純電動汽車控制系統(tǒng)集成開發(fā)設計

前言
第1章概述………1
1.1我國發(fā)展新能源汽車的必要性………1
1.2電動汽車技術發(fā)展趨勢………8
第2章控制系統(tǒng)集成設計………14
2.1整車電子電氣架構………14
2.1.1概念定義………14
2.1.2電子電氣架構開發(fā)過程………14
2.2OTA技術………19
2.2.1OTA技術介紹………19
2.2.2OTA系統(tǒng)整體需求………19
2.2.3OTA系統(tǒng)方案………20
2.3基于功能安全的產(chǎn)品開發(fā)………22
2.3.1ISO 26262標準簡述………22
2.3.2ASIL………23
2.3.3功能安全開發(fā)流程………23
2.3.4功能安全的趨勢………24
2.4整車功能全鏈條開發(fā)………24
2.4.1功能域………24
2.4.2功能域的分配………25
2.4.3功能域的協(xié)同………34
2.4.4功能開發(fā)工具鏈………35
2.4.5恒潤整車系統(tǒng)開發(fā)概況………38
2.5整車總線及診斷開發(fā)………40
2.5.1CAN總線物理層設計要求………41
2.5.2OSEK網(wǎng)絡管理………48
2.5.3UDS（統(tǒng)一診斷服務）診斷要求………65
2.5.4Bootloader刷新規(guī)范要求………75
2.6整車總線及診斷測試………83
2.6.1總線/診斷測試方法及流程體系………83
2.6.2測試工作實施………84
2.6.3網(wǎng)絡診斷自動化測試系統(tǒng)的應用………86
2.7整車功能測試………86
2.7.1概念定義………86
2.7.2功能測試流程………87
2.7.3功能測試工作內(nèi)容………88
2.7.4自動化功能測試系統(tǒng)的建設………89
2.8整車電磁兼容………90
2.8.1電磁兼容基本概念與術語………90
2.8.2整車EMC設計基本原則………91
2.8.3車輛電磁兼容標準與試驗規(guī)范………93
2.8.4整車EMC的評價指標100
第3章高壓電氣系統(tǒng)及電源系統(tǒng)設計………103
3.1高壓電氣系統(tǒng)設計………103
3.1.1高壓電氣系統(tǒng)設計概述………103
3.1.2高壓電氣系統(tǒng)設計通用要求………103
3.1.3高壓電氣系統(tǒng)設計規(guī)范………110
3.1.4高壓配電電氣架構………114
3.2電源系統(tǒng)設計………123
3.2.1車載充電器設計………123
3.2.2DC/DC變換器設計………129
3.3充電樁………130
3.3.1分類………130
3.3.2當前問題………132
第4章整車控制器開發(fā)與設計………133
4.1整車控制器（VCU）系統(tǒng)概述………133
4.1.1VCU 的產(chǎn)品定位………133
4.1.2VCU 的發(fā)展簡述………133
4.1.3VCU 產(chǎn)品開發(fā)的主要方法………134
4.2VCU 硬件的設計與開發(fā)………140
4.2.1硬件的開發(fā)工具鏈………140
4.2.2關鍵元器件的選型………142
4.2.3VCU硬件模塊介紹………142
4.2.4PCB設計………149
4.2.5硬件的功能測試………151
4.2.6設計失效模式及后果分析………152
4.3VCU 結構的設計與開發(fā)………154
4.3.1VCU 的結構組成………154
4.3.2VCU在整車上的布局………156
4.3.3VCU安裝要求………156
4.4VCU 底層軟件的設計與開發(fā)………157
4.4.1VCU 底層軟件開發(fā)工具鏈………157
4.4.2VCU底層軟件的系統(tǒng)架構………163
4.4.3VCU底層軟件的主要模塊………167
4.4.4底層模塊調(diào)試、代碼評審和單元測試………176
4.5VCU策略軟件的設計與開發(fā)………179
4.5.1VCU策略軟件開發(fā)工具鏈………179
4.5.2VCU策略軟件的主要模塊——第一部分………181
4.5.3VCU 策略軟件的主要模塊——第二部分………187
4.5.4VCU 策略軟件的MIL測試………192
4.6VCU硬件在環(huán)(HIL)測試………194
4.6.1HIL測試的流程………194
4.6.2HIL測試環(huán)境搭建………196
4.6.3HIL測試用例開發(fā)………198
4.6.4HIL測試執(zhí)行………206
4.6.5HIL測試的產(chǎn)出和報告分析………209
4.7VCU設計驗證（DV）和產(chǎn)品驗證（PV）測試………209
4.7.1DV測試………209
4.7.2PV測試………211
4.8VCU實車測試………211
4.8.1實車測試目的………211
4.8.2實車測試內(nèi)容………211
4.9VCU標定………212
4.9.1標定工具鏈………213
4.9.2桌面標定………213
4.9.3轉(zhuǎn)鼓車輛試驗………213
4.9.4車輛道路標定………216
4.10VCU技術發(fā)展與趨勢………220
4.10.1VCU 未來發(fā)展的方向………220
4.10.2更加安全可靠………221
