专利名称：：多能源一体化混合动力平台系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及多能源一体化混合动力平台系统，属于新型混合动力汽车
技术领域：
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背景技术：
：面对石油资源匮乏、环境污染严重等问题，迫切需要寻找新能源动力汽车。混合动力汽车是目前研究的热点。新型混合动力汽车动力系统包括动力单元(PU)及动力单元控制器(PUC)、动力电池(Battery)及电池管理系统(BMS)、异步交流电机+直流-交流逆变器总成及电机控制器(MCU)、带换档控制继电器的变速箱。动力单元可以有不同的结构形式，将能量从各种形式转化为直流电，如表l。表1能量混合形式与APU结构<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>动力电池可以选用铅酸电池、镍氢电池或者锂电池。铅酸电池成本低，但功率密度低、充电效率低；锂电池充放电性能好，功率密度高，但成本太高；镍氢电池介于两者之间，既有比较好的充放电性能，其成本又容易接受。能源一体化动力平台属于串联式混合动力系统，适用于大型公交车。动力单元与动力蓄电池并联在动力系统总线上，经过逆变器变换后驱动异步交流电机。异步交流电机通过机械连接驱动变速箱，进而驱动传统车辆部分。
发明内容本发明的目的在于提供一种多能源一体化混合动力平台系统。该平台包括动力单元(PowerUU)，动力电池、驱动电机、整车控制器等部件。动力单元提供车辆运行所需要的平均功率，动力电池提供加速时的动态功率并部分吸收制动能量。整车控制器负责协调电机需求功率在动力单元和动力电池之间的分配。通过制动能量回收并配以合适的能量管理算法，可以提高动力系统的动力性和经济性。为使平台协调一致，各部件间采用控制器局域网(CAN)进行通讯。整车控制器负责协调电机需求功率在动力单元和动力电池之间的分配。通过制动能量回收并配以合适的能量管理算法，可以提高动力系统的动力性和经济性。该平台以整车控制器(VCU)为核心对各个部件进行协调控制，并通过另一路CAN与传统车身CAN网络相连。整车控制器程序的标定与修改通过第三路CAN进行。在该一体化平台中动力电池、驱动电机和整车控制器硬件不变，动力单元可有不同的配置汽、柴油机发电机组+整流器、天然气发电机组+整流器、燃料电池+直流直流变换器(DCDC)或者其他动力单元形式等。图l是多能源一体化混合动力平台系统框图，适用于轿车、公交车以及豪华型旅行车等多种车型，其动力源可以使用柴油、汽油、天然气、氢气或者电能。多能源一体化混合动力平台系统，该系统包括如下四个子系统动力系统，包括动力单元(PU)及动力单元控制器(PUC)、动力电池(Battery)及电池管理系统(BMS)、异步交流电机+直流-交流逆变器总成、电机控制器(MCU)以及带换档控制继电器的变速箱；整车控制系统，包括整车控制器及司机操纵系统。司机操纵系统包括司机钥匙开关、档位信号发生器、紧急关断开关、跛行开关、动力单元启动开关、加速踏板、制动踏板和制动踏板限位开关；制动能量回馈系统，包括制动回馈继电器K3、ABS控制器和制动回馈控制阀；数据釆集及显示系统，包括数采系统和仪表；以及CAN网络，包含三路CAN:CANA、CANB与CANC。各部件连接关系为动力单元(PU):对外输出直流电，通过高压电缆与动力电池并联，通过两个高压继电器开关与直流交流逆变器相连，通过信号线与动力单元控制器(PUC)相连。动力单元控制器(PUC):通过信号线与动力单元(PU)相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上，成为CANA网络的一个节点。其供电由整车24V电源供给。动力电池(Battery):通过高压电缆与动力单元并联，通过两个高压继电器开关与直流交流逆变器相连，通过信号线与电池管理系统相连。