制方法 (14) 4.4一种纯电动车整车控制器充电电流计算方法 (15) 4.5电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器 (16) 4.6驻车控制方法和整车控制器 (17) 4.7电动汽车防误启动控制策略 (18) 4.8纯电动汽车起步蠕行及防溜坡策略 (19) 4.9一种电动汽车剩余里程的二次处理算法 (20) 4.10纯电动汽车能量回收再生制动控制方法 (21) 4.11电动汽车上坡起步控制方法 (22) 4.12纯电动汽车防溜坡控制方法 (23) 4.13一种电动汽车的怠速控制方法及装置 (24) 4.14纯电动汽车水泵的控制方法 (25) 5 VCU测试相关专利 (27) 5.1一种整车控制器的测试系统及方法 (27) 5.2一种整车控制器下线检测装置 (27) 5.3一种整车控制器的在环仿真测试系统及测试方法 (28) 5.4一种整车控制器环境模型生成方法及系统 (29) 6 VCU外观相关专利 (31) 6.1电动汽车整车控制器PCB电路板 (31) 6.2电动汽车整车控制器PCB电路板 (31) 6.3整车控制器 (32)

纯电动汽车整车控制器的设计

纯电动汽车整车控制器的设计 发表时间：2019-07-05T11:27:03.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：王坚 [导读] 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。 （柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州 545007） 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计 （一）整车控制器结构设计 整车控制器的硬件结构根据其基本的功能需求进行设计，如图1所示。支持芯片正常工作的微控制器最小系统是整车控制器的核心，基础的信号处理模块，CAN通信与串口通信组成的通信接口模块，以及LCD显示等其他模块分别作为它的各大功能模块。 图1 整车控制器硬件结构图 （二）整车控制器硬件设计 从功能上可以把整车控制器分为6个模块。 1）微控制器模块：本设计选用美国德州仪器公司TI的数字信号处理芯片TMS320F2812为主控芯片，负责数据的运算及处理，控制方法的实现，是整车控制器的控制核心。此芯片运算速度快，控制精度高的特点基本满足了整车控制器的设计需求。TMS320F2812的最小系统主要由DSP主控芯片、晶振电路、电源电路以及复位电路组成。 2）辅助电源模块：由于整车控制器的控制系统中用到多种芯片，所以需要设计辅助电源电路为各个芯片提供电源，使其正常工作，因此输出电平有多种规格。采用芯片LM317、LM337可分别产生+5V和－5V的供电电压。 3）信号调理模块：输入整车控制器的踏板信号是1～4.2V模拟电压信号，TMS320F2812的12位16通道的A/D采样模块输入的信号范围为0～3.0V，因此需要对踏板输入的模拟电压信号进行相应的调理运算，以满足DSP的A/D采样电平要求。选用德州仪器的OPA4350轨至轨运算放大器，在输入级采用RC低通滤波电路与电压跟随电路以滤除干扰信号，减小输入的模拟信号失真。开关信号先经RC低通滤波电路滤除高频干扰，再作为电压比较器LM393的正端输入，电压比较器的负端输入接分压电路，将LM393的输出引脚外接光耦芯片，在起到电平转换作用的同时，进一步隔离干扰信号，提高信号的安全性与可靠性。 4）通讯模块：TMS320F2812具有一个eCAN模块，支持CAN2.0B协议，可以实现CAN网络的通讯，但是其仅作为CAN控制器使用。选用3.3V单电源供电运行的CAN发送接收器SN65HVD232D，其兼容TMS320F2812的引脚电平，用于数据速率高达1兆比特每秒（Mbps）的应

