纯电动汽车整车控制器硬件电路设计
纯电动汽车整车控制器硬件电路设计(任务书,开题报告,文献摘要,外文翻译,论文说明书12000字,PDF图6张)
摘要
本文使用了Altium Designer软件对纯电动汽车整车控制器的硬件电路进行了设计。硬件部分主要分为三大部分来设计：①最小硬件系统；②输入输出信号调理电路；③通讯电路。其中为了提高整车控制器硬件的可靠性，使用了双MCU设计，当副MCU检测主MCU工作出现异常时，副MCU及时对汽车进行控制，以保证汽车依然能够安全地行驶。设计中同时使用了信号调理电路的部分硬件冗余大大提高了整车控制器硬件的可靠性。在设计的过程中也使用到了NI公司的Multisim软件对部分电路进行了仿真，对电路参数进行调试，以便于后续开发过程中电路板的制作和测试。本文对纯电动汽车双MCU的整车控制器硬件设计有着一定的参考意义。
关键词：整车控制器；纯电动汽车；双MCU；硬件设计
Abstract
This paper uses the Altium Designer to design the hardware circuit of the vehicle control unit for electric vehicle. The hardware part is mainly divided into threeparts: ①smallest system; ②inputand output signal conditioning circuit; ③communication circuit. In order to improve the reliability of the vehicle control unit, this VCU uses dual MCUs, when the deputy MCU detectsthatthe main MCU work abnormalities, the deputyMCU control the car in time to ensure that the car runsafely. The design also uses part of the signal conditioning circuit hardware redundancy, which greatly improves the reliability of the vehicle control unit. In this design also used to the NI company's Multisim software on some of the circuit simulation, in order to facilitate the subsequent development of the circuit board production and testing. This paper has some reference significance for the hardware design of dual MCU vehicle control unit.
Key Words：vehicle control unit；electric vehicle；dual MCU；hardwaredesign
2.1 整车控制器的需求分析
作为纯电动汽车的整车控制器，其主要需要具备以下几个功能：
1) 分析驾驶员的意图：通过采集加速踏板传感器、制动踏板传感器、轮速传感器等各个传感器传输来的信号，进而来分析驾驶员的意图。
2) 故障诊断与处理：实时检测汽车的运行状态，不但可以将汽车运行的状态发送到仪表，而且同时可以通过CAN总线发送出来，以便维修和设计人员对控制系统进行维修和调试。
3) 整车通讯网络管理：整车控制器工作时，需要不断地与电机控制器、电池管理系统等其他控制单元进行通讯，及时发送控制命令和接受反馈信号。
4) 整车能量管理：由于电动汽车的续航里程对其来说是一个十分重要的性能指标，因此整车控制器应该对整车的能量进行管理，通过回收制动时的能量等方式，尽量延长电动汽车的最大行驶里程[6]。
5) 控制外部设备：整车控制器在与其他控制单元通讯和分析传感器信号后，应当及时输出对执行器件的控制信号，以便控制汽车正常行驶。
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目录
第1章绪论 1
1.1 课题背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外研究现状 2
1.2.2 国内研究现状 2
1.3 主要研究内容 3
1.4 本章小结 3
第2章硬件系统框架 4 [版权所有：http://DOC163.com]
2.1 整车控制器的需求分析 4
2.2 整车控制器的系统框架 4
2.3 本章小结 6
第3章最小硬件系统设计 7
3.1 MCU芯片介绍 7
3.2 电源电路设计 7
3.2.1 MCU电源电路设计 7
3.2.2 5V稳压电路设计 9
3.2.3 电压采集电路设计 9
3.3 复位电路设计 10
3.4 时钟电路设计 10
3.5 BDM及J-Link接口设计 11
3.6 本章小结 13
第4章输入输出信号调理电路设计 14
4.1 输入信号调理电路设计 14
4.1.1 开关量信号输入调理电路 14
4.1.2 模拟量信号输入调理电路设计 16
4.1.3 脉冲信号输入调理电路 19
4.2 输出信号调理电路 21
4.2.1 功率驱动电路设计 21
4.2.2 PWM输出信号调理电路 22
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4.3 本章小结 23
第5章通讯电路设计 24
5.1 CAN总线电路设计 24
5.1.1 CAN总线简介 24
5.1.2 电路设计 24
5.2 LIN总线电路设计 25
5.2.1 LIN总线介绍 25
5.2.2 电路设计 25
5.3 EEROM电路设计 26
5.3.1 电路设计 26
5.4 本章小结 26
第6章总结 27
参考文献 28
致谢 29