1 前言
纯电动汽车被认为是本世纪解决汽车面临的石油能源危机和环境污染问题的有效方案之一。各国相继研发的电动汽车随着世界各国对环保意识和节能意识的增强,必将取代传统的内燃机汽车,或将成为未来社会主要的交通工具,21世纪汽车领域重要的发展趋势。而纯电动汽车则是公认的电动汽车的最佳选择方案,因为它的最主要优点是零排放和高能量转换率[1]。
电动汽车为我国提供了一次机遇,我国在电动汽车研发方面呈现出明显的跟进战略特点,和发达国家的科技水平差距不是很大,我国完全有条件、有可能生产出达到当代国际水平并具有自主知识产权的电动汽车。面对这一振兴我国汽车工业的巨大机遇,我国必须借鉴国外经验,集中力量在全国建设产业化体系健全,研发、试验、制造水平先进,实力雄厚,具有强大产业竞争力、发展环境良好的电动汽车产业中心城市,积极参与国际竞争,在竞争中快速发展我国的电动汽车产业[2]。
2 正文
本课题拟针对纯电动汽车,完成整车控制器的软硬件设计。在掌握国内外相关技术研究现状基础上,分析纯电动汽车整车控制器设计需求,确定整车控制器的总体方案,分别完成整车控制器软硬件设计,并对主要功能模块进行仿真分析。
2.1国内研究现状
我国整车控制器主要是以高校为依托进行研究,如清华大学、同济大学、北京理工大学等,目前已初步掌握了整车控制器的软、硬件开发能力。部分整车企业与国外公司进行合作,如FEV、RICARDO,通过联合开发,吸收国外相关技术和经验,增强自主开发能力。
哈尔滨工业大学邱会鹏等人研究了国内外纯电动汽车及整车控制器的发展现状与特点,介绍了整车控制系统的构成,并阐述了整车控制器的总体方案[1]。但毕竟是刚开始接触研究整车控制器,缺乏对整体控制系统的应用研究。凌秋妮、吴洁霞、张云星等人对整车控制器关键技术的国内外发展概况进行了分析,并从驾驶员意图识别、网络管理、制动能量回馈、故障检测与诊断、动力分配管理等方面进行了分析研究,提出了对整车控制器开展专利预警评价研究的必要性[2]。此研究为整车控制器的实际应用提供了理论依据。
国外纯电动汽车整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车和轮毂电机纯电动汽车中[3]。张翔的文章可为企业开发出口纯电动汽车整车控制器和国家制订标准提供参考。
许多大学与公司进行了对汽车控制器的设计。吉林大学王连旭等人对VCU总体方案设计:根据纯电动汽车的车型选择及主要零部件的选型,确定VCU整车控制的电气架构[4]。该设计方法较为创新,为汽车整车控制器的设计提供了一种新的方法。2019年马汇海、张雨生、孟彦京等人基于STM32纯电动教练车整车控制器设计改装电动教练车基本采用电动汽车专用的电机控制器控制车辆,因控制方法和控制器设计导致不能实现对离合器的操纵判断,在实际驾驶体验上与燃油教练车差距较大。为了解决这一问题,设计了一种电动教练车专用的整车控制器[5]。游运旺以厦门金龙旅行车有限公司开发的整车控制器为例,介绍了纯电动汽车电控系统组成及工作原理,以及整车控制器各个电路模块的电路设计、工作原理等[6]。对于整车控制器的应用和理论均有所研究,但是略微缺乏对于电路模块的控制研究。
针对于电路模块的控制研究,湖南大学的李健对于纯电动汽车整车控制器的设计,