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混合动力电动汽车控制策略优化

混合动力电动汽车控制策略优化 混合动力电动汽车其中一个非常重要的技术是控制策略，文章对混合动力汽车控制策略进行了分类及分析，指出混合动力汽车的控制策略的缺点和不足，需要进一步优化，整车性能会受到动力系统匹配参数和控制策略参数二者的共同影响，提出一种结合了遗传算法和模拟退火算法二者的优化算法。 标签：混合动力电动汽车；控制策略；优化 1 概述 对于不同类型的混合动力汽车，已经研究出来很多不同种类的控制策略，但是对于所有类型的混合动力汽车来说，控制策略的参数优化有着很大的共通。一般情况下，都是根据以往的经验来设定一套大概的值，然后进行参数的微调找到最合适的参数。然而这种尝试的办法很难锁定最佳的参数搭配方案，因此在参数优化的过程中就使用优化算法来解决问题。 2 控制策略的分类 2.1 基于规则的能量管理策略 2.1.1 逻辑门限值控制方法。通过阈值的设置来限制发动机的有效工作范围，控制发动机和电池在高效率范围内工作。该算法简单易实现，应用较普遍。此种策略中要提前设置阈值，所以造成控制系统较难随时匹配实际的情况和参数的改变，同时也忽略了电机的效率情况，所以这种静态控制策略并不是最优的。 2.1.2 基于模糊控制的智能型控制策略。该策略来源于人类的思维方式，提取被控系统的定性和定量信息，通过推理来控制一些很难模型化的系统。由于不能够模型化，所以设计者通过自己以往的经验来提炼规则。 2.2 瞬时优化控制策略 对于不同的功率分配以及地点，该策略实时监控发动机和电动机的消耗燃油量和排放量，通过这些数据得到最适合该混合动力系统的工作模式以及地点。该策略目前并未广泛使用。 2.3 全局优化控制策略 全局最优控制策略是根据最优化方法和最优控制理论而得到的策略，用于分配混合驱动动力。若想使用该策略最重要的前提是清楚汽车的行程，由于这一点的限制，该策略目前尚未投入实用阶段。所以，可以说全局最优控制策略仅仅称得上是一种控制策略设计的方法。

增程式电动汽车控制策略的优化

增程式电动汽车控制策略的优化 摘要：增程式这类电动汽车有着自身的运转模式，同时也要配备最合适的控制策略。循环系统要在最大范围内减低损耗的总能量，在这种基础上结合实情探析了最优的控制策略。对此可选取外部优化，借助仿真软件以此来调控并优化给定的参数。优化程序设有非支配算法及精英策略，优化探析得出的结论表明：优化的新式算法拟定的参数可覆盖全局，从整车入手减低了运行汽车损耗的循环能量，因而更能吻合新形势下的节能思路。 关键词：增程式电动汽车；控制策略；优化思路 在现今状态下，生产电动汽车日渐受到多样的要素约束，例如电池本体的密度、耗费的总成本、可运转的年限。在这些要素制约下，电动汽车常规的产品将很难拓展现存的市场。增程式新的电动车配备了混合特质的内在动力，这种纯电动车可拓展继续行驶的总体路程。历经长期探究，针对于这类汽车设定的控制策略日趋成熟，然而仍没能给出最完备的控制思路。为此有必要预设合适的优化目标，在根本上优化现存的控制方式。 1 新式汽车构造 增程式电动汽车有着新式的构架，这是由于增程式车身

添加了发电配备的机组及发动机。增程式汽车拥有纯电动汽车固有的特性，同时又增添独特性。相比于供应混合动能的传统汽车，增程式车身减低了发动机附带的功率，电池及电机提升了固有的功率。同时，增程式电池还可随时补充电网缺失的电能[1]。增程式车身设定为串联的，驱动装置设为电机。发动机在各时段都可运转，在拥挤城区行进的电动车常常会频繁停止及启动，为此增程新式的车型更能适用。 2 增程式配备的控制策略 2.1 总的控制方式增程式电动汽车依循新式的工作模式。详细来看，初期电动车在行进时，电池充满了电能。动力电池可供应整车必备的功率需求，但发动机可暂停运转。在这种状态下，纯电动车相比于增程新型车辆显现了不足。电动汽车行进的过程中电池组将会持续耗电。起动发动机时，发动机会协同动力电池一并运转，这种状态下增程式及混合性车型二者是等同的[2]。 增程电动车设有持久可供应的动能，减低了消耗掉的电池成本。运用增程式车型可避免行驶至中途的暂停，免去驾驶员额外的担忧。若电池现有电能并不充足，那么启用辅助类的供应电能。在这种设置下，发动机不必供应行驶路径中的一切动能，在最大程度减低了根本的发动功率。（见图1） 2.2 增程式运转的新模式纯电动车增程车身配备双重的 动力源：增程装置即发电机组、动力供应性的电池组。在两

