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1、摘 要针对全球气候的逐步恶化、城市大气污染加剧以及石油资源过度消耗，许多国家都正在积极开发节能型、环保型汽车。混合动力车辆已成为汽车技术研究的热点，而总线通讯技术和分布式控制网络也在汽车电子领域广泛应用。混合动力汽车是传统燃油汽车和纯电动汽车两相结合的新车型，具有低污染和低油耗的特点，是当前解决节能问题、环保问题的切实可行的过渡方案。为实现混合动力车辆能量管理和运动控制，基于DSP单片机和CAN总线技术实现混合动力汽车整车能量控制器的设计，包括电源管理模块、DSP外围配置电路、CAN接口电路、SCI串口通信电路、LCD显示电路、数据采集电路。DSP接收由数据采集单元采集来的车辆实时运行信息，如
2、：加速踏板位置、刹车踏板位置、车速等信息，进行计算，求出车辆运行需要的发动机转矩、ISG驱动电机转矩，并通过CAN总线以电信号的形式将输出传输到各个控制单元以实现整车的实时控制。相对传统内燃机汽车，本控制器取消了发动机怠速；提高了发动机平均负荷率；实现了制动能量回收。优化了车辆的经济性。在车辆需要频繁加减速和怠速起停的城市循环工况下，节能效果更加明显。关键词：CAN总线，DPS，混合动力汽车，整车能量控制The Power Control System Of Hybrid Electric VehicleAbstractWith the deterioration of the global
3、climate and the excessive consume of the oil resources,developing energy-efficient automobiles becomes an important direction in the automobile industry.Hybrid electric vehicle has become hot-spot in automotive engineering,and bus communication and distributed control network are widely used in auto
4、motive electronics.Hybrid electric vehicle employing two power souces-neternal combustion engine and electric motor,has been accepted world-widely as one of the most promising methods to solve these two problems.To realize energy management and kinetic control of HEV,according to DSP and CAN communi
5、cation carry out the the vehicle power control module ,including the power management module,DSP module,CAN communication module, SCI communication module and LCD module.DSP receives the data that collected of the vehicle that the unit collects by the data to go an information, such as:Accelerate pe
6、dal position and braking pedal position,speed information, carry on a calculation, beg the motor that a vehicle circulates a demand to turn and ISG to drive electrical engineering to turn,and pass the CAN communication delivers the exportation to each control unit by the form of telecommunication wi
7、th carry out the vehicle power control module.Opposite traditional internal combustion engine car, this controller canceled motor Dai soon;Raised a motor the burden rate is on the average;Carried out to make an amount of kinetic energy recall.It was excellent to turn the economy of the vehicle.Econo
8、mize on energy effect Under circulating work condition in the city that needs to be multifarious to add and subtract soon to soon rise to stop in the vehicle,its getting more obvious.Key words：CAN bus，DSP，Hybrid electric vehicle，the vehicle power control module 目 录第一章 绪论11.1本课题的背景、目的和意义11.2混合动力汽车国内外
