电动汽车控制系统之整车控制系统研究

前言

电动汽车控制系统的应用是当今汽车行业高新技术发展的必然趋势，电动汽车控制系统的四个主要控制单元为电动汽车整车控制系统，电动机控制系统，充电机控制系统和电池管理控制系统。电动汽车整车控制系统由整车控制器、通信系统、零部件控制器以及驾驶员操纵系统构成，其主要功能是根据驾驶员的操作和当前的整车和零部件工作状况，在保证安全和动力性的前提下，选择尽可能优化的工作模式和能量分配比例，以达到最佳的燃料经济性和排放标准。

一、 电动汽车整车控制系统及功能分析

1)控制对象：电动汽车驱动系统包括几种不同的能量好饿储能元件(燃料电池，内燃机或其他热机，动力电池和/或超级电容)，在实际工作过程中包括了化学能、电能和机械能之间的转化。

电动汽车动力系统能流图如下：

2)电动汽车整车控制系统结构：电动车动力系统的部件都有自己的控制器，为分布式分层控制提供了基础。分布式分层控制可以实现控制系统的拓扑分离和功能分离。拓扑分离使得无力结构上各个子系统控制系统分部在不同的位置上，从而减少了电磁干扰，功能分离使得各个子系统部件完成相对独立的功能，从而可以减少子不见得相互影响并提高了容错能力。

3)整车控制系统对车辆性能的影响主要有三个方面：

① 动力性和经济性

②安全性

③驾驶舒适性及整车的协调控制

电动汽车整车控制系统如下：

二、电动汽车整车控制器

电动汽车整车控制器VCU(Vehicle Control Unit)是电动汽车整车控制系统的核心部件，它采集电机控制系统信号、加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判断后，监控整车各单元的工作(包括驱动仪表显示单元)。

1)整车控制器功能：整车控制器是控制系统的核心，承担了数据交换、安全管理和能量分配的任务。根据重要程度和实现次序，其功能划分如下。

①数据交互管理层②安全故障管理层③驾驶员意图层④能量流管理层

2)整车控制器的开发

现在的ECU开发多采用V模式开发流程。V模型开发流程如下：

第一步，功能定义和离线仿真

第二步，快速控制器原型和硬件开发

第三步，目标代码生成

第四步，硬件在环仿真

第五步，调试和标定

结束语

电动汽车控制系统是一个非常复杂的系统，整个电动汽车控制系统还需要与基于CAN总线和串行通讯总线的轮式驱动、电动汽车通讯系统和电池监控系统相结合，实现对车辆运行状态的检测、控制以及故障排除。近几年国内电动汽车控制系统的研制已经有了很大的进步，随着电动机及驱动系统的发展，电动汽车控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统中。