电动汽车整车控制系统介绍

电动汽车整车控制系统介绍 本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。整车电气系统列出如表1所示。 整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。 1 整车控制器系统配置 整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。 1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU 电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。并应该能接受整车控制器发来的控制命令。 1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统 与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。 电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。 电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。 1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制

动阀的状态以及自身的工作状态等信息 1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息 1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容 1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态 1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息 可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。 1.8 驾驶员的油门踏板和制动踏板经信号调理后接入到整车控制器内 2 整车控制器详细功能 纯电动汽车的整车控制器的主要功能包括:汽车驱动控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视、行车记录等。整车控制器功能框图如图2所示。整车控制器通过CAN总线和IO端口来获得如加速踏板开度、电池SOC、车速等信息,并根据这些信息输出不同的控制动作。 下面分别介绍各部分实现的具体功能。 2.1 汽车驱动控制 根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况,经分析和处理,向电机控制器发出指令,满足驾驶工况要求。包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况。 2.2 整车能量优化管理 通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统(如空调)的协调和管理,以获得最佳的能量利用率。 2.3 网络管理 整车控制器作为信息控制中心,负责组织信息传输,网络状态监控,网络节点管理等功能,网络故障诊断和处理。

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨 张嘉君 武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070 E-mail：941ai@https://www.wendangku.net/doc/572612280.html, 摘要：混合电动汽车整车控制策略是电动汽车的灵魂。本文综述了当前混合电动汽车控制关键技术，分析了应用于电动汽车的主要控制理论，提出了整车控制策略研究的重点和突破方向，对混合动力整车控制策略设计与开发具有指导和借鉴意义。 关键词：混合电动汽车，控制策略，关键技术 1 引言 混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV)是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划。刚刚闭幕的“十一五”规划着力自主创新，混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口，而在HEV关键技术中，整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要。作者对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，并指出了HEV控制策略研究关键技术和发展方向。 2 概念与结构 混合动力汽车主要有串联（SHEV）、并联（PHEV）和混联（SPHEV），和传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机，不同混合动力之间的结构区别主要在于起能量流向的不同，图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略，就是通过合理规划整车在具体行使工况中的不同动作，使整车能量高效、合理流动，达到整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。 由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出，采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说，混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个：燃油经济性；排放指标；系统成本；最驱动性能。 - 1 -

