純電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)集成開發(fā)設(shè)計(jì)

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(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)………8
第2章控制系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)………14
2.1整車電子電氣架構(gòu)………14
2.1.1概念定義………14
2.1.2電子電氣架構(gòu)開發(fā)過程………14
2.2OTA技術(shù)………19
2.2.1OTA技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)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(shì)………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(rùn)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(shè)計(jì)要求………41
2.5.2OSEK網(wǎng)絡(luò)管理………48
2.5.3UDS（統(tǒng)一診斷服務(wù)）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(cè)試………83
2.6.1總線/診斷測(cè)試方法及流程體系………83
2.6.2測(cè)試工作實(shí)施………84
2.6.3網(wǎng)絡(luò)診斷自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用………86
2.7整車功能測(cè)試………86
2.7.1概念定義………86
2.7.2功能測(cè)試流程………87
2.7.3功能測(cè)試工作內(nèi)容………88
2.7.4自動(dòng)化功能測(cè)試系統(tǒng)的建設(shè)………89
2.8整車電磁兼容………90
2.8.1電磁兼容基本概念與術(shù)語………90
2.8.2整車EMC設(shè)計(jì)基本原則………91
2.8.3車輛電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)規(guī)范………93
2.8.4整車EMC的評(píng)價(jià)指標(biāo)100
第3章高壓電氣系統(tǒng)及電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)………103
3.1高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)………103
3.1.1高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述………103
3.1.2高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)通用要求………103
3.1.3高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范………110
3.1.4高壓配電電氣架構(gòu)………114
3.2電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)………123
3.2.1車載充電器設(shè)計(jì)………123
3.2.2DC/DC變換器設(shè)計(jì)………129
3.3充電樁………130
3.3.1分類………130
3.3.2當(dāng)前問題………132
第4章整車控制器開發(fā)與設(shè)計(jì)………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(jiǎn)述………133
4.1.3VCU 產(chǎn)品開發(fā)的主要方法………134
4.2VCU 硬件的設(shè)計(jì)與開發(fā)………140
4.2.1硬件的開發(fā)工具鏈………140
4.2.2關(guān)鍵元器件的選型………142
4.2.3VCU硬件模塊介紹………142
4.2.4PCB設(shè)計(jì)………149
4.2.5硬件的功能測(cè)試………151
4.2.6設(shè)計(jì)失效模式及后果分析………152
4.3VCU 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與開發(fā)………154
4.3.1VCU 的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)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(gòu)………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(píng)審和單元測(cè)試………176
4.5VCU策略軟件的設(shè)計(jì)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(cè)試………192
4.6VCU硬件在環(huán)(HIL)測(cè)試………194
4.6.1HIL測(cè)試的流程………194
4.6.2HIL測(cè)試環(huán)境搭建………196
4.6.3HIL測(cè)試用例開發(fā)………198
4.6.4HIL測(cè)試執(zhí)行………206
4.6.5HIL測(cè)試的產(chǎn)出和報(bào)告分析………209
4.7VCU設(shè)計(jì)驗(yàn)證（DV）和產(chǎn)品驗(yàn)證（PV）測(cè)試………209
4.7.1DV測(cè)試………209
4.7.2PV測(cè)試………211
4.8VCU實(shí)車測(cè)試………211
4.8.1實(shí)車測(cè)試目的………211
4.8.2實(shí)車測(cè)試內(nèi)容………211
4.9VCU標(biāo)定………212
4.9.1標(biāo)定工具鏈………213
4.9.2桌面標(biāo)定………213
4.9.3轉(zhuǎn)鼓車輛試驗(yàn)………213
4.9.4車輛道路標(biāo)定………216
4.10VCU技術(shù)發(fā)展與趨勢(shì)………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(dòng)系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)………225
5.1電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述………225
