水陆两控制系统设计与性能分析开题报告

全文总字数：5806字

1. 研究目的与意义（文献综述）

一，目的和意义

随着世界性燃油危机的到来和地球大气污染的日益严重,人们越来越重视环保和节能。越来越多的汽车生产厂家把研究重点转移到混合动力汽车和电动汽车的开发上来。混合动力汽车由于对传统车改动较小,投入较电动车少,我国已花大力气研究混合动力汽车技术,以缩短与汽车强国之间的距离。 混合动力汽车的出现，是在电动汽车短期内不可能达到成熟的现 实基础上，研发出的一种“过渡性质”的产品。但不得不说的是，至少在现在的技术条件下，混合动力汽车是最容易实现的节能环保型汽 车。它虽然不能达到零排放，但也能明显降低油耗，减少尾气排放，为未来的环保事业作出重大贡献。传统的活塞式内燃机虽然经过100多年的发展已经非常成熟了，但其固有的一些弱点仍旧存在。而混合动力系统，恰好弥补了活塞式 内燃机的一些缺点，做到了优势互补。

二，国内外现状

2. 研究的基本内容与方案

二，研究内容，关键问题和技术路线1、研究内容 1.水陆两栖车控制对象和构架 2.水陆两栖车控制系统总线及负载分析 3.水陆两栖车控制模式设计 4.水陆两栖车控制系统功能分析2、关键问题 1.混合动力汽车动力系统的选型及增程器的选择 2.了解can总线的作用及其集成网络的原理 3.整车控制器满足动力性、提高经济性的设计方法 4.研究不同工况下车辆状态以及参数校准 5.电动汽车的油耗以及排放满足国家标准并进一步提高 6.电池soc估计与电路均衡 7.大量数据在不同电控系统的实时共享和交换 8.整车控制器的硬件软件以及监测设计3、技术路线 1.对于不同工况下增程式混合动力客车的工作模式，首先需要考虑动力系统选型，包括增程器的选择，发动机的选择根据扭矩大于最大爬坡百分之20，额定功率和最大功率来确定，同时采用充当次数多，充放倍率高的功率型磷酸铁锂电池。

其他部件与纯电动车无异。

动力系统选型完成后通过台架试验得到其经济工作点，然后根据电池soc及车速的变化来确定不同工况增程器发出的功率点，得出的结果还可以判断出达到预期控制目的的前提下降低油耗的情况。

