四轮独立驱动电动车控制系统的设计

电动汽车整车控制器和能量管理的开发和设计,包括轮毂电机驱动车辆

武汉理工大学

硕士学位论文

四轮独立驱动电动车控制系统的设计

姓名：李乐

申请学位级别：硕士

专业：控制科学与工程

指导教师：李波

20100501

电动汽车整车控制器和能量管理的开发和设计,包括轮毂电机驱动车辆

武汉理Ｔ大学硕士学位论文

摘要

伴随着全球越来越严重的能源短缺和环境污染问题，电动汽车技术的发展受到了日益关注。四轮独立驱动电动汽车代表了一种新颖的电动汽车发展方向，由于其理想的控制特性和良好的应用前景，受到学术和工程界的普遍关注，已经成为研究热点。

本文顺应当前研究热点，分析了四轮独立驱动电动车的国内外研究现状，对四轮独立驱动电动车控制系统进行了理论与实际研究。设计了一套结构完整的四轮独立驱动电动车控制系统方案，在相关研究领域具有一定的现实意义。

本文首先构建了四轮独立驱动电动车控制系统总体方案，描述并阐明了其结构组成；合理选取各种车身传感器，对车身电气设备进行了布局；通过与传统燃油汽车的控制系统比较，讨论了四轮独立驱动电动车整车控制策略，确定了以车体速度为最佳整车控制方案；讨论了四轮独立驱动电动车在进行匀速直线、加减速、转向这三种基本运行方式时应采取的实现策略。

然后，本文就所构建的四轮独立驱动电动车控制系统的三个组成部分：轮毂电机驱动控制器、整车控制器、ＣＡＮ通信网络，展开具体分析研究。在完成轮毂电机选型的基础上，对轮毂式无刷直流电机的工作原理、数学模型以及控制方案进行了深入研究，进而设计了基于单片机ＰＩＣｌ８Ｆ４４８０的轮毂电机驱动控制器的硬件和软件系统，实现了对轮毂电机的外环速度环、内环电流环双闭环调速控制，并重点阐述了电子换相和速度／电流ＰＩＤ调节程序；设计了基于ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２的整车控制器，详细介绍了整车控制器的硬件组成，使整车控制器在满足系统功能的基础上，不仅方便调试和仿真，而且具有很好的扩展性；对ＣＡＮ通信网络的拓扑结构、通信协议进行了深入分析，选择ＣＡＮ２．０Ｂ作为总线通信协议，选择了标准数据帧格式，对消息优先级进行了排定，给出了标识符与消息优先级的对应关系，在此基础上设计了各节点的ＣＡＮ通信消息收发软件流程。

关键词：电动汽车，四轮独立驱动，轮毂式无刷直流电机，ＣＡＮ总线，

ＴＭＳ３２０Ｆ２８ｌ２处理器

电动汽车整车控制器和能量管理的开发和设计,包括轮毂电机驱动车辆

武汉理丁大学硕十学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

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电动汽车整车控制器和能量管理的开发和设计,包括轮毂电机驱动车辆

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