电动汽车加速踏板控制策略

加速踏板控制策略 一、 控制步骤： 1、 选择加速踏板电压开度信号与电机扭矩的对应关系曲线 曲线a 比较合适。 2、 找岀拟合曲线， 式中y ——电机扭矩（N*m ）； x ――加速踏板开度电压 （V ）。 3、 根据曲线计算电机扭矩值 4、 去抖动，滤波 第一步为在进行 8次求平均值时候加上阈值限制，每加一个采样值首先判断是否超出一个范围，如果超 出则为尖峰值，将其设定为下一个比较基准值，具体参考程序段： AD 采样初步滤波示例程序段 .doc 去抖的一种方法是同样的模拟信号用两路 AD 进行采集，目前的电路板有一路 AD 是给转向单元准备的， 可以考虑用在加速踏板上面。 二、 软件流程图： 电动汽车论文软件功能相关- 3.2.1加速踏板控制策略 整车控制器从加速踏板采集的是模拟量 0?5V 电压信号，之后整车控制器通过一定的算法，计算出对应 输出的电机扭矩值，再通过 CAN 总线发送给电机控制器。车辆的加速特性就取决于整车控制器中所采用的算 法。加速踏板电压开度信号和电机扭矩有三种常见的对应关系。对应关系图如图 3-3所示。 图中三条曲线 a 、b 、c 分别表示三种不同的加速踏板控制策略曲线。 a 条曲线代表硬踏板控制策略， b 条 直线表示线性踏板控制策略， c 条曲线代表软踏板控制策略。一般常用的是前两种控制策略。两种策略各有 优缺点，a 种控制策略汽车起步时更快，更有劲，也更于换挡，驾驶感觉比较好。但对应函数关系较复杂处 理的过程中计算量过大，响应特性较差； b 种线性踏板控制策略，函数关系处理比较简单，但是在汽车的加 速性上偏慢，司机驾驶感觉差一些。现分别介绍两种控制算法也就是加速踏板曲线。 线性控制策略处理起来比较简单，只需要找到固定的比例系数就可以。 硬踏板非线性控制策略处理起来比较复杂，需要一些理论和实验相结合得到一些数据，再通过拟合得到 硬踏板控制策略曲线，曲线图形 如下图 3-4所示。 曲线通过EXCEL 表格拟合得到近似的曲线， 因为是拟合曲线，所以从相似度高低依次可以得到几种曲线。 这就需要综合考虑选择更合适的一种。这里采用多项式的趋势曲线，采用更高次的方程相似度会更高一些， 但同时计算量更大一些；而选用低次的方程相似度又会差一些，所以综合考虑选择三次方程组。拟合曲线的 方程为三次方程组，曲线的方程如公式 3-1所示。 式中y ——电机扭矩（N*m ）； x ――加速踏板开度电压 （V ）。 从曲线还可以看岀，刚开始轻微踩踏板时没有扭矩。这样做的目的是考虑到人们的驾驶习惯，开车的时 候，脚会习惯性放在加速踏板 上，如车辆在行驶过程中遇到红灯停下来，这时车还在抖动，脚也随着抖动， 连带着踏板也会抖动，这时就会出现电机空转，电 机所做的功 是无用的。还有就是从安全角度看，更利于控制。 f 所以在软件 H6-2加速力拒策略示意图 编程中，加速踏板轻微开度不产生扭矩。 电动汽车论文软件功能相关-电动汽 控制系统的总线调度与整车控制策略的 6.1.1 6.1.1加速力矩控制策略 加速力矩控制策略直接影响到整车驾驶的动 车分布式 研究.kdh 力性和舒适

电动汽车控制系统毕业设计

摘要 在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，利用无污染的绿色能源，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。 本课题以电动汽车他励电机控制器为例，以实现电动汽车的加、减速，起、制动等基本功能以及一些特殊情况下的处理。以开发出高可靠性、高性能指标、低成本并且具有自主知识产权的电动汽车电机驱动控制系统为目的。主要包括硬件电路板的设计，以及驱动系统的软件部分的仿真调试。 在驱动系统硬件设计中，这里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。功率模块采用多MOSFET并联的方式，有效的节约了成本。电源模块采用基于UC3842的开关电源电路。选用IR公司的IR2110作为驱动芯片，高端输出驱动电流可到1．9A，低端输出驱动电流可到2.3A，能够提供7个MOSFET并联时驱动电流。对于电流检测模块，本文没有采用电流传感器或者是康铜丝,而是采用了一种基于MOSFET管压降的电流检测电路，这种方式即节约了成本也保证了检测精度。 驱动系统的软件设计中，主要实现的功能为：开关量的检测处理，故障检测，串口通讯，励磁、电枢控制，报警功能等。针对他励电机电动汽车的控制特性，提出了节能控制算法和最大转矩控制算法，用于提高电动汽车的续航里程和加速性能。 他励直流电动机驱动系统能够很好的运行在电动汽车上，性能可靠、结构简 单，并且节约了成本，使电动汽车的性价比大大提高，有利于电动汽车的普及。 关键词：电动汽车，ATmega64，他励直流电机，PID模糊控制

目录 摘要 (1) 第一章绪论 1.1纯电动汽车在国内的发展状况 (3) 1.2 国外电动汽车发展现状 (3) 1.3 本课题的任务和主要工作 (4) 第二章他励电动机的控制理论基础 2．1他励直流电动机的调速与制动 (5) 2．1．1直流电动机电枢电动势和电磁转矩 (5) 2．1．2 他励直流电动机的机械特性 (6) 第三章系统的硬件设计 3．1系统硬件的整体设计方案 (10) 3．2主控制器MCU的介绍 (10) 3．2．1 MCU的选择 (10) 3．2．2 ATmega64的特性与内部结构 (11) 3．3开关电源模块 (12) 3．4电流检测模块 (13) 3．5驱动电路的设计 (16) 3．6电压检测电路 (17) 3．7温度检测电路 (18) 3．8加减速踏板信号检测电路 (19) 3．9 开关量输入信号 (20) 3．10蜂鸣器报警电路 (20) 3．11通讯模块电路设计 (21) 3．12硬件抗干扰的设计 (22) 3．13本章小结 (23) 第四章系统的软件设计 4.1 电动汽车的控制策略研