3. 研究计划与安排

2月20日-3月3日 查阅研究混合动力汽车的控制系统，阅读参考文献并总结出研究目的，研究意义以及国内外现状。

分析文献，提出研究内容，关键问题和技术分析。

3月4日-3月31日 做出目录，整理资料，查找文献，对目录里的每一个小标题进行总结。

4. 参考文献（12篇以上）

《基于两种工况的增程式混合动力客车控制策略研究》水陆车都存在因发动机功率不足或电池容量较低的时候，采用两者同时工作的办法使得车速加快，因此可以通过研究混合动力车在陆上的控制办法研究水陆两栖车的控制。当电能充足时，电池单独提供能量，当电能不足时，通过增程器带动发电机发电，同时驱动电机供电并给电池充电，增程器具有能够检测电池soc并带动发电机的功能，在城市与公路客车的工况不同，可以通过更换发动机的功率扭矩和转速满足各个工况的要求。在保证动力性和舒适型的前提下，提高体验效果和降低油耗率。《混联混合动力车辆整车控制器设计》混联混合动力车内部传动结构非常复杂，子系统都需要电控系统进行控制和监测，为减少整车线束，采用can总线技术实现子系统与整车控制器（hcu）的互联。hcu接受多路传感器的输入信号，经控制策略的计算后输出到相应的执行器件。系统模块：（1）a/d信号处理模块；（2）驾驶员开关信号处理模块；（3）mcu外围配置电路模块；（4）sci串口通信模块；（5）can通信电路处理模块；（6）电源管理模块；（7）输入车速脉冲信号处理模块；（8）电磁阀驱动电路模块；（9）pcb设计。can通信网络能够完成子部件的信号反馈及控制指令的发送与接受功能。《分布式驱动电动汽车个性化智能控制关键技术综述》分布式驱动电动汽车是电动汽车的一种，尤其是轮毂电机驱动电动汽车相比于传统汽车更加稳定安全和节能，是未来电动汽车发现的方向。轮毂电机驱动电动汽车有四个驱动电机和四个转向电机，分别对应控制四个车轮的转角、驱动或制动转矩，电机响应速度和精确度均高于传统汽车。目前，国内外研究包括车辆状态与参数估计方法、驾驶员行为意图与特性和整车动力学控制这三个方面提高分布式驱动电动汽车的控制性能、智能化水平和产业化步伐。尤其是四轮独立驱动与四轮独立转向汽车具有非常显著的优势。《电动汽车电池管理系统的开发研究》新能源汽车对电池管理要求很高，精准的残电量显示和电池均衡是必不可少的，可以通过电池开路电压与放电深度的关系预测剩余电量，但由于内阻会改变，所以需要大量电压数据建立模型减小误差。通过ah积分法，即计算一段时间充放电时间的积分可以简单有效提高估算精确度。若电流测量不准确，会导致soc计算误差并积累，因此需要通过实验及电池充放电效率经验公式提高精确度。另外，由于长期充放电循环后电池组甚至整个用电系统内部不一致，所以需要实现主动均衡使得每个单位的电池处于同一水平，从而提高电池组的使用寿命。电感式均衡是用电感为媒介，将电池组中电荷量高的电池的电量转移到电荷量低的电池中。《电动汽车控制策略初探》电动汽车，是现代汽车发现的方向之一，本文的纯电动汽车是以整车控制器为载体，通过can总线实现对各个部件的协调控制。通过对1.驾驶员意图分析2.系统制动能量回馈控制3.优化管理整车能量4.电动化辅助系统管理5.故障监测与处理6.远程控制7.整车网络化管理can总线网关8.换挡控制功能这八个方面的研究实现满足监控舱温，完成复杂任务，支持多种编程语言，兼容性良好，开发难度低且成本大大降低的电动汽车。《电动汽车can总线技术分析》现代电动汽车电子系统越来越复杂，可靠性降低，维修难度增大，可以通过车载can网络技术解决。车载can网络应该考虑的要求：1，总线与节点接头的数量2.网络can系统性能监测方法3.维护与安装中的布线4.故障回复和容错问题5.节点的软硬件更新。车载can不同速率的总线分别连接不同类型的节点，通过网关服务器实现信息共享，纯电动汽车控制系统中的整车电脑vcn，动力电机控制电脑mcu，动力电池管理系统bms等等都是通过can总线交换数据及控制。can总线可靠性高，实时性好，性价比高，非常适用于车载控制系统，所以未来发展前景一片光明。《混合动力客车整车控制器的设计与开发》整车控制器是混合动力客车控制系统的核心，可以协调各个动力部件的运动并保障客车正常行驶，其设计直接影响客车的动力性经济型和可靠性。串联式，并联式，混联式混合动力汽车的优缺点不同，可以根据电机输出功率在整个系统的比重来选择。混合动力汽车的关键技术有：1，电池技术2.动力耦合装置3.驱动电机4.整车控制技术。目前国内整车控制器的技术水平与国外仍有较大差异。整车控制器是混合动力客车的大脑，与驾驶员进行直接交流，将相应的操作转化为指令，传输到can总线上，其他电控系统的控制单元根据指令进行操作和处理。它的功能有动力分配管理，再生制动能量回收控制，整车网络化通讯管理和故障诊断处理。作为软件系统的载体，它的好坏直接影响了控制策略的执行效果，因此，它的硬件系统设计是以实现高速高可靠性的通信，高效的数据处理，良好的抗干扰能力为目标。本文以北汽福田欧v客车有限公司的课题为依托，主要从整车控制器的总体设计方案，硬件设计与调试整车控制器的软件设计三个方面进行了论述，并对其功能进行了实验和验证。《纯电动汽车整车控制器设计与控制策略研究》本文与上文一样，都是对控制过程中的方法及算法入手，对比国内外整车控制器的发展现状，提出优化思路，在硬件与软件提出参考。对于传统的纯电动汽车控制逻辑，简单算法效率低，系统保护不足的明显缺点进行了研究分析，并在最后进行了可靠性的验证。参考文献《基于两种运行工况的增程式混合动力客车控制策略研究》魏兆森《混联混合动力车辆整车控制器设计》左义和《混合动力客车整车控制器的设计与开发》李润鑫《分布式驱动电动汽车个性化智能控制关键技术综述》李刚《电动汽车控制策略初探》张永新《电动汽车电池管理系统的开发研究》王悦新《电动汽车can总线技术分析》张永新

《纯电动汽车辆整车控制器设计与控制策略研究》许同盟

《新能源汽车车载网络结构剖析 》 许建强

《基于can地下混合动力车辆电控系统设计分析 》袁红军