学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混合电动汽车电控系统研究

作　者: 杨辉前
导　师: 王耀南
学　校: 湖南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 混合电动汽车能量总成控制器 CAN总线数据采集存储 USB主机系统实时仿真
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 64次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

20世纪90年代以来，由于世界能源危机加剧和人类环境的日益恶化，研发环保节能型电动汽车受到了各国政府和各大汽车公司的大力支持。本文整个研究工作紧密围绕湖南大学“985工程”二期建设项目汽车先进设计制造技术科技创新平台“混合电动汽车电控系统研究方向”展开。论文首先阐述和分析了研究新型电动汽车的紧迫性和重要性，详细分析了各种电动汽车技术的优缺点，并给出了混合电动汽车的选型方案和动力系统结构。接着探讨了CAN总线通信技术，构建了整车通信网络，并利用网络仿真工具对整车CAN网络进行了建模和仿真。针对不同CAN控制器和HEV需求，实现了内嵌式CAN节点设计，总结了CAN网络设计的关键技术。制定了符合控制要求的CAN网络应用层协议，实现了整车各单元的全数字控制，并调试验证了该协议的可靠性和实时性。设计了基于LIN总线的低速控制网络节点，为整车网络高低速控制提供接口，使得低成本的内部互联网络控制成为可能。然后对整车控制技术要求进行了功能需求分析，提出了具体的实施方案，给出了整车硬件平台设计方案。应用当今世界最先进32位定点DSP芯片TMS320F2812，采用硬件模块化设计方法实现了系统需要的外围电路和接口，总结了具体的电路设计关键技术和调试方法，及印制电路板抗干扰设计的注意事项。应用流行的XILINX CPLD器件进行译码，详细给出了各功能模块的实现原理和步骤，Verilog硬件编程语言实现的各模块，为以后片上系统的实现奠定了基础。最后设计了基于USB总线的数据采集主机系统，深入剖析了系统实现的全过程，包括USB总线协议，海量存储设备类规范，文件系统基本原理，USB电路设计及固件的调试的实现。固件采用模块化设计，实现了设备的检测，文件系统识别，基于UFI命令的批数据传输，为整车性能实时仿真提供所需数据。通过平台的研发，掌握具有自主知识产权的核心关键技术。使该平台具有功能强大通用性好的优势，并在实际项目中得到应用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-24
  1.1 论文研究背景  11-12
  1.2 新型电动汽车介绍  12-14
    1.2.1 三种新型汽车  12-13
    1.2.2 新型汽车比较  13
    1.2.3 混合电动汽车简介  13-14
  1.3 混合电动汽车国内外研究现状和前景  14-15
  1.4 项目车型选择及动力系统结构  15-17
    1.4.1 车型的选择  15-16
    1.4.2 动力系统结构的选择  16-17
    1.4.3 动力系统结构特点  17
  1.5 混合电动汽车电控系统及整车控制  17-21
    1.5.1 混合电动汽车电控系统  17-20
    1.5.2 混合电动汽车整车控制  20-21
  1.6 论文主要研究工作和创新点  21-22
    1.6.1 论文主要研究工作  21
    1.6.2 创新点  21-22
  1.7 论文组织结构  22-24
第2章混合电动汽车能量总成控制器硬件平台的总体设计  24-35
  2.1 系统功能需求  24-25
  2.2 设计目标  25
  2.3 核心控制器选型  25-32
    2.3.1 模拟和数字系统优缺点比较  25-26
    2.3.2 数字信号处理技术的发展历程  26
    2.3.3 技术指标的确定  26-29
    2.3.4 TMS320F2812简介  29-30
    2.3.5 F2812开发工具介绍  30-32
  2.4 系统总体方案设计  32-34
  2.5 小结  34-35
第3章混合电动汽车总线通信技术  35-60
  3.1 CAN总线通信技术基础  35-39
    3.1.1 CAN总线简介  35-36
    3.1.2 CAN总线特点  36-38
    3.1.3 CAN总线技术规范  38-39
