電動汽車控制系統(tǒng)之整車控制系統(tǒng)研究

前言

電動汽車控制系統(tǒng)的應(yīng)用是當(dāng)今汽車行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，電動汽車控制系統(tǒng)的四個主要控制單元為電動汽車整車控制系統(tǒng)，電動機(jī)控制系統(tǒng)，充電機(jī)控制系統(tǒng)和電池管理控制系統(tǒng)。電動汽車整車控制系統(tǒng)由整車控制器、通信系統(tǒng)、零部件控制器以及駕駛員操縱系統(tǒng)構(gòu)成，其主要功能是根據(jù)駕駛員的操作和當(dāng)前的整車和零部件工作狀況，在保證安全和動力性的前提下，選擇盡可能優(yōu)化的工作模式和能量分配比例，以達(dá)到最佳的燃料經(jīng)濟(jì)性和排放標(biāo)準(zhǔn)。

一、 電動汽車整車控制系統(tǒng)及功能分析

1)控制對象：電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)包括幾種不同的能量好餓儲能元件(燃料電池，內(nèi)燃機(jī)或其他熱機(jī)，動力電池和/或超級電容)，在實(shí)際工作過程中包括了化學(xué)能、電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。

電動汽車動力系統(tǒng)能流圖如下：

2)電動汽車整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：電動車動力系統(tǒng)的部件都有自己的控制器，為分布式分層控制提供了基礎(chǔ)。分布式分層控制可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的拓?fù)浞蛛x和功能分離。拓?fù)浞蛛x使得無力結(jié)構(gòu)上各個子系統(tǒng)控制系統(tǒng)分部在不同的位置上，從而減少了電磁干擾，功能分離使得各個子系統(tǒng)部件完成相對獨(dú)立的功能，從而可以減少子不見得相互影響并提高了容錯能力。

3)整車控制系統(tǒng)對車輛性能的影響主要有三個方面：

① 動力性和經(jīng)濟(jì)性

②安全性

③駕駛舒適性及整車的協(xié)調(diào)控制

電動汽車整車控制系統(tǒng)如下：

二、電動汽車整車控制器

電動汽車整車控制器VCU(Vehicle Control Unit)是電動汽車整車控制系統(tǒng)的核心部件，它采集電機(jī)控制系統(tǒng)信號、加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，根據(jù)駕駛員的駕駛意圖綜合分析并做出相應(yīng)判斷后，監(jiān)控整車各單元的工作(包括驅(qū)動儀表顯示單元)。

1)整車控制器功能：整車控制器是控制系統(tǒng)的核心，承擔(dān)了數(shù)據(jù)交換、安全管理和能量分配的任務(wù)。根據(jù)重要程度和實(shí)現(xiàn)次序，其功能劃分如下。

①數(shù)據(jù)交互管理層②安全故障管理層③駕駛員意圖層④能量流管理層

2)整車控制器的開發(fā)

現(xiàn)在的ECU開發(fā)多采用V模式開發(fā)流程。V模型開發(fā)流程如下：

第一步，功能定義和離線仿真

第二步，快速控制器原型和硬件開發(fā)

第三步，目標(biāo)代碼生成

第四步，硬件在環(huán)仿真

第五步，調(diào)試和標(biāo)定

結(jié)束語

電動汽車控制系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，整個電動汽車控制系統(tǒng)還需要與基于CAN總線和串行通訊總線的輪式驅(qū)動、電動汽車通訊系統(tǒng)和電池監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對車輛運(yùn)行狀態(tài)的檢測、控制以及故障排除。近幾年國內(nèi)電動汽車控制系統(tǒng)的研制已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，隨著電動機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展，電動汽車控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制、專家控制、遺傳算法等非線性智能控制技術(shù)，都將各自或結(jié)合應(yīng)用于電動汽車的電動機(jī)控制系統(tǒng)中。