电池管理系统(BMS):通过信号线与动力电池(Battery)相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上，成为CANA网络的一个节点。其供电由整车24V电源供给。直流-交流逆变器通过两个高压继电器开关和高压电缆与动力电池、动力单元相连，通过高压电缆与异步交流电机相连，通过信号线与电机控制器相连。异步交流电机通过高压电缆与直流交流逆变器相连，通过输出轴与变速箱相连。电机控制器(MCU):通过信号线与直流交流逆变器与电机相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上，成为CANA网络的一个节点。通过信号线与档位信号发生器相连，接收司机档位信号。通过继电器K4与加速踏板和制动踏板相连。通过信号线与跛行开关相连，以切换其运行模式。MCU供电由整车24V电源供给。带换档控制继电器的变速箱通过传动轴与电机和整车相连，通过信号线与档位信号发生器相连。供电由整车24V电源提供。整车控制器通过信号线与档位信号发生器、动力单元启动开关、加速踏板、制动踏板、分级控制继电器、ABS控制器相连；通过信号线，经继电器K3与制动回馈控制阀相连；通过双绞屏蔽线与CANA相连，以协调动力系统各个部件工作；通过双绞屏蔽线与CANB相连，以显示动力系统关键信息；通过双绞屏蔽线与CANC相连，以实现程序的在线标定和修改。司机钥匙开关通过信号线与整车电器供电线路相连，保证整车24V供电和高压上电。档位信号发生器通过信号线与电机控制器、整车控制器和变速箱相连。紧急关断开关通过信号线与分级控制继电器相连，最后控制高压继电器K1。跛行开关通过信号线，经分级控制继电器与高压继电器K2相连；通过信号线与电机控制器相连；通过信号线与继电器K4相连，用作K4的控制信号，以决定踏板信号模拟量是否输入到电机控制器中。动力单元启动开关通过信号线与整车控制器相连。加速踏板通过信号线与整车控制器相连，通过继电器K4与电机控制器相连，由电机控制器输出电源供电。制动踏板通过信号线与整车控制器相连，通过继电器K4与电机控制器相连，由整车24V电源供电。通过机械安装方式与制动踏板限位开关相连，以保证制动踏板开度达到一定程度后限位开关开启。制动踏板限位开关通过机械安装方式与制动踏板相连，通过信号线与制动回馈继电器K3相连。ABS控制器通过双绞屏蔽线连在CANB网络上，使之成为CANB网络的一个节点。通过信号线将D13R信号输入整车控制器中。由整车24V电源供电。制动回馈控制阀通过信号线，经制动回馈继电器K3与整车控制器相连，其阀安装于车辆前后制动气路上。数采系统通过双绞屏蔽线与CANA相连，由整车24V电源供电。仪表通过双绞屏蔽线与CANB相连，由整车24V电源供电。通过必要的信号线与传统车身电器相连，以显示传统车速、里程等信号。继电器K1:高压继电器，经分级控制继电器与紧急关断开关相连，常闭。继电器K2:高压继电器，经分级控制继电器与整车控制器Ready信号和跛行开关相连，常开。继电器K3:低压继电器，受制动踏板限位开关控制，连接整车控制器和制动回馈控制阀，常闭。继电器K4:低压继电器，受跛行开关控制，连接制动踏板、加速踏板和电机控制器，常开。本发明提出了一种多能源一体化动力平台系统，主要包括动力单元(PowerUnit,PU)，动力电池、驱动电机、整车控制器等部件。可以实现在动力电池、驱动电机和整车控制器不变的情况下，改变动力单元的配置，给出的三个实例分别为新型燃料电池混合动力大客车、新型柴油机混合动力大客车及新型天然气发动机混合动力大客车。燃料电池混合动力客车的性能达到并超过国家标准，并处于国际先进水平之列。柴油机混合动力及天然气混合动力的动力性和经济性均比同类型的传统动力系统有所提高。图l多能源一体化混合动力平台系统结构示意图。图2本发明跛行切换示意图。图3本发明制动能量回收示意图。图4CANA示意图动力系统CAN网络。