  3.2 混合电动汽车CAN通信网络设计  39-40
  3.3 混合电动汽车CAN通信协议制定  40-44
    3.3.1 CAN通信协议模型  40-43
    3.3.2 CAN通信协议制定  43-44
  3.4 混合电动汽车CAN网络功能建模与仿真  44-50
    3.4.1 基于Vector CANoe的HEV网络设计开发  46-49
    3.4.2 基于Vector的CAN通信网络实现  49-50
  3.5 CAN总线节点设计  50-52
    3.5.1 CAN控制器选择  51
    3.5.2 CAN收发器PCA82C250介绍  51
    3.5.3 通用CAN节点设计  51-52
    3.5.4 内嵌式CAN节点设计  52
  3.6 CAN总线通信现场调试技巧  52-54
  3.7 LIN总线基础及其在混合电动汽车中的应用  54-59
    3.7.1 LIN总线及特点介绍  54-55
    3.7.2 LIN总线与CAN总线比较  55-56
    3.7.3 LIN总线结构  56
    3.7.4 LIN总线协议标准  56-57
    3.7.5 LIN总线通讯规则  57-58
    3.7.6 LIN总线的现状和前景  58-59
  3.8 小结  59-60
第4章混合电动汽车能量总成控制器硬件平台的实现  60-113
  4.1 外围器件选型与详细电路图设计  60-107
    4.1.1 电源转换模块  60-67
    4.1.2 时钟复位模块  67-71
    4.1.3 JTAG接口电路  71-72
    4.1.4 存储器扩展电路  72-76
    4.1.5 A／D隔离输入模块  76-80
    4.1.6 D／A隔离输出模块  80-85
    4.1.7 CAP捕获模块  85-86
    4.1.8 IO量隔离输入模块  86-88
    4.1.9 开关量隔离输出模块  88-89
    4.1.10 CAN总线模块  89-90
    4.1.11 SCI串行通信模块  90-93
    4.1.12 LIN总线模块  93-95
    4.1.13 USB主机数据采集模块  95
    4.1.14 RTC实时时钟模块  95-99
    4.1.15 CPLD译码模块  99-107
    4.1.16 几个特殊引脚的处理  107
  4.2 PCB制板与抗干扰设计  107-110
  4.3 硬件调试与系统集成  110-112
    4.3.1 F2812实时仿真必要条件  110
    4.3.2 硬件调试的主要步骤  110-111
    4.3.3 外围器件调试  111-112
    4.3.4 系统集成  112
  4.4 小结  112-113
第5章混合电动汽车运行性能参数采集存储USB主机系统设计  113-142
  5.1 运行性能参数数据采集系统概述  113-114
  5.2 USB协议基础  114-120
    5.2.1 USB体系结构  115-116
    5.2.2 USB数据通信  116-120
  5.3 Mass Storage、Bulk-Only与UFI协议  120-124
    5.3.1 Mass Storage协议  120-121
    5.3.2 Bulk-Only传输协议  121-123
    5.3.3 UFI指令集  123-124
  5.4 存储介质与文件系统  124-129
    5.4.1 硬盘文件系统  125-128
    5.4.2 U盘文件系统  128-129
  5.5 USB主机系统硬件设计  129-132
    5.5.1 主机控制器选型  129-130
    5.5.2 硬件电路实现  130-132
  5.6 USB主机系统软件设计  132-139
    5.6.1 软件设计思想  132-136
    5.6.2 软件设计实现  136-139
  5.7 USB通信调试  139-141
  5.8 小结  141-142
结论  142-155
参考文献  155-159
附录A(攻读硕士学位期间发表的论文目录)  159-160
附录B(专利发明,成果鉴定,挑战杯获奖等情况)  160-161
附录C(电路原理图及印制电路板实物图)  161-167
致谢  167-168

混合电动汽车电控系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文