基于功能安全的整车控制器的概念设计与仿真

基于汽车功能安全标准的要求,对电动汽车整车控制器进行了概念设计。在此基础上,完成了对整车控制器的危害分析和风险评估,确定安全等级和安全目标。搭建了整车控制器的仿真模型,对整车驾驶性能进行测试,测试结果表明此设计能够满足功能安全标准规范,实现了对整车控制器的功能安全设计,对整车控制器的安全开发具有指导意义。     

基于模型的双电机驱动电动汽车控制系统开发

为充分挖掘双电机双轴驱动电动汽车的潜力,针对其构型特点进行了整车控制系统的开发研究。采用基于模型设计的方法建立了各个模块的控制模型,并在此基础上进行了整车控制策略模型的集成开发;利用嵌入式代码生成技术,实现了由Simulink环境下的整车控制策略模型到系统控制应用层软件代码的自动生成。设计了整车控制器的硬件系统,完成了应用层软件与底层软件的集成设计。在NEDC工况下进行了控制系统硬件在环测试,结果表明本文开发的控制系统能够满足实际需求。     

以RCP平台为支撑的电动汽车整车控制器软件开发研究

<正>本文以电动汽车为研究对象，基于RCP（快速控制原型）平台，在原整车控制器硬件基础上，运用ECoCoder（全自动代码生成工具）自动生成整车控制器软件开发平台；最后借助MeCa软件对整车控制器进行实时标定和代码刷新，进而完成整个开发工作。     

基于现场可编程门阵列的电机控制器硬件在环测试

为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法.首先,在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到数字信号处理(digital signal process,DSP)电机控制板中.其次,搭建逆变器、永磁同步电机模型并下载到现场可编程门列阵(field programmable gate array,FPGA)板卡运行,连接DSP对电机控制算法进行测试.永磁同步电机模型可以作为该仿真平台中的电机模型,既可以是基于d-q 变换的永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)模型,也可以是基于有限元分析(finite element analysis,FEA)的PMSM模型.在硬件在环(hardware-in-loop,HIL)仿真平台上测试了控制器基本功能及逆变器开路和短路等故障模式,验证了控制器控制功能以及故障检测算法的可行性可见HIL仿真平台对电机控制器故障测试具有重要意义.     

基于滑移率的双电机电动汽车转矩分配系统

针对双电机驱动电动汽车车轮打滑引起的动力损失问题,引入采用模糊PID(比例积分微分)控制算法的踏板调整系数,建立了基于车轮滑移率的转矩动态优化分配方法,并利用美国NI公司的Motohawk搭建了整车模型和策略模型;在Veri Stand的基础上研发了面向整车模型的上位机控制系统,应用Kvaser将策略下载到整车控制器内,实现了在D2P(快速原型设计)设备上的硬件在环仿真测试。测试结果表明,所建立的转矩分配策略可以合理的将转矩分配到前后轴上,同时可将前后轮的滑移率有效控制在10%以内,提高了电动汽车的效率和性能,为双电机电动汽车的转矩分配提供了有益参考。     

电动汽车整车控制器BootLoader功能开发

传统的电动汽车整车控制器开发中,对程序的烧写是通过BDM调试接口实现的,该方法不仅在控制器应用程序开发阶段会影响开发效率,而且会给后期整车控制器升级维护造成极大的不便.通过嵌入式系统引导加载程序(即BootLoader)对解决上述问题具有较强的实际意义.本文提出了整车控制器开发中BootLoader功能实现的整套设计与解决方案,并将该方案应用到实车运行中.最后,通过实际应用的测试与分析,结果表明该功能具有极高的可行性与有效性.     