5.1.1電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)………225
5.1.2新能源汽車優(yōu)劣勢(shì)分析………227
5.1.3產(chǎn)品評(píng)價(jià)維度和方法………230
5.1.4三合一動(dòng)力總成系統(tǒng)設(shè)計(jì)………234
5.1.5技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及評(píng)價(jià)指標(biāo)………235
5.2功率電子驅(qū)動(dòng)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(dòng)軟件開發(fā)………249
5.3.1軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)述………249
5.3.2軟件架構(gòu)及功能………250
5.3.3開發(fā)工具………252
5.3.4HIL系統(tǒng)………256
5.4電機(jī)控制器設(shè)計(jì)………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(shù)………265
5.4.4無傳感器控制技術(shù)………267
5.4.5連接傳動(dòng)后的控制補(bǔ)償………270
5.5電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的熱管理設(shè)計(jì)………273
5.5.1電機(jī)熱管理………273
5.5.2MCU熱管理及IGBT熱可靠性設(shè)計(jì)………275
5.6系統(tǒng)安全：故障定義及診斷………279
5.6.1故障風(fēng)險(xiǎn)后果分析………279
5.6.2故障應(yīng)對(duì)策略設(shè)計(jì)………281
5.6.3故障定義、功能安全設(shè)計(jì)………282
5.7電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的臺(tái)架及實(shí)車標(biāo)定………284
5.7.1臺(tái)架測(cè)試工具………284
5.7.2測(cè)試項(xiàng)………284
5.7.3實(shí)車測(cè)試………288
第6章電池系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)………291
6.1電池系統(tǒng)………291
6.1.1電池系統(tǒng)簡(jiǎn)述………291
6.1.2電池技術(shù)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(shè)計(jì)架構(gòu)………303
6.2.3電池管理系統(tǒng)方案介紹………306
6.3電池系統(tǒng)測(cè)試………311
6.3.1BMS硬件測(cè)試………311
6.3.2BMS軟件測(cè)試………314
6.3.3BMS的HIL測(cè)試………315
6.3.4電池包測(cè)試………320
6.3.5電池包實(shí)車測(cè)試………322
第7章空調(diào)及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)………326
7.1空調(diào)及冷卻系統(tǒng)概述………326
7.1.1電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)工作原理………327
7.1.2電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理………328
7.1.3電動(dòng)汽車空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)………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(jì)算………334
7.2.2空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷理論計(jì)算………334
7.2.3空調(diào)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件選型計(jì)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(jì)算………342
7.3.2冷卻系統(tǒng)主要零部件選型計(jì)算………344
7.3.3冷卻系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)………347
7.3.4仿真分析………348
7.4空調(diào)及冷卻裝置自動(dòng)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(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)………356
7.4.4控制系統(tǒng)執(zhí)行器件構(gòu)成………356
7.4.5壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)與自我保護(hù)………362
7.4.6制熱裝置能量調(diào)節(jié)與自我保護(hù)………363
7.4.7蒸發(fā)器流量調(diào)節(jié)………364
7.4.8出風(fēng)模式自動(dòng)控制………364
7.4.9進(jìn)氣模式自動(dòng)控制………364
7.4.10溫度自動(dòng)控制………365
7.4.11鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制………366
7.4.12電機(jī)、電機(jī)控制器冷卻控制系統(tǒng)………366
7.5空調(diào)裝置通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)………368
7.5.1出風(fēng)口整車布置………369
7.5.2通風(fēng)性能………370
7.5.3氣流性能………372
7.6空調(diào)及冷卻系統(tǒng)試驗(yàn)………374
7.6.1關(guān)鍵零部件臺(tái)架試驗(yàn)………374
7.6.2關(guān)鍵系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)………383
7.7整車試驗(yàn)、標(biāo)定………389
7.7.1新能源汽車整車熱管理標(biāo)定內(nèi)容………389
7.7.2熱管理標(biāo)定流程………389
7.7.3環(huán)境艙標(biāo)定………390
7.7.4道路標(biāo)定………390
參考文獻(xiàn)………391