启动发电机发电
图8-43 软件主流程图
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.3.1 制动能量回馈系统的结构 及主要研究内容
图8-46 再生——液压混合制动系统的结构
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.3.2 制动能量回馈的基本原理
B nA n n10 A D f1
n20 C
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
（5）打滑控制任务 （6）能量回收任务
调用系统函数 使用周期性报警
调用CAN总线接收信息函数 读入各buffer中的CAN信息
（7）CAN总线接收任务
按顺序将CAN消息中的数据信 息保存到数组CANData[10][8]
等待延时到期事件 清除延时到期事件
图8-25 CAN 总线接收任务
3. 整车控制策略 （1）串联型混合动力电动汽车的控制策略 ① “恒温器”控制模式 ② 发动机跟踪器控制模式 （2）并联式混合动力汽车的控制策略 ① 以车速为主要参数的控制策略 ② 以功率为主要参数的控制策略 ③ 采用优化技术的控制策略 ④ 以成本和燃油经济性为目标的控制策略
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
+ C37 + C38
5
-15w C28 WGND C27 +15w
+
C34 2
FGND
3
+ C48 + C41
5
-15w C29 AGND C32 +15w
+
C39 2
图8-9 模拟隔离电路电源电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（5）D/A模块
参考电源 地址、数据、 控制总线 F2812 XC95144XL D/A 转换器 运 放 ISO124 模拟隔离 DACOUT1 DACOUT2 DACOUT3 DACOUT4
充电电流
图8-39 充电器典型的充电过程示意图
8.2 电动汽车的能量管理系统
辅助充电器
电流瞬时采样 PWM发生 稳压调节 （误差放大） 电压采样 电压基准
图8-40 电流峰值控制模式框图
8.2 电动汽车的能量管理系统
3. 开关组件的设计
M1 G M2
Q1
D1 D2
Vcc Cd
Q2
GND
图8-41 由两个N MOS构成的双向开关
电动汽车运用技术
付主木 主编
机械工业出版社
第8章 电动汽车控制系统设计
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.3 电动汽车制动能量回馈系统
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.1 动力总成控制器的功能分析
电机驱动 控制系统 成组接触器 电 池 管 理 系 统 加速 踏板 制动 踏板 变速器 挡位 钥匙 开关 汽车电器系统 PCU 主接触器 CAN总线
图8-14 CAN电源隔离模块及CAN总线收发指示灯电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（8）SCI串行通信模块
CS1 104 1 3 CS2 104 4 5 SCITXDA SCIRXDA SCIRXDA RS1 100 4 U22B 3 2 LVX14 U22A LVX14 11 10 C1+ C1C2+ C2T1IN T2IN VCC V+ VGND 16 VCC CS3 2 VCC CS4 6 VCC CS5 15 GND 104 104 104 5 9 4
NO
调用系统函数 终止自己
图8-20 刹车踏板周期采样任务
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（3）电子节气门开度采样任务 （4）油门踏板周期采样任务
开始 调用系统函数 使用周期性警报 开始采样
采样完成？
YES
NO
调用系统函数 发送油门信息 等待延时到期事件 清除延时到期事件
图8-22 油门踏板周期采样任务
图8-42 磁耦隔离驱动电路
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.4 能量管理系统的软件设计
系统初始化 采集电压、 电流、温度 数据显示（显示电 压、电流、温度等） 计算电池电量SOC
YES
NO
SOC>SOCH
NO
发动机 是否工作
YES
关闭发电机
SOC<SOCL
NO
YES
发动机 是否工作
YES
NO
数据池
执行层
算法库 操作库
接口层
图8-17 控制器软件的分层模型
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
2. 任务详细分析
调用系统函数 使用周期性警报 开始采样
（1）初始化任务
（2）刹车踏板周期采样任务
采样完成否？ YES
NO