图5CANB示意图动力系统通过整车控制器与传统车身网络相连。图6CANC示意图整车控制器程序标定、烧写。图7为整车控制器发出的参考帧结构示意图。图8为以燃料电池发动机为核心的动力单元及其控制系统示意图。图9以柴油机为核心的动力单元示意图，其中，(a)系统结构；(b)动态控制策略结构；(c)转速及功率控制策略示意图。图10为以天然气发动机为核心的动力单元及其控制系统示意图。图ll整车控制器内部结构及外观图示意图。图12为OSEK配置示意图和OSEK软件框架示意图，其中，(a)OSEK配置示意图；(b)0SEK软件框架。图13本发明能量管理算法示意图，其中，(a)整车控制程序上层算法示意图；(b)状态识别及切换子模块；(c)正常驾驶模式。图14整车控制程序状态切换流程图。图15多能源能量分配控制器示意图。图16上电、掉电顺序示意图。图17新型燃料电池混合动力大客车示意图。图18新型柴油机混合动力大客车示意图。图19新型天然气发动机混合动力大客车示意图。具体实施例方式下面结合具体实施方式进一步说明本发明。图l为多能源一体化混合动力平台系统结构示意图，该系统包括四个子系统动力系统、整车控制系统、制动能量回馈系统，数据采集及显示系统。本发明动力系统中动力单元控制器(PUC)根据动力单元结构不同而不同，如表2。油电混合动力系统中，包括发动机控制器和励磁板。发动机控制器用于接收整车控制器的命令，决定发动机工作点；励磁板用于决定发电机的励磁强度，进而决定动力单元的输出电压、电流。天然气+电混合动力系统与之类似。在燃料电池混合动力系统中，PUC包括两个控制器:燃料电池发动机控制器(FCS)和DCDC控制器(DCC)。FCS接收VCU的启动信号开启或者关闭燃料电池，并根据VCU的目标需求功率控制鼓风机的空气流量。DCDC可以工作于电压控制模式或者电流控制模式，通过接收VCU的控制模式命令和目标电压或者目标电流决定其输出电压或者电流。电+电混合则较为简单，只需要DCC即可。电池管理系统(BMS)检测蓄电池电压、电流、温度，计算蓄电池SOC值，并给出蓄电池状态信号。电机控制器(MCU)接收VCU或者踏板命令决定其输出转矩，并测量输入电压、电流、温度等状态量。电机控制器有两种工作方式直接接收外部加速踏板和制动踏板的模拟量信号，根据测量到的电机转速决定电机输出转矩；或者直接接收外部CAN信号上的电机目标转矩，以此为据输出转矩。上述各个控制器的所有信号都通过CAN网络进行通讯，根据实际需要可以采取时间触发式控制器局域网网络(TTCAN)还是符合传统J1939协议的CAN网络。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本发明整车控制系统包括整车控制器(vcu)以及司机操纵系统。整车控制器(vcu)的作用是根据司机开关命令保证车辆的正常启动、停止；根据司机加速踏板信号决定电机输出转矩，并根据动力电池状态决定电机所需功率在动力单元与动力电池之间的分配；根据制动踏板信号和蓄电池状态决定所回收的制动功率。司机操纵系统包括司机钥匙开关、司机档位信号发生器、紧急关断开关、跛行开关、动力单元启动开关、加速踏板、制动踏板和制动踏板限位开关。司机钥匙开关分为两档，第一档上24V控制电；第二档上总线强电。司机档位信号发生器接收司机的换档意图并结合车速判断当前换档可行性并予以实施。紧急关断开关紧急情况下关闭系统。跛行开关保证控制系统故障时车辆能跛行回库。按下跛行开关，K2(图l)合上，保证动力系统的强电供应。此时，制动踏板和加速踏板信号不经过整车控制器直接输入电机控制器，从而保证电机正常运行，如图2，图2本发明跛行切换示意图。动力单元启动开关启动动力单元。加速踏板、制动踏板接收司机踏板命令，经整车控制器解释后另电机加速或制动。制动踏板限位开关制动踏板开度较小时保证制动能量回收功能以提高系统经济性；当制动踏板开度较大时切换到正常ABS制动状态以保证制动安全。本发明制动能量回馈系统包括制动回馈继电器K3(图1)、ABS控制器和制动回馈调节阀。