电动汽车用整车控制器总体设计方案

电动汽车用整车控制器总体设计方案

目次　 1 文档用途 (1) 2 阅读对象 (1) 3 整车控制系统设计 (1) 3.1 整车动力系统架构 (1) 3.2 整车控制系统结构 (2) 3.3 整车控制系统控制策略 (3) 4 整车控制器设计 (4) 5 整车控制器的硬件设计方案 (5) 5.1 整车控制器的硬件需求分析 (5) 5.2 整车控制器的硬件设计要求 (6) 6 整车控制器的软件设计方案 (7) 6.1 软件设计需要遵循的原则 (7) 6.2 软件程序基本要求说明 (7) 6.3 程序中需要标定的参数 (7) 7 整车控制器性能要求 (8)

整车控制系统总体设计方案　 1 文档用途　 此文档经评审通过后将作为整车控制系统及整车控制器开发的指导性文件。 2 阅读对象　 软件设计工程师 硬件设计工程师 产品测试工程师 其他相关技术人员 3 整车控制系统设计　 3.1 整车动力系统架构　 如图1所示，XX6120EV纯电动客车采用永磁同步电机后置后驱架构，电机○3通过二挡机械变速箱○4和后桥○5驱动车轮。车辆的能量存储系统为化学电池（磷酸铁锂电池组○8），电池组匹配电池管理系 统（Battery Management System，简称BMS）用以监测电池状态、故障报警和估算荷电状态（State of Charge，简称SOC）等，电池组提供直流电能给电机控制器○2通过直-交变换和变频控制驱动电机运转。 整车控制器○1（Vehicle Control Unit，简称VCU）通过CAN（Control Area Network）和其它控制器联接，用以交换数据和发送指令。该车采用外置充电机传导式充电，通过车载充电插头利用直流导线联接充电 机○9，充电机接入电网。 ○1整车控制器○2电机控制器○3交流永磁同步电机○4变速箱○5驱动桥 ○6车轮○7电池管理系统○8磷酸铁锂动力电池组○9外置充电机○10电网连接插座 图1 整车动力系统架构简图

电动汽车用电机控制策略分析

电动汽车用电机控制策略分析摘要 第一章绪论 1.1引言 1.2电动汽车的定义及优势 1.2.1电动汽车的定义 1.2.2电动汽车的优势 1.3电动汽车的基本结构 1.4本论文选题的意义及主要内容 1.4.1选题的意义 1.4.2本文的主要内容 第二章电动汽车电机驱动系统介绍 2.1电动汽车驱动电机分类 2.2电机驱动系统系统构成与布置方式 2.3电动汽车中电动机类型及其驱动系统 2.4电动汽车电机驱动控制的发展现状和趋势 第三章交流感应电动机及其控制策略 第四章无刷直流电动机及其控制策略 第五章永磁同步电动机及其控制策略 5.1永磁同步电机的结构和特点 5.2永磁同步电机矢量控制理论 5.2.1电动机的转矩控制 5.2.2 PMSM坐标变换 5.2.3 PMSM数学模型 5.2.4电流极限圆和电压极限圆 5.3永磁同步电动机恒转矩控制

