详情

原文传递基于MC9S12DP512的四驱混合动力汽车整车控制器开发

论文题名：	基于MC9S12DP512的四驱混合动力汽车整车控制器开发
关键词：	环境污染;动力系统;混合动力汽车;控制策略
摘要：	能源短缺和环境污染是世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此开展新型动力系统的研究已经刻不容缓。混合动力汽车较传统车而言，兼具内燃机车的特点又吸收了电动车的优势，在有效提高经济性和降低排放方面有很宽广的应用前景。目前混合动力汽车在日本、欧美的发展相当普遍,在国内的发展也异常迅速。由于混合动力汽车需要发动机、电机和电池等部件的协同工作，这些部件将会在一定的控制策略下经常性地切换工作模式，因此对整车控制系统硬件和软件的开发提出了更加苛刻的要求。整车控制器是混合动力汽车的核心控制部件，它可以根据加速踏板位置、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发动机输出功率、电动机和发电机转矩等参数，从而来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回收等实现较高的能量效率，因此整车控制器的设计直接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其它性能。“强华一号”项目，是对四轮转向(4WS)和四轮驱动(4WD)混合动力汽车研发的首次尝试。本文结合研究所最近几年在混合动力汽车领域重大科研项目中取得的科研成果和技术经验，依靠中科院深圳先进技术研究院、香港中文大学、上海华普汽车有限公司强大的科研实力和系统技术支持，进行了大胆的开发创新： ⑴分析混合动力汽车的几种驱动结构和形式，并对典型的混合动力驱动类型进行了介绍；通过总功率设计、分析对全新的四驱整车结构进行了论证、计算和ADVISOR 系统仿真； ⑵实现了研究所控制器主控制芯片由MC68376 到MC9S12DP512 成功过渡。 ⑶提出了一种基于分层决策思想的模式划分、能量管理和力矩分配策略；整车控制器根据驾驶操作和车辆状态，依次进行驾驶模式划分、能量管理决策和力矩分配策略控制，结构清晰，易于实现；为了评估控制策略及进行关键参数的优化，应用CodeWarriorV4.5 集成开发环境进行了在线仿真。 ⑷为了节约开发的前期成本，应用美国NI公司Labview8.2 进行了简单的硬件在环测试，对整车各个部件，包括发动机、电机、电池、整车等进行了建模，包括控制器间500Kps的高速CAN 通讯开发，并对整车控制器控制策略进行了建模，借助这个控制策略研究和性能分析的仿真平台对该策略进行了初步评估。 ⑸台架试验和实际运行过程表明：车辆在起动、运行、怠速及停车过程中过渡平顺性良好；“强华一号”轿车在驾驶性和动力性上基本达到了预期的目标，与原车性能比较，热效率提高了7％，废气排放减少16％，该策略在电池荷电状态(SOC)平衡控制前提下，可改善整车当量油耗5.8％～8.5％。目前此整车控制器已成功应用于香港中文大学科研用车“强华一号”混合动力轿车上，取得了良好的应用效果。整车控制器的通用性设计，必将使其获取更加宽广的应用空间。
作者：	申其壮
专业：	动力机械及工程
导师：	朱建新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文