9、发展现状31.3混合动力汽车的分类61.4混合动力汽车的特点及比较91.4.1串联式混合动力汽车的特点91.4.2并联式混合动力汽车的特点101.4.3混联式混合动力汽车的特点101.5论文的研究内容11第二章 方案论证122.1 ISG型HEV的工作原理122.2控制器CPU的选择122.3 CAN总线的在混合动力汽车上的运用132.4动力总成控制系统的结构分析和选择152.5系统硬件总体框图152.6稳压芯片的选择162.7 RS-232收发器接口芯片172.8 CAN收发器172.9 ISG型混合动力汽车动力传动系统布置方案和整车控制策略17第三章 HEV动力总成硬件系统设计203.1系
10、统的硬件需求分析203.2功能模块划分203.3 TMS320F2812的介绍203.4 DSP最小系统及相关电路223.4.1供电电路223.4.2复位电路233.4.3时钟振荡电路233.4.4 JTAG接口电路233.4.5 SCI串口通讯电路243.4.6 AD转换电路243.4.6 CAN通讯接口电路253.5 LED灯与按键电路263.6 LCD液晶驱动电路273.7油门/制动踏板位置信号采集电路273.8车速采集电路283.9发动机转速采集电路29第四章 HEV动力总成软件系统设计304.1软件系统总体设计304.1.1能量控制算法314.1.2主程序流程图324.2 AD转换模
11、块344.3显示模块35第五章 结论365.1总结365.2展望36参考文献38致 谢40附录1：程序清单41附录2：硬件连接图51IV第一章 绪论1.1本课题的背景、目的和意义内燃机汽车经过120多年的发展和壮大，为人类文明做出了巨大贡献，创造了难以计算的直接或间接经济利益【1】。但是，随着内燃机汽车保有量的急剧增长，人们越来越认识到传统的内燃机汽车对人类环境带来的危害。汽车污染物排放所引起的环境恶化、大气污染已成为人类面临的一个严峻课题。众多的燃油汽车对石油资源的需求量越来越大，随着日渐严峻的能源危机的凸现，迫切要求各大汽车生产厂家开发新能源汽车；同时，燃油汽车的排放还带来了严重的环境问题
12、，世界各国环保的呼声高涨，制定了一系列十分严格的汽车排放法规，要求生产厂家开发无污染和超低污染的汽车，以减少汽车排放。按科学家预测，地球上的石油资源如果按目前的消耗水平，石油资源仅汉可以维持60100年。2l世纪以来，石油价格的上涨已对世界经济的发展形成了巨大的威胁，人类将面临更加严峻的石油资源的危机和挑战。随着全球环境与能源问题日益突出，开发低排放、低油耗的新型车辆成为世界各国共同关注的发展方向。为了满足能源和环保的要求，经过对各种新燃料，新能源和新动力的探索，电动汽车成为最主要的选择之一，各种各样的电动汽车脱颖而出【2】。电动汽车主要包括纯电动汽车(Electric Vehicle，EV)
13、、混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle，HEV)和燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle，FCV)【3、4】。纯电动汽车完全由车载电池提供电能，依靠电动机驱动整车，具有零排放、低噪声、结构简单、易于维护等优点，它的充电可以利用夜晚用电低谷时间完成。这可大大缓解供电、用电矛盾中对电力储备能力的要求。但是，由于蓄电池是纯电动汽车的唯一动力能源，而一般蓄电池的能量密度与汽油相差极大，所以纯电动汽车的性能无法与传统的燃油汽车相比较，而且电动汽车一次充电的行驶里程短、初始价格高、充电时间长也是使用受到限制的主要障碍。电动车用蓄电池在能量密度、比功率和寿命和续驶里程等
14、方面的不足是电动车全面走向市场的瓶颈问题，这些问题都制约了纯电动汽车的产业化发展。至今纯电动汽车仍未达到广泛普及的实用阶段，最严重的问题是动力电池技术上的困扰，能量密度低、续驶里程短、充电时间长等，其性能价格比太低，远不能与现有内燃机汽车相竞争，用户难于接受，特别是充电站网的建设困难可能要大于研制、生产电动汽车本身。燃料电池汽车具有极高的效率、低排放、低噪音，其甲醇燃料或乙醇燃料有广泛的来源，并可再生等重大优势，例如巴西使用甘蔗制造的乙醇燃料产量高，成本低，尤其排放物仅为二氧化碳和水，所以燃料电池汽车为各大汽车生产厂家所重视，已成为世界各大汽车集团新世纪激烈，竞争的焦点，被喻为2l世纪改变人类
15、生活的十大高科技之首，但产业化仍需较长时间。这种情况下，混合动力汽车就成为一个两全其美的解决途径，在世界范围内成为新型汽车开发的热点，成为当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。混合动力汽车英文缩写为HEV，即Hybrid Electric Vehicles。根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议【5】，混合动力汽车是指由两种或两种以上的储能器、能源或转换器作为驱动能源，其中至少有一种能提供电能的车辆。根据这个通用定义，混合动力汽车有很多可能形式，例如汽油机和蓄电池混合、柴油机和蓄电池混合、蓄电池和燃料电池混合、蓄电池和飞轮混合、蓄电池和超大容量电容器混合等。但该定义容易混淆，不易为人们接受。目前，一般把采用燃料电池和蓄电池作为动力的汽车称为燃料电池电动车，把采用蓄电池和电容器作为动力的汽车称为超大容量电容器辅助动力电动车，而混合动力汽车(HEY)专指既有内燃机又有电动机驱动的车辆。由此可知，所谓混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle)，是车上装有热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）两种动力源，并且以蓄电池组作为电能存储装置的车辆。它是介于内燃机汽车和纯电动汽车之间的一种独立车型。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行状况灵活调控，