4.10.3融合新的功能………221
第5章電驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)與設計………225
5.1電驅(qū)動系統(tǒng)概述………225
5.1.1電驅(qū)動系統(tǒng)架構………225
5.1.2新能源汽車優(yōu)劣勢分析………227
5.1.3產(chǎn)品評價維度和方法………230
5.1.4三合一動力總成系統(tǒng)設計………234
5.1.5技術發(fā)展趨勢及評價指標………235
5.2功率電子驅(qū)動原理………238
5.2.1IGBT特性及支撐電容………238
5.2.2脈沖寬度調(diào)制………242
5.3電驅(qū)動軟件開發(fā)………249
5.3.1軟件開發(fā)流程簡述………249
5.3.2軟件架構及功能………250
5.3.3開發(fā)工具………252
5.3.4HIL系統(tǒng)………256
5.4電機控制器設計………259
5.4.1FOC算法………259
5.4.2最大轉(zhuǎn)矩電流比（MTPA）和最大轉(zhuǎn)矩電壓比（MTPV）………263
5.4.3變頻技術………265
5.4.4無傳感器控制技術………267
5.4.5連接傳動后的控制補償………270
5.5電驅(qū)動系統(tǒng)的熱管理設計………273
5.5.1電機熱管理………273
5.5.2MCU熱管理及IGBT熱可靠性設計………275
5.6系統(tǒng)安全：故障定義及診斷………279
5.6.1故障風險后果分析………279
5.6.2故障應對策略設計………281
5.6.3故障定義、功能安全設計………282
5.7電驅(qū)動系統(tǒng)的臺架及實車標定………284
5.7.1臺架測試工具………284
5.7.2測試項………284
5.7.3實車測試………288
第6章電池系統(tǒng)的開發(fā)與設計………291
6.1電池系統(tǒng)………291
6.1.1電池系統(tǒng)簡述………291
6.1.2電池技術介紹………296
6.1.3電池未來發(fā)展方向………299
6.2電池管理系統(tǒng)………301
6.2.1電池管理系統(tǒng)的功能………301
6.2.2電池管理系統(tǒng)的設計架構………303
6.2.3電池管理系統(tǒng)方案介紹………306
6.3電池系統(tǒng)測試………311
6.3.1BMS硬件測試………311
6.3.2BMS軟件測試………314
6.3.3BMS的HIL測試………315
6.3.4電池包測試………320
6.3.5電池包實車測試………322
第7章空調(diào)及冷卻系統(tǒng)設計………326
7.1空調(diào)及冷卻系統(tǒng)概述………326
7.1.1電動汽車冷卻系統(tǒng)工作原理………327
7.1.2電動汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理………328
7.1.3電動汽車空調(diào)的發(fā)展趨勢………332
7.2空調(diào)系統(tǒng)性能開發(fā)………334
7.2.1制冷系統(tǒng)理論循環(huán)及熱力計算………334
7.2.2空調(diào)系統(tǒng)熱負荷理論計算………334
7.2.3空調(diào)系統(tǒng)關鍵零部件選型計算………337
7.2.4仿真分析………341
7.3冷卻系統(tǒng)性能開發(fā)………342
7.3.1冷卻系統(tǒng)匹配計算………342
7.3.2冷卻系統(tǒng)主要零部件選型計算………344
7.3.3冷卻系統(tǒng)回路設計………347
7.3.4仿真分析………348
7.4空調(diào)及冷卻裝置自動控制開發(fā)………353
7.4.1控制系統(tǒng)的組成及方框圖………353
7.4.2空調(diào)控制系統(tǒng)的分類………355
7.4.3自動空調(diào)控制系統(tǒng)的評價指標………356
7.4.4控制系統(tǒng)執(zhí)行器件構成………356
7.4.5壓縮機能量調(diào)節(jié)與自我保護………362
7.4.6制熱裝置能量調(diào)節(jié)與自我保護………363
7.4.7蒸發(fā)器流量調(diào)節(jié)………364
7.4.8出風模式自動控制………364
7.4.9進氣模式自動控制………364
7.4.10溫度自動控制………365
7.4.11鼓風機轉(zhuǎn)速控制………366
7.4.12電機、電機控制器冷卻控制系統(tǒng)………366
7.5空調(diào)裝置通風系統(tǒng)設計………368
7.5.1出風口整車布置………369
7.5.2通風性能………370
7.5.3氣流性能………372
7.6空調(diào)及冷卻系統(tǒng)試驗………374
7.6.1關鍵零部件臺架試驗………374
7.6.2關鍵系統(tǒng)臺架試驗………383
7.7整車試驗、標定………389
7.7.1新能源汽車整車熱管理標定內(nèi)容………389
7.7.2熱管理標定流程………389
7.7.3環(huán)境艙標定………390
7.7.4道路標定………390
參考文獻………391