基于simulink的纯电动汽车整车控制系统设计

为电动汽车整车控制系统开发周期长和稳定性差的问题,本文通过设计了一款纯电动汽车整车控制系统研究了整车控制问题。该系统基于飞思卡尔S12处理器开发的ECMV2硬件模块,软件的底层驱动是以Code Warrior IDE for HCS12为开发环境创建软件工程,封装成simulink的图形化模块,提供全部板载外设驱动程序库,并提供GUI界面以便于配置,使得基础软件和控制算法在同一个平台上搭建并验证,以及建立了整车各模块模型和控制策略。通过实车测试进行验证,结果表明,电机驱动扭矩峰值的时间差是1s;车辆的加速过程相对稳定;电池电压也不会迅速下降;驾驶员的操作也很快得到响应。可见该系统控制器灵敏度高,电机响应迅速,车辆运行平稳。此系统与传统的开发形式相比,开发时间大大缩短,增强了整车控制器的稳定性和可靠性。     

采用模型设计的不间断电源整机控制系统开发与设计

针对传统不间断电源(UPS)整机控制策略存在切换条件覆盖面不足、难以追溯问题根源,以及传统的开发方法开发周期长、效率低等问题,采用分层设计方法设计不间断电源控制系统结构.首先,将整机控制策略的制定化分为各层次子功能模块策略的制定.然后,采用基于模型设计的开发方法,在MATLAB/Simulink仿真工具上完成从模型搭建、代码自动生成到软件在环测试的开发过程.最后,将自动生成的代码下载到实验样机上进行集成整机测试.实验结果表明:基于模型设计方法开发的整机控制器可以准确实现UPS切换供电功能;采用分层设计的方法简化控制系统的设计,有助于软件的移植、升级和查找问题;基于模型设计自动生成的代码完全可以替代人工的编码,缩短开发周期.     

电动汽车整车控制系统介绍

本文介绍了纯电动汽车整车电气系统功能、整车控制系统配置、功能、研发流程及测试方法。整车控制器是整车设计的一部分,必须根据整车性能要求和选用的各总成单元性能进行参数匹配,使整车整体性能达到设计要求。为加快研发速度、规避研发风险及降低研发费用,整车控制系统有必要采取系统仿真技术、半实物仿真或台架试验。根据实际条件,可选择不同的试验手段。应在道路试验前,尽量做出完备的测试。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与联合仿真

利用Carsim和Matlab/Simulink搭建驾驶员闭环控制的四轮轮毂电机独立驱动电动汽车仿真模型;根据轮毂电机驱动电动汽车特点,建立轮毂电机模型、速度控制模型和整车模型;设计横摆力矩控制器和力矩分配控制策略,实现联合仿真的接口设置;最后利用双移线工况验证了所开发模型的正确性和转矩分配策略的有效性。     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

采用KRG的动力电机集成驱动性能匹配研究

在现有纯电动汽车直驱结构中增加锥环式无级变速器,形成一整套紧凑的集成驱动系统,同时在满足整车动力性要求的前提下对驱动电机进行选型与匹配,对装配该驱动系统的纯电动汽车进行动力性计算和校核,并采用ADVISOR软件对整车性能进行仿真并实车测试。结果表明:所选动力电机与该款变速器搭配后可使目标车辆最高车速达到120km/h,最大爬坡度为57.69%,EUDC工况法测得的百公里能耗为13.46kW·h,续驶里程达到140km,满足设计要求。     

基于ANFIS的复合储能式装载机控制研究

复合储能式装载机具有结构复杂且不易控制的特点。针对模糊控制策略对专家经验依赖性较高导致难以实现最优控制的问题,文章利用自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)建立了复合储能式装载机的控制器,并通过搭建的装载机整车仿真模型进行仿真,结果表明车辆控制性和燃油经济性得到显著改善;利用dSPACE进行硬件在环试验,试验结果与仿真结果基本一致,验证了基于ANFIS的优化切实有效。该文研究为相关整车控制器的优化设计提供了一定的参考。     

电动汽车再生制动过程制动踏板位移与制动意图及制动强度之间的关系

电动汽车可以通过再生制动提高动力电池的能量利用效率并延长续航里程;而电动汽车的再生制动效率依赖于其制动力的分配策略。在不同制动强度下,电动汽车再生制动过程制动力的分配比例应该不同,需要根据驾驶员踩踏制动踏板的位移进行制动意图和制动强度的识别。基于制动踏板位移对应的电压和电压变化率,设计了个模糊逻辑控制器,分别进行驾驶员制动意图和制动强度的识别。将驾驶员的制动意图分为缓慢制动、中等制动和紧急制动三种状态;并对三种状态下的制动强度变化进行准确的识别。搭建了由制动踏板、dSPACE半实物仿真平台和Control Desk调试界面组成的测试系统。对设计的模糊逻辑控制器进行了实验测试。测试结果显示,制动踏板位移对应的电压和电压变化率可以反映驾驶员的制动意图和制动强度,通过设计的模糊逻辑控制器可以识别出驾驶员的制动意图和对应的制动强度变化。因此,本系统可以用于电动汽车再生制动过程中进行制动强度的识别和基于制动强度的制动力分配,提高电动汽车的能量利用效率。     

