电动汽车电机控制与驱动技术课件：电动汽车控制系统.pptx

电动汽车控制系统;电动汽车动态集成管理系统VDIM是由车辆稳定控制系统VSC、电动助力转向系统、牵引力控制系统TCS、制动力分配系统EBT、防抱死制动系统ABS等组成的集成管理系统。

（1）驾驶员驾驶信息。驾驶员通过控制加速踏板、离合器踏板及变速器的档位等发出驾驶信息；通过操纵转向盘转角和踩踏离合器踏板的行程及强度，来实现电动汽车的启动、加速、匀速、减速、转弯；通过踩踏制动踏板的行程和强度，来实现电动汽车的行车制动和紧急制动，并保证受控单元能够正确、同步实现驾驶员的操作意图。

（2）控制单元CPU。微型处理器是计算机控制系统的核心，一般具有以下功能：

①对输入的驾驶员控制信息和环境条件（包括行驶工况）有数据运算、数据对比、信号变换、指令分布、故障监测、安全报警灯处理功能；

②按照设定的程序，将运算结果转换为执行指令，并发送到受控单元，准确、快速地实现即时意图；

③将传感单元采集来的各个单元反馈的信息和数据进行运算和处理实时做出控制决策，传递修正或调整后的控制指令，控制单元发出的控制指令是执行单元产生相应的动作的唯一依据，同时还监测受控单元的响应和状态参数调整的实况。

;（3）执行单元。执行单元一般包括执行器和执行机构两部分，执行器有电磁电动机、伺服电动机、步进电动机等，它们将控制指令的电信号转换为正向或反向的直线运动或旋转运动。

（4）受控单元。受控单元有杠杆式（变速器操纵杆、转向器拉杆等）、液压式、气动式等结构形式，使受控单元产生相应的的同步动作来达到驾驶员控制的目的。各种受控单元在结构强度等方面，需要与执行单元相匹配。

（5）测量单元与传感器单元。在微处理器控制系统中，测量单元与传感器单元有重要的作用，测量单元检测整个微处理器信号的实际控制状态和受控总成实时的响应状态，控制参数变量或中间变量，并将检测到的次数变量或中间变量放大后经传感单元反馈，经过控制单元机构运算，调整实时控制决策，使受控单元修正指令产生的相应动作。

（6）消除干扰和故障报警。在汽车行驶过程中，驾驶员??用微处理器传输的信息和指令，在执行单元的执行过程中，由于受控总成受到外部环境（电磁、阻力、振动、滑转等）干扰，使得受控总成的动作偏离微处理器指令预期的控制目标，微处理器控制系统还必须有及时修正因外部环境干扰的能力和故障报警的功能，来达到实现预期的控制目标。;第一节电动汽车控制系统的组成;3）电机驱动控制系统

电机驱动控制系统的好坏关系着电动汽车能否安全可靠地运行。电机驱动系统主要由电机、电力电子变流器、数字控制器和传感器等几个核心部分组成。

4）电动助力转向系统

电动助力转向系统通常由传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。其工作原理是电子控制单元根据转向盘的输入力矩、转动方向以及汽车速度等信号，决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统中，从而完成实时控制的助力转向。

5）混合动力总成控制系统

混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式，优点在于车辆启动停止时，只靠电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作，因此能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好，排放量很低，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。

;6）动力总成控制系统

动力总成控制系统包括动力总成控制单元、发动机电控单元、电机控制器、AMT控制器及动力电池管理系统。其中动力总成控制单元用以确定发动机与电动机输出功率的比例,以满足汽车的动力性能、经济性、排放性等性能指标,保证换档操作过程的平顺性。多能源动力总成控制单元的研究成为近年来电动汽车技术发展和产业进程中的重要研究发展方向。在这方面国外已开发出了不少成熟的动力总成控制器。;第二节电动汽车控制系统的分类;vcu

vcu是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备,传统燃油车无需该装置。vcu通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由vcu判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；vcu具有整车系统故障诊断保护与存储功能。;②mcu

mcu是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收vcu的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，mcu具有电机系统故障诊断保护和存储功能。;③电池包和bms

电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化电池包热管