纯电动城市客车整车控制策略研究..pdf

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。 （7）采用国际电动汽车研发中通用的 CAN2.0B协议实现数据传输，具有 CAN 总线通讯能力。 通过 CAN网络和车上的电池管理系统、 电机控制器、 实时绝缘监 测系统、显示单元、充电站进行通讯，可通过 P-CAN设备与上位机完成通讯，完 成上位机监控，从而可以实时掌握整车的工作状况和控制程序的运行状况； （8）系统故障的判断和存储，动态实时检测系统信息，记录下出现的故障； 整车控制器承担了安全管理、数据交换和能量分配的任务。根据重要程度， 其功能划分如图 4-2 所示： 图 4-2 控制系统功能图 （1）数据交换管理层 整车控制器要实时地采集驾驶员的操作信息和其它各个部件的工作状态信 息，这是实现整车控制器所有功能的基础和前提。 该层接收 CAN总线信息，