电动汽车再生制动过程制动踏板位移与制动意图及制动强度之间的关系研究

电动汽车可以通过再生制动提高动力电池的能量利用效率并延长续航里程;而电动汽车的再生制动效率依赖于其制动力的分配策略。在不同制动强度下,电动汽车再生制动过程制动力的分配比例应该不同,需要根据驾驶员踩踏制动踏板的位移进行制动意图和制动强度的识别。基于制动踏板位移对应的电压和电压变化率,设计了个模糊逻辑控制器,分别进行驾驶员制动意图和制动强度的识别。将驾驶员的制动意图分为缓慢制动、中等制动和紧急制动三种状态;并对三种状态下的制动强度变化进行准确的识别。搭建了由制动踏板、dSPACE半实物仿真平台和Control Desk调试界面组成的测试系统。对设计的模糊逻辑控制器进行了实验测试。测试结果显示,制动踏板位移对应的电压和电压变化率可以反映驾驶员的制动意图和制动强度,通过设计的模糊逻辑控制器可以识别出驾驶员的制动意图和对应的制动强度变化。因此,本系统可以用于电动汽车再生制动过程中进行制动强度的识别和基于制动强度的制动力分配,提高电动汽车的能量利用效率。     

基于iSIGHT的纯电动汽车动力系统匹配优化

文章以某款新开发的纯电动汽车作为研究对象,按照整车设计要求合理分配动力传动系参数,借助模拟分析软件CRUISE和优化设计软件iSIGHT建立纯电动汽车动力部件和整车仿真模型,并采用遗传算法对传动系统参数进行优化,对优化前后的整车动力性和经济性进行了仿真分析,结果表明在满足整车动力性设计指标的前提下,优化后的该款纯电动汽车在NEDC工况下的能量消耗降低了10.4%。     

纯电动客车整车控制器设计及测试

在进行纯电动客车设计时,整车控制器的设计是控制中的核心问题.通过对CPU芯片的选型,CPU板和I/O板的设计,来完成整车控制器的设计,并进行了可靠性测试,最后通过DSPACE软件进行了仿真.     

基于Isight的增程式电动汽车控制参数多目标优化

文章以某款增程式电动汽车(range-extended electric vehicle,REEV)为研究对象,设计了整车控制策略,借助整车性能仿真软件CRUISE和多学科设计优化软件Isight搭建了整车性能仿真和优化模型,并采用改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)对增程器控制参数进行多目标优化。优化结果表明,在满足整车能量需求的前提下,优化后的增程器总发电量减少了7.34%,汽车百公里燃油消耗量降低了8.28%。     

四轮独立驱动电动汽车仿真平台开发*

设计了轮边电机驱动和线控转向系统的结构,建立了电动汽车的线控转向系统和轮边电机的数学模型。采用Carsim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,建立了基于线控转向的四轮轮边电机独立驱动的电动汽车整车动力学仿真研究的平台;通过选择典型的New York和开环控制的稳态圆周转向试验工况仿真工况,对所搭建的电动汽车的驱动和转向特性进行了仿真验证。仿真试验结果表明:所搭建的电动汽车动力学仿真平台在两种典型工况下均能较为合理地反映出四轮独立驱动的电动汽车的轮边电机输出转矩和转向系统响应特性,为开展四轮轮边电机独立驱动的电动汽车动力学控制研究奠定了良好的基础。     

纯电动汽车整车控制器开发的探讨

本文简单介绍纯电动汽车整车控制系统结构、整车控制器组成;并结合dSPACE开发平台说明VCU开发流程;最后对实际开发的VCU的系统构架及功能进行说明。