司机踩下制动踏板，当制动踏板开度比较小时，制动回馈继电器K3闭合，整车控制器输出4路P丽信号控制制动回馈调节阀的通断，以调节制动能量回收强度；当制动踏板开度较大时，制动踏板限位开关闭合，制动回馈继电器K3断开，制动回溃调节阀不起作用，ABS负责整车制动功能以保障制动安全。ABS控制器制动时发送D服信号给整车控制器，作为制动能量回馈算法的输入信号，如图3，图3为本发明制动能量回收示意图。本发明数据采集及仪表均带CAN接口。数釆系统接收动力系统CAN信号，可以保存记录车辆运行过程中VCU、PUC、BMS和MCU的所有信息，如图1中CANA。整车控制器(VCU)通过CANB(图l)与传统车身CAN网络相连，动力系统中的关键信息，如电机功率、蓄电池功率及动力单元功率等可以通过VCU从CANB发送给仪表，在仪表上显示。本发明CAN网络包含三路CAN:CANA、CANB与CANC，图4CANA示意图动力系统CAN网络，可以是TTCAN或者J1939CAN。图5CANB示意图动力系统通过整车控制器与传统车身网络相连。图6CANC示意图整车控制器程序标定、烧写。如图，CANA为动力系统CAN，可以是时间触发式CAN(TTCAN)，也可以是符合传统标准J1939协议的CAN,其节点包括整车控制器(VCU)、动力单元控制器(PUC)、电池管理系统(BMS)、电机控制器(MCU)和数采系统(DAQ)。在动力系统CAN中，除了数采系统之外，每个节点均发三帧信号控制帧、状态帧和诊断帧。关键控制变量放在控制帧当中，需要每个控制周期传送一次；变化比较慢的控制量则可以以较缓慢的频率发送；而诊断参数则可以以更缓慢的频率发送。CANB符合传统J1939协议，用于与传统车身CAN网络的信号交互，以及把动力系统参数显示于带复合标准J1939协议的CAN接口的仪表上。CANC用于整车控制器(VCU)控制算法的标定、修改。整车控制器(VCU)为CANA和CANB的公共节点，用于两路CAN之间的信息交互。图4所示是CANA:动力系统CAN网络，可以是TTCAN或者J1939CAN。图5是CANB:动力系统通过整车控制器与传统车身网络相连。图6是CANC:整车控制器程序标定、烧写。图7给出了某型号车辆的动力系统TTCAN通讯示例。如图7所示整车控制器发出的参考帧，1,15。TTCAN网络中的其余节点接收到参考帧后，根据J的不同值决定延迟时间，如表3所示，表3所示是某型号车辆的TTCAN网络通信协议矩阵。采用TTCAN可以提高总线负载率(〉40%)，但会增加部件开发难度和硬件成本。采用传统J1939协议可以降低软硬件开发难度，减少开发成本。表3某型号车辆的TTCAN网络通信协议矩阵<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>图8所示为以燃料电池发动机为核心的动力单元及其控制系统示意图。包括燃料电池发动机(FuelCellEngine,FCE)以及控制系统(FuelCellEngineControlSystem,FCS)、DCDC变换器及其控制系统(DCDCController,DCC)。整车控制器(VCU)发送命令控制燃料电池发动机的起停及DCDC输出功率。DCDC的控制方法有电压控制(控制其输出电压)或电流控制(控制其输出电流)。采用电压控制可以控制系统总线电压，限制蓄电池输出功率；采用电流控制则可以直接控制燃料电池发动机输出功率，实现功率跟随策略。图9以柴油机为核心的动力单元示意图，其中，图9(a)所示为以柴油机为核心的动力单元及其控制系统，包括柴油机及其控制器，发电机及其励磁控制器以及整流桥。图9(b)为柴油机动力单元控制策略结构示意图。所控制的目标变量为发动机目标转速和动力单元目标功率，可控变量为发动机油门和励磁PWM占空比。图9(c)为转速及功率控制策略示意图。通过控制发动机油门和励磁P丽占空比的值，将发动机转速和动力单元功率控制到目标值。