5.3.1id =0控制 5.3.2最大转矩／电流比控制 5.3.3恒磁链控制 5.3.4 cosφ=1控制 5.4永磁同步电动机弱磁控制 第六章全文总结与展望 摘要 第一章绪论 1.1引言 在未来的一段时间内，我国将成为世界最大的汽车消费国，2010年我国汽车增加到五千六百万辆以上，不过空气污染源也会大幅度提高，空气污染将有64%来自于汽车尾气的排放，在2020年左右，我国石油消费量将超过4.5亿吨，而我国能源系统效率平均低于国际先进水平10%，但是我国60%石油消费量依赖于进口，要是仍然采用传统的内燃机技术发展汽车工业将会使我国为此付出巨大代价和对环境保护也会造成巨大的压力。在这种严峻的形势下，我国汽车工业的未来发展需要我们好好思考。 根据现在世界人口和汽车的增长趋势来看，今后50年中，世界人口和汽车数量分别从60亿增加到100亿和7千万增加到2亿5千万辆以上。若这些车辆都采用内燃机，能源需求和空气污染将会给人类造成巨大的压力和损坏。因此我们必须开发节能环保型以及高效智能型的交通车辆，只有这样才能在本世纪实现交通的可持续发展。能源危机曾经对世界经济带来严重影响，因此石油毕源的争夺更加强烈，石油纠纷在国际上也不断发生，甚至为了争夺石油资源而爆发的战争在近几年也不断发生。因此石油资源的解决是当今世界每个国家所面临的首要考虑的问题，石油资源解决的好坏是当今世界是否稳定的重要因素。 电动汽车是将机算机、电子与化学各学科领域中的高新技术于一体，是汽车、计算机、电力拖动、新材料、新能源、功率电子、自动控制、化学电源等工程技术中最新成果的集成产物。混合动力电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车对世界汽车的发展以及环境的保护都起到一个前所未有的阶段，具有里程碑的意义。 1.2电动汽车的定义及优势 我国政府已将电动汽车的快速发展列入我国“十五”国家863计划，加大了对电动汽车开发和产业化的投入，与世界发达国家电动汽车发展接轨，目前已经取得了一定得成就。我国不少高等院校、相关的研究以及国内部分企业都加强了对电动汽车研究开发的力度，加快了汽车事业的发展速度。目前我国纯电动汽车研发比较顺利，可以小批量生产与应用;与此同时混合动力汽车的发展目前它的产业化也可以说具备条件;值得炫耀的是我国的燃料电池汽车研发目前达到国际先进水平。因此我国建立电动汽车产业，逐步实施车用能源动为系统转型，实现节能环保目标奠定了技术基础。 1.2.1电动汽车的定义 电动汽车是指以车载电源为动力，用全部或部分由电机驱动，并配置大容量电能储存装置,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆 1.2.2电动汽车的优势 现如今各国都在发展电动汽车事业，是由于它具有以下几个方面的优点:

汽车研发：整车控制器(VCU)策略及开发流程

汽车研发：整车控制器（VCU ）策略及开 发流程! 摘要：纯电动汽车整车控制系统以VCU为中心，电池、电机及充电系统为外围辅助系的 一套完整的电控系统。随着汽车纯电动汽车的发展，将来对VCU的要求会越来越高。 电动汽车资源网讯: 整车控制器是电动汽车各个子系统的调控中心，协调管理整车的运行状态, 也是电动汽车的核心技术之一。就像真正的美女是需要智慧与美貌并存，光有身材，哪怕前凸后翘，S型，xiong器逼人，也只能从肉体上感觉很诱人，可远观却无法多沟通，这就是大家常说的胸大无脑，而VCU就是汽车的大脑，能够让汽车变得智能化，更懂你，可远观也可亵玩焉! 今天，漫谈君就和大家聊一聊，整车控制器（VCU ）开发的方法和流程。 、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

.接收驾?S指令,輸岀电机I区前扭矩, 实现躯动系 统控制 ★整车能■分配及优化S理*监测和协调管理车上其 他用电器★故障处理及诊断功能★系统状态仪裘显示 亠*整车设备營理 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;

最新电动汽车加速踏板控制策略资料

加速踏板控制策略 一、控制步骤： 1、选择加速踏板电压开度信号与电机扭矩的对应关系曲线 曲线a比较合适。 2、找出拟合曲线， 3、 式中y ——电机扭矩(N*m)； x ——加速踏板开度电压(V)。 4、根据曲线计算电机扭矩值 5、去抖动，滤波 第一步为在进行8次求平均值时候加上阈值限制，每加一个采样值首先判断是否超出一个范围，如果超出则为尖峰值，将其设定为下一个比较基准值，具体参考程序段：AD采样

