高性能DSP芯片驱动的混合动力汽车控制器与能量管理策略

本文主要探讨的是混合动力汽车控制系统中的关键部分——继电器控制电路及其在"强华一号"HEV（混合电动汽车）控制系统中的应用。章节3.3.1.8专门聚焦于继电器控制模块，这部分电路对于确保整车控制器能够有效地控制车辆的各种部件至关重要。它包括PWM输出，如电子油门信号，以及数字量输出，即用于驱动继电器的控制信号。为了应对汽车电磁环境中的恶劣条件，如浪涌和干扰，电路设计采用了数字隔离器ISO7220A，这是一种高性能的隔离器件，可以有效防止信号间的干扰，同时体积小巧，适应高频率信号。 继电器控制芯片NUD3112是专为汽车电子元件设计的，具备高度的环境适应性和保护功能，如短路、过载、过电流、温度保护、反接保护以及防静电等，旨在提高系统的可靠性。它能处理各种负载类型，特别是那些高涌入电流的负载，从而减少了对传统继电器、熔断器或分离电路的依赖。 该控制器设计的一大特色是针对汽车电磁环境复杂性的考量，通过精心设计电源模块以确保芯片供电稳定和复位准确，以及广泛应用隔离器件来隔离输入输出通道和CAN通讯电路，有效抵御噪声干扰。这些措施旨在提升控制器的整体性能和稳定性。 文章的作者李卫民在博士学位论文中，以香港政府资助的“全方位智能混合动力轿车项目”为背景，研究了并联混合电动汽车的能量管理和控制系统。他设计了一种基于高性能DSP芯片TM S320F2812的整车控制器，支持HEV的多种工作模式能量管理。为了优化能量管理，他开发了动态规划、随机动态规划和神经元动态规划等多种策略，并通过MATLAB/Simulink环境建立前向仿真模型，验证了不同工作模式之间的切换条件。 整车控制器作为混合动力汽车的关键组件，承载着实现高效、安全运行的任务。本文的设计旨在提供一个强大的硬件平台，以支持复杂的能量管理算法，实现实车中混合动力系统工作模式的平滑切换，从而达到良好的节油和减排效果。因此，本文不仅关注了继电器控制电路的实现，还深入探讨了混合动力汽车控制系统设计的策略和技术挑战。