摘 要

随着国家在“十二五”规划中提出要将国家打造成一个创新型国家，其中将具有“能耗低”、“排放低”、“噪音低”等特点的新能源领域作为我国汽车产业发展的重心^[1]。而纯电动汽车的发展作为汽车行业未来发展的重点之一，对新能源的发展和我国汽车工业转型有着极大的影响。随着，我国汽车行业自主品牌的崛起，我国越来越多的自主品牌已经迈开脚步投入到纯电动汽车的设计研发中，并建立了独立新能源技术部门，为新能源技术革新和自主研发提供了极大的保障。同时政府对纯电动汽车的大力扶持，和优惠政策也使得越来越多的消费者更倾向于选择电动汽车作为城市出行交通工具。由此可见，在未来很长时间内纯电动汽车都是我国汽车行业发展的核心。

纯电动汽车不同于传统发动机汽车，它的整车动力来源是蓄电池组提供的电能。由于目前蓄电池技术发展中成本、容量、重量等问题没有得到完善的解决，因此以蓄电池电能提供动力的纯电动汽车的动力性普遍要比传统内燃机汽车低，另外电动汽车中电能的管理、分配和驱动电机的模式选择等也是目前纯电动汽车技术的重要研究对象^[2]。因此，对作为纯电动汽车核心的整车控制器提出相应的整车控制策略将对纯电动汽车的前进提供积极有效的帮助。整车控制器策略研究内容主要有：提高能量利用效率，增加续航里程，合理选择驱动模式，提升安全性等诸多要点。而整车控制器强电上下电策略作为汽车安全性和能量利用中最重要的一环，已经引起了众多学者的注意力，而整车控制器强电上下电控制检测和控制策略的开发已被列为纯电动汽车研究的重点之一。本文将对上下电控制监测和控制策略作出相应的研究。

本文将在导师提供的纯电动汽车研究的帮助和查阅大量文献为前提下提出某款纯点汽车整车控制器相应的控制策略。本文主要包括以下几点：

1)总结了研究纯电动汽车的背景和意义，以及国内外纯电动汽车的发展现状。

2)分析了纯电动汽车控制系统，并就其核心整车控制器进行详细介绍。

3)综述当前纯电动汽车领域的整车控制器策略研究状况并简要提出一种完善的整车控制器策略。

1. 提出整车控制器中强电上下控制策略的分析与设计。
2. 结合整车故障分析，提出纯电动汽车高压电故障自检和诊断。

关键词:纯电动汽车；整车控制器；控制策略；上下电

Abstract

As the state proposed to countries in the "Twelfth Five-Year Plan" playing an innovative country, which has a "low energy", "low emission" new energy "low noise" features .As the focus of the new energy field of China's automobile industry development. The development of pure electric vehicles as the focus of future development of the automotive industry, which has great influence of the development of China's automobile industry restructuring and new energy . With the rise of independent brands of China's automobile industry, China's growing number of independent brands have to take a step into the design and development of pure electric vehicles. Established an independent department of new energy technologies, new energy technology innovation and independent research and provides great protection. Also, the Government of pure electric vehicles strong support and preferential policies also makes more and more consumers prefer electric cars as urban travel transportation.Thus, in the future, electric vehicles are the core of the development of the automotive industry in China.

Unlike traditional electric car engine car, the vehicle battery pack provides powerDue to the current development of the battery cost, capacity, weight and other issues have not been perfect solution, and therefore the power of pure electric vehicle is lower than conventional cars, Also electric vehicle energy management, distribution and motor drive mode selection is currently an important research object of pure electric vehicle technology.Therefore, the vehicle controller propose appropriate vehicle control strategy will be pure electric car forward to provide positive and effective help.Vehicle Control Strategies include: improve energy efficiency, increase mileage, selecting drive mode, improved security, and many other points. The strong electric vehicle controller power up and down as a policy vehicle safety and energy use is the most important part, it has attracted the attention of many scholars, and strong electric vehicle controller to control the upper and lower power detection and control strategies have been developed It is listed as one of the key pure electric vehicle research.This article will examine the vehicle controller up and down electrically controlled monitoring and control strategy

This paper will present a paragraph pure electric automobile controller corresponding control strategy. This article includes the following points:

1. summarizes the background and significance of the development of pure
2. electric vehicles, and the development of pure electric vehicles at home and abroad.
3. Elaborate pure electric vehicle control system analysis, and make a detailed presentation on vehicle controller.