初步滤波示例程序段.doc 去抖的一种方法是同样的模拟信号用两路AD进行采集，目前的电路板有一路AD是给转向单元准备的，可以考虑用在加速踏板上面。 二、软件流程图： E:\电动汽车\论文\软件功能相关-纯电动中巴车整车控制及仿真研究.kdh，3.2.1节 3.2.1 加速踏板控制策略 整车控制器从加速踏板采集的是模拟量0~5V 电压信号，之后整车控制器通过一定的算法，计算出对应输出的电机扭矩值，再通过CAN总线发送给电机控制器。车辆的加速特性就取决于整车控制器中所采用的算法。加速踏板电压开度信号和电机扭矩有三种常见的对应关系。对应关系图如图3-3 所示。 图中三条曲线a、b、c 分别表示三种不同的加速踏板控制策略曲线。a 条曲线代表硬踏板控制策略，b 条直线表示线性踏板控制策略，c 条曲线代表软踏板控制策略。一般常用的是前两种控制策略。两种策略各有优缺点，a 种控制策略汽车起步时更快，更有劲，也更于换挡，驾驶感觉比较好。但对应函数关系较复杂处理的过程中计算量过大，响应特性较差； b 种线性踏板控制策略，函数关系处理比较简单，但是在汽车的加速性上偏慢，司机驾驶感觉差一些。现分别介绍两种控制算法也就是加速踏板曲线。 线性控制策略处理起来比较简单，只需要找到固定的比例系数就可以。 硬踏板非线性控制策略处理起来比较复杂，需要一些理论和实验相结合得到一些数据，再通过拟合得到硬踏板控制策略曲线，曲线图形如下图3-4 所示。 曲线通过EXCEL 表格拟合得到近似的曲线，因为是拟合曲线，所以从相似度高低依次可以得到几种曲线。这就需要综合考虑选择更合适的一种。这里采用多项式的趋势曲线，采用更高次的方程相似度会更高一些，但同时计算量更大一些；而选用低次的方程相似度又会差一些，所以综合考虑选择三次方程组。拟合曲线的方程为三次方程组，曲线的方程如公式

纯电动汽车控制策略

学习任务3 纯电动汽车的控制策略 任务目标 任务目标 能够正确的认识纯电动汽车的控制策略的功用和设计思路。 能够掌握对加速转矩控制策略、制动能回馈控制策略、驱动转矩的功率限制策略的分析方法 学习重点 对纯电动汽车控制策略的分析和设计。 知识准备 一、电动车控制系统概述 1整车控制单元. 汽车整车控制单元（VCU）是纯电动汽车整车控制系统的核心部件。纯电动汽车的正常行驶、安全性、再生能量回馈、网络管理、故障诊断与处理以及车辆状态监测等方面都需要VCU 的参与。对于加速度踏板、制动踏板、电子换挡杆等传感器数据和驾驶员操作指令的数据，控制指令将其发送至整车控制单元，整车控制单元按照既定的整车控制策略进行数据处理，将处理结果发送给电机控制器、电池控制单元等，并实时监控车辆运行状态。在纯电动汽车制动过程中，为了提高纯电动汽车的行驶里程，整车控制单元进行制动能量反馈控制。整车控制单元直接或通过CAN 总线和其他电子控制单元传送数据和控制指令。下图是纯电动汽车控制单元的示意图。 2.整车控制系统可以根据驾驶员的意图发出各种指令，电机控制器可实时响应并调节驱动电机的输出，实现怠速、前进、倒车、停车、能量回收和停车等功能。整车控制系统通过采集加速踏板信号、制动踏板信号和档位开关等信息，一同接收CAN 总线上的电机控制器信号和电池管理系统发送的信号，并通过车辆控制策略对接收