刹车是否被踩下？ YES 调用系统函数 发送刹车信息 等待延时到期事件 清除延时到期事件
4. CAN总线通信软件设计
开始 初始化 NO
得到中断标志否？ YES 取命令字
发 送 数 据 文 件
发 送 数 据 串 处
接 收 数 据 文 件
接 收 数 据 串 处
接 收 控 制 参 数
发 CAN 控 制 器
结束
图8-32 CAN 节点通讯主程序流程图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.5 动力总成控制器硬件在环仿真系统
1 RX1 12 9
14 TXD2 T1OUT T2OUT 7 13 RXD2 R1OUT R1IN 8 R2OUT R2IN
CAN DB9
8 3 7 2 6 1
图8-15 SCI串行通信模块电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
8.1.4 动力总成控制器的软件设计
1. 软件构成
管理层
控制管理 诊断 通信
（4）剩余里程预测的算法
ua = 4.59 3600Wu ht hm - GfS - GiS SACD (km/h)
5. 能量管理系统中的故障诊断及运行防护
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.3 能量管理系统的硬件设计
1. 主充电器
输入电压 V12 VT 充电电压 A B IMAX IT IOCT C D E VCC F VF G V31
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
开始
（8）CAN总线发送任务 （9）整车运行控制策略任务
等待CAN总线 信息发送事件 获取需要发送的信息
（10）电子节气门控制任务
数据处理，数据打包 调用CAN发送消息函数 NO
信息发送完全否？ YES
图8-26 CAN 总线发送任务
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
dGua du 1 Gfua Giua CD Aua Pe = ( + + + ) ht 3600 3600 76140 3600 g dt
3
3
8.2 电动汽车的能量管理系统
（3）电动汽车能量平衡方程式的建立
P = b 1 ht hm 3600 ( Gfua + Giua 3600 + CD Aua 3 76140 + dGua 3 du 3600 g dt )
图8-10 D/A模块工作原理图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（6）I/O量输入输出隔离模块
3.3V RP5 RP4 XINT3
IN34
IN34
Z14
RH4 U118 TLP521-2
XINT2
FGND
图8-11 I/O接口输入量隔离电路
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
（7）CAN通信模块
（11）SCI通信发送任务 （12）刹车踏板中断服务程序
开始 接收数据 YES
需要开始发送数据？ NO
全局变量 SCISEND＝1
（13）SCI接收中断服务程序
NO
需要停止发送数据？ YES 全局变量 SCISEND＝0 退出
激活SCI通信 发送任务
图8-31 SCI 接收中断服务程序
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
5VC 1 C36 104 C37 104 + VCC RXO1 1A 1Y GND2 GND VCC TXD3 2A 2Y U7 07 6 RX1 5 3.3V 4 TX1 2 CANBAT GDN +V Vm 0V BOSOSS 4 3 C38 104
+ C39
104
RC6 250
CGND RED RC8 270 GEN RC7 270 3.3V
USB模块 SCI模块 RTC模块
图8-4 控制器硬件总体设计框图
8.1 电动汽车动力总成控制器设计
2. 控制器硬件系统各模块电路设计 （1）电源模块设计
+12 C39 FGND 1 PW5 IN+ OUT+ 3 VCC
+ C36
2 IN- OUTZUS6 1205
图8-5 12V 转5V 电路
+ C37
dSPACE
发动机模型 电机模型 电池模型 传动系模型 汽车动力学 模型 司机模型 操作 人员 PCU
PC监控 系统
图8-33 动力总成控制器HILSS结构
8.2 电动汽车的能量管理系统
8.2.1 能量管理系统的主要功能
（1）对电动汽车电池组中的每块电池的端电压和 温度进行采集。 （2）随时预报电动汽车的续驶里程。 （3）电池需要充电时，及时报警，以防止蓄电池 过放电而影响其使用寿命。 （4）自动用好的电池替换坏的电池。 （5）合理分配各能量源在电动汽车上的使用，以 便达到节能的目的。 （6）综合考虑各电池的充电状态，确定何时该停 止充电。
3. DSP选型
图8-3 DSP系统的设计流程