3) Review of the current status of the vehicle controller Strategies and briefly presents a perfect vehicle control strategy.

4) propose upper and lower control of strong current of electric vehicle controller strategy’s analysis and design.

5) Combined with vehicle failure analysis, propose pure electric vehicles, high-voltage fault detection strategy.

Keywords: pure electric vehicles; vehicle controller; control strategy; power up and down

目 录

第1章 绪论 1

1.1纯电动汽车的研究背景及意义 1

1.2纯电动汽车研究现状 2

1.2.1国内发展现状 2

.2.2国外电动汽车发展状况 3

1.3本章小结 4

第2章纯电动汽车整车控制系统分析 5

2.1整车控制系统的基本构成及工作原理 5

2.2整车控制器研究 6

2.2.1整车控制器主要功能 6

2.2.2控制器的设计要求 8

2.2.3整车控制系统信号定义 8

2.3高压配电系统研究 10

2.3.1高压配电系统需求设计 10

2.3.2高压配电盒功能描述 11

2.4本章小结 13

第3章整车控制器控制策略 13

3.1整车控制器控制策略概述 13

3.2电机驱动控制策略 13

3.3能量管理控制策略 14

3.4安全管理控制策略 15

3.5充电管理策略 17

3.6整车通信网络管理控制策略 18

3.7制动馈能控制策略 20

3.7.1制动馈能约束条件 20

3.7.2制动馈能控制的影响因素 21

3.7.3制动力分配策略 22

3.8本章小结 22

第4章 电动汽车上下电控制策略的分析与设计 23

4.1上电控制策略分析与设计 23

4.1.1上电策略开发总体思路 23

4.1.2预充电电路 23

4.1.3上电流程 24

4.2下电控制策略的分析与设计 26

4.2.1下电控制策略 26

4.2.2下电流程 27

4.3本章小结 28

第5章 纯电动汽车整车故障分析与自检 29

5.1车辆故障等级划分 29

5.2高压电系统故障分析 32

5.2.1上电瞬态冲击故障 32

5.2.2绝缘故障 32

5.2.3短路故障 32

5.2.4断路故障 33

5.2.5动力蓄电池组故障 33

5.2.6事故引发故障 34

5.3高压电系统检测策略 34

5.3.1高压环路互锁检测 35

5.3.2绝缘检测 35

5.3.3高压系统回路电压检测 35

5.3.4温度检测 35

5.3.5事故检测 36

5.4本章小结 36

第6章 总结及展望 36

6.1总结 36

6.2展望 37

参考文献 38

致谢 40

第1章 绪论

1.1纯电动汽车的研究背景及意义

随着社会经济技术的高速发展，环境污染和能源危机已成为阻碍发展的两大难题。而汽车行业作为国民实体经济的重要组成，其对能源和环境的影响可谓举足轻重。传统内燃机汽车不仅能源消耗大而且严重污染生态环境。而相比较之下，电动汽车具有“零排放”“能量利用率高”“能够利用各种清洁能源”“噪声低”等优点。因此在汽车保有量缓慢增长的今天逐步推广应用电动汽车能有效的解决汽车能源消耗严重和排放，噪声污染等问题^[3]。

如今，纯电动汽车的发展已被整个汽车行业列为重点，国外的很多汽车公司都有较为领先的纯电动汽车技术，如宝马i3，日产聆风，Tesla ModelS等。其中Tesla ModelS车辆使用8000个电池组成，其行驶距离可以达到大约四百八十三公里，在动力方面，能够在14秒内完成400米的加速，在燃油经济性方面，其百公里耗电量换算成百公里油耗也仅为2.64L/100km，同传统汽车相比具有非常强劲的竞争力。而国内的纯电动汽车研究也有较为突出的进步^[4]。一方面，各大高校如清华大学、北京理工大学、吉林大学、华南理工、同济大学、武汉理工大学也都在电动汽车的研究上有一定的成就。其中北京理工大学在已掌握的技术上研发并向北京奥运会提交了50辆纯电动客车，清华大学在常州市建立了纯电动汽车基地，加强了院校与企业、政府的共同合作。另一方面，我国自主车企也在不断提升并完善纯电动汽车制造及研发技术，推出了一些列较为优秀的产品，如比亚迪e6、荣威e50、奔腾b50等。其中比亚迪e6是一款纯电动四驱，百公里加速时间仅为9s，最高时速达140km/h，最高续航300km，其研发技术在国内较为领先。比亚迪E6、Tesla ModelS如图1.1所示。