到的数据信息进行分析判断，获取驾驶员的驾驶意图和车辆行驶状态，最后利用CAN 总线发出指令，控制各部件控制器的工作，从而保证车辆正常行驶 3、整车控制策略的功用 纯电动汽车驱动系统中主要有电机驱动装置，传动系统，动力电池等。必须有一个性能优越、安全可靠的整车控制策略，从各个环节上合理控制车辆的运行状态、能源分配和协调功能，以充分协调和发挥各部分的优势，使汽车整体获得最佳运行状态。整车控制策略主要包括: (一) 汽车驱动控制。根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分析和处理，向电机控制器发出相应指令，满足驾驶要求。 (二) 制动能量回馈控制。根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息，计算再生制动力矩，向电机控制器发出指令。 (三) 整车能量优化管理。通过对车载能源动力系统的管理，提高整车能量利用效率，延长纯电动汽车的续驶里程。 (四) 车辆状态显示。对车辆某些信号进行采集和转换，由主控制器通过综合数字仪表显示出来。 二、纯电动汽车整车控制策略 车辆需要在满足驾驶员意图，汽车的动力性、平顺性和其他基本技术性能以及成本控制等要求的前提下选择合适的控制策略。针对各部件的特性及汽车的运行工况，控制策略要实现能量在电机、电池之间的合理而有效分配、使整车系统效率达到最高，获得整车最大的经济性以及平稳的驾驶性能。在设计纯电动汽车的时候，首先要在保证汽车基本性能的前提下降低汽车的能量消耗，提高车辆的续驶里程。同时还要兼顾电池的寿命，并充分考虑驾驶员的驾驶意图、汽车的平顺性以及安全性。 基于上述原则，制定控制策略的思路为: 实时考虑行驶工况，电池SOC值等影响因素，根据规则将转矩合理地分配给电机。同时限定电机的工作区域和SOC值的范围，确保电机和动力电池能够长时间保持高效的状态。若出现问题，系统可根据预先设定的规则对纯电动车辆系统的工作模式进行判断和选择。最终，在整车控制器与电机控制器中形成一个实时控制的闭环系统。这样既能保证驾驶员驾驶意图能够得到充分满足，也能够对车辆状态进行控制，保证安全性和舒适性。 1、驾驶员意图解析 对于纯电动汽车，驾驶员最简单的意图分析是加速踏板与驱动电机的期望输出功率之间的开度曲线关系。以加速踏板开度平衡曲线为基准，判断驾驶员的操作意图，当电动车辆在直道上匀速行驶时，电动汽车的运动状态点落在油门踏板的开度平衡曲线上，如图

混合动力汽车控制策略的分析

混合动力汽车控制策略的分析 摘要：混合动力汽车的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种，对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点，使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性，并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善，需要进一优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况，使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配。 关键词：混合动力汽车结构控制策略 1、混合动力汽车的研究背景 混合动力汽车是兼顾了电动汽车和传统汽车优点的新一代汽车结构型式，因其具有低油耗低排放的潜力，其动力性接近于传统汽车，而生产成本低于纯电动汽车，因此，最近几年来对混合动力汽车的研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个热点。以相信，在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前，使用混合动力电动汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。 混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车和电动汽车不同，它一般至少有两种车载能量源，其中一种为具有高功率密度的能量源。利用两种能量源的特性互补，实现整车系统性能的改善和提高。要实现两者之间相互协调工作，这就需要有良好的控制策略。控制策略是混合动力汽车的灵魂，它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量要求，动态分配发动机和电动机系统的输出功率。采用不同的控制策略是为了达到最优的设计目标，其主要目标为：最佳的燃油经济性、最低的排放、最低的系统成本、最佳的驱动性能。 当前开发研制的混合动力汽车可以分为三类：串联式、并联式、混联式混合动力电动汽车。在各部件的选型确定以后，采用合适的控制策略是实现最佳燃油经济性，降低排放的关键。目前提出的混合动力汽车控制策略还不成熟，实用性不强，只有基于工程经验进行设计的逻辑门限控制策略在实际商品化混合动力汽车中得到了应用。开发一种成熟实用的控制策略仍然是目前亟待解决的难题。随着对混合动力系统控制策略研究的深入，诸如自适应控制、模糊逻辑控制等方法也有运用。自适应控制策略，实际上是一种实时控制策略，它同时考虑了发动机的燃油消耗和排放。由于实时控制策略能够保证在任一时刻都是由效率最优的部件工作，因此其燃油经济性要优于模糊逻辑控制策略。但是实时控制策略过分依