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1、 2015届毕业设计说明书 支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 王 思 宇 指导教师： 黄海波 职称 实验师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气本1105班 完成时间： 2015年6月 6日 摘 要现代电子控制技术广泛利用于电动车行业，因为它的电动车之间的参数共享，使它广受电动车行业的青睐。因为有数据交换效率高和抗噪声能力强的CAN总线，使它成为了首选的电动车内部通信网络。文中介绍的电动车三相逆变电源即为电动车车载辅助逆变电源，并称为“辅助电源”,辅助电源为电动车各个部门之间交流电机提供了负载。如电动车的空调系统中的压缩机，方便转向
2、助力油泵、电动车刹车气泵和冷却水循环中的水泵，等。在设计电动车辅助电源时它要求：（1）在行驶的过程中保持逆变辅助发动机的运行稳定，可以根据上位机提出的要求做出相应的工作状态；（2）在电动车负载电源发生故障时，比如：（发动机发生短路现象），需要断开输出，进行安全关机。通过CAN的控制总线，发生出来的故障需要向各个节点和上位机进行报告，并对总线中每个发生的故障做出操作，如：在位于电动车上显示系统显示出系统做出的预警告示信息,提醒驾驶员减速。并通过电动车电源管理系统发出指令关闭辅助逆变电源的输入，接收其错误代码和保存当前电动车运行数据，来方便维修人员排除故障。要实现电动车的辅助逆变电源的基本功能，可
3、以选择一个变频器进行改装,从底层开始进行开发和加强电动车上各种智能化节点的优化,这样有利于直接选择支持电动车CAN总线接口的所需要的控制芯片,在控制芯片选好后做好控制程序的集成来满足CAN总线的通讯要求,最后用开环仿真可以很好的来实现设计中的故障系统，最后通过上传总线控制，来进行故障管理，实现CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计。 关键词：逆变器;电源;控制器;ABSTRACTModern electronic control technology is widely used in the electric vehicle industry and it is widely favored
4、by the electric vehicle industry because parameters of electric vehicle is shared. Because CAN bus has high efficiency in data exchange and strong ability in anti noise, it became the preferred internal communication network of electric vehicle.The three-phase inverter of electric vehicle introduced
5、 in this paper is vehicle auxiliary inverter of electric inverter and it is known as the auxiliary electrical power source”, which provides load to AC motor among various departments of the electric vehicle, such as the compressor of the electric vehicles air conditioning system, power steering pump
6、, brake air pump of electric vehicle and water pump in cooling water cycle. In the design of electric vehicles auxiliary power, it requires: (1) keep stable operation of the inverter auxiliary engine in the process of travailing and corresponding working condition can be made according to the requir
7、ements of host computer ; (2) when the load power failure of electric vehicle such as engine short-circuit happens, the output needs to be disconnected to secure safe shutdown. Fault happened needs to the various panel points and the host computer through the CAN bus control and every fault in the b
8、us needs to be operated, such as early warning signs in display system of electric vehicle to remind the driver to slow down. Moreover, Issuing a directive to turn off the input of auxiliary inverter power, receiving its error code and saving the current running data of electric vehicle would be con
9、ducted through power supply management system of electric vehicle to facilitate troubleshooting of maintenance personnel.To realize the basic functions of the electric vehicles auxiliary inverter, a frequency converter can be chosen to make modification. Developing and strengthening the optimization
10、 of intelligent panel point from the ground is choosing the chip that can support the CAN bus of the electric vehicle. After choosing the ideal chip, good integration of control program can be made to meet the communication requirement of the CAN bus. Finally, fault system in the design can be secur
11、ed by open-loop simulation, fault management can be done by uploading bus control and design of electric inverter power of CAN bus can be realized. Key words Inverter; The power supply;The controller目 录1 绪论1 1.1 选题背景及意义1 1.2 逆变电源概况1 1.3 论文研究内容的章节安排22 整体研究方案3 2.1 电源设计方案3 2.2 系统总体设计方案的确定43 硬件的电路设计5 3.
12、1 逆变电源硬件构成5 3.2 P8OC592芯片介绍7 3.3 复位电路模块7 3.4 指示灯电路模块8 3.5 电源电路模块9 3.6 接口电路模块9 3.7 晶振电路模块11 3.8 CAN通信模块11 3.8.1 CAN总线基本原理11 3.8.2 CAN通信模块电路设计124 软件的系统设计14 4.1 软件系统的设计构思14 4.2 主控程序软件设计14 4.2.1 主控程序设计方案14 4.2.2 主程序设计流程15 4.3 故障处理程序设计16 4.4 CAN总线数据通信子程序设计165 电路开环仿真结果19 5.1 开环仿真结果19 5.2 仿真结果总结21结束语23参考文献
13、24致谢27附录 28 附录A 整机电路图28 附录B 程序清单291 绪论1.1 选题背景及意义根据现在社会的发展，有效能源的不断枯竭，如果人类在这样没有遏制的持续下去的话，将在不久的将来给人类带来不可预知的灾难。同时，能源消耗，会造成不可逆的环境影响，如：空气污染等。而这种不可再生资源的如：石油资源，会随着社会的发展，汽车制造水平不断提高，人们生活水平的提高，使汽车作为交通出行的重要手段，更多的汽车资源将快速消耗，增加环境污染，还会造成能源短缺等问题。目前中国的汽车产销量居世界第一，由此消耗的能源和环境的破坏更为严重。因为电动车储存设施内的基本存储容量有限，所以要加强在电动车在运行程的功率
14、流严格管理，使其达到管理要求。有了良好的电池的管理，就能加强车辆的行驶里程，从而减少电池使用过多导致的电池充电次数增加，并节省出电动车运行过多的运行费用。电动车能量管理于电动车的电机功率，电池的电压和其它电动车中需要用电的设备。在德国有一家公司为了解决现代汽车中众多的数据交换问题和控制问题，研发出一个可以发展总线通信结构（控制器局域网），广泛应用于传统燃油汽车，如宝马，保时捷，和奔驰。同时，被认为是最好的电动汽车CAN总线通信结构，在我国推出的“863计划”里就提出过关于电动汽车CAN总线通信模式，要求CAN总线通信模式是所有新申报的电动汽车开发项目里必须使用的1。CAN总线是管理实时控制的串
15、行和一种可以很有效的支持分开各个部分控制的通信网络，是一个典型的CAN总线结构的电动汽车原理图，其中包括了主电机控制器的车辆动态部分，电动车的电池管理，以及仪表台显示系统等用电设备，在这些众多的子系统中，它们之间通过数据通信和下达命令的传输。可以使设备可以在每个节点可以在自己的系统总线下独立运作，来满足电动车辆安全的需要。同时，CAN总线是不会导致结构坍塌的系统装置2。1.2 逆变电源概况逆变电源的硬开关PWM为供电方式。电源变换技术的发展是基于现代微电子技术和电力电子技术的发展为前提，基于现代电力电子器件和一个新的电路，随着生产的需要和发展的增长。对于变换AD/DA而言，由原设备的电机发电机组，由于量高，效率低，性能差，已基本被淘汰，7 0的采用晶闸管变频器设备由于自身的缺陷所控制的现代转换装置取代。由于新的电力电子器件的不断涌现，成熟，双零开关脉宽调制电路的谐振电路的不断完善，新的功率转换技术被广泛应用的新型电力转换装置就高功率小，频率高，可靠性和模块化，数字化，
