純電動車整車控制器設(shè)計與失效性分析方法研究.pdf

1、隨著能源消耗、環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴重,純電動汽車是未來汽車發(fā)展方向之一。本文以純電動汽車中整車控制器為研究對象,主要研究了整車控制器的硬件設(shè)計,并對其部分電路進行了失效性分析方法研究,且為整車控制器中雙MCU間的SPI通信設(shè)計了上層通信協(xié)議,最后,針對車輛坡路起車存在倒溜現(xiàn)象,依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)方法為其設(shè)計坡路起車控制器。
　　在整車控制器的硬件設(shè)計過程中,首先分析了各個模塊的功能,然后對每個功能模塊進行了詳細設(shè)計,這其中包括信號采集

2、模塊、驅(qū)動模塊、CAN收發(fā)模塊以及微控制器(MCU)模塊。分析了輸入給整車控制器的信號流,并對信號采集的濾波電路進行了設(shè)計;對于外圍驅(qū)動部分,對其設(shè)計了可靠并帶帶診斷功能的電路;為了實現(xiàn)與其他電子控制單元間的通信,對其設(shè)計CAN收發(fā)電路。最后,為了提高整車控制器可靠性,對電路中關(guān)鍵電路及微控制器設(shè)計了冗余電路,對其量產(chǎn)投入使用有著促進作用。
　　在硬件設(shè)計過程中,對其進行失效性分析對提高整車控制器可靠性有著重要影響。分析整車控制器

3、中單元電路的器件的可能存在的失效模式、失效機理以及每種失效模式下可能對整車控制器單元電路帶來的影響及危害。最后,針對可能產(chǎn)生的后果及危害,提出可能的采取有效改進措施,從而提高其可靠性。
　　由于對整車控制器采取雙MCU的冗余設(shè)計,對于其雙MCU間的通信問題,首先簡單介紹了SPI基本通信原理,基于SPI沒有規(guī)定應(yīng)答機制的考慮,為主、從MCU間的通信設(shè)計上層通信協(xié)議,包括定義了其報文格式、數(shù)據(jù)內(nèi)容、緩沖區(qū)大小以及握手信號等。最后對其通

4、信函數(shù)進行設(shè)計。
　　文章最后,在其他控制策略已開發(fā)完成的基礎(chǔ)上,針對純電動汽車坡路起車存在倒溜現(xiàn)象,為使車輛在起車過程中按照預(yù)定的車速曲線平滑起車,在分析車輛縱向動力學(xué)及輪胎動力學(xué)的模型基礎(chǔ)上,建立了簡化的非線性車輛模型,并對所建立的模型在高精度車輛動力學(xué)仿真軟件veDYNA中進行了驗證,依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,為建立的模型設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制器,并將設(shè)計的控制器按不同工況下在veDYNA中進行了仿真。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的控制器