转速和功率的控制采用图9(c)所示的前馈+PID反馈调节的方式。图IO所示为以天然气发动机为核心的动力单元及其控制系统示意图，包括天然气发动机及其控制器，发电机及其励磁控制器以及整流桥。其动态控制策略与柴油机类似。整车控制器内部结构及外观如图ll所示。采用模块化设计，分为数字核心子板、信号调理板和主板3个部分，分别完成算法处理、信号滤波调理以及供电驱动等功能。外壳采用全封闭防水防尘设计，具备优秀的防水防尘及良好的电磁兼容性。多能源一体化动力平台以整车控制器(VCU)为核心对动力单元、动力电池、电机进行功率分配、制动能量回收等协调控制。VCU的设计采用了数字核心单元与外围驱动电路分离的方式，保证了模块的互换性和设计的灵活性。其数字核心选用了Motorola32位单片机MPC5xx，硬件接口包括SCI通讯、CAN通讯、模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、触点信号输出和Pei信号输出。主要信号接口见表4，三路CAN在前面已有所叙述，串口通讯可用于程序的标定、监控和修改。模拟量输入除了有加速踏板和制动踏板外，还有前后轮制动气压信号。数字量输入主要是动力单元开关、档位信号、高压上电信号以及ABS的DBR信号。数字量输出为Ready信号。整车控制系统上电后，VCU检査控制系统各个部件状态是否正常，如果正常，则发出Ready信号，K2(图l)闭合，电机准备启动。四路pmi信号用于控制制动能量回收的强度。在不同的动力单元下还需要增加特定通道。该VCU总共包括15路数字量输出、24路数字量输入、8路模拟量输出、24路模拟量输入、16路P丽输出、3路CAN和2路SCI通道，此外还可以通过配置外围电路加入蓝牙通讯、GPS模块，有效保证了该VCU的可扩展性和进一步升级的可昏表4硬件接口通道意义CANA动力系统CAN网络CANB传统车身CAN网络CANC标定及修改程序SCI串口通讯，标定、监控及程序修改AIN1制动踏板信号AIN2加速踏板信号AIN3前轮制动气压信号AIN4后轮制动气压信号A01制动踏板信号A02加速踏板信号謂lPU开关DIN2空档信号應3一档信号DIN4二档信号则5倒档信号DIN6ABS的DBR信号D丽高压上电信号D01Ready信号P丽l第恸能量回馈PWM信号PWM2制动能量回馈P丽信号P丽3制动能量回馈P丽信号PWM4制动能量回馈PWM信号该整车控制器使用CodeWarrior+QuickStart+OSEK+Matlab/Simulink的软件开发环境。OSEK用于构建实时操作系统，保证控制的实时性；QuickStart用于配置MPC5xx系列单片机的底层驱动；Matlab/Simulink用于开发上层算法，并以自动代码输出；CodeWarrior则为整个软件的集成、编译和调试环境。图12所示为0SEK配置示意图和软件框架示意图。其中(a)OSEK配置示意图(b)OSEK软件框架。分为若干任务、消息和中断。在OSEK的框架下，底层代码利用QuickStart配置，上层算法在Matlab/Siraulink中搭建，并自动生成可运行的C代码。利用Matlab/Simulink的分层结构可以方便地建立能量管理算法，其中包括数据输入输出、整车状态识别切换、能量管理模块等，如图13。图13本发明能量管理算法示意图，其中，(a)整车控制程序上层算法示意图；(b)状态识别及切换子模块；(c)正常驾驶模式。图13所示的整车控制程序上层算法流程可以用图14来表示。图14整车控制程序状态切换流程图。整车运行状态分为启动模式、正常驾驶模式、纯电动驾驶模式以及停机模式。本发明(一)启动模式上电后系统处于初始化的状态，动力单元处于关闭状态，电机的输出扭矩为O。钥匙开关的检査对钥匙开关信号进行消抖处理，如果处于ON状态并且上次工作模式处于初始化或关闭的状态，表示司机将启动汽车；否则，如果汽车处于正常行驶状态，检测到钥匙开关信号处于OFF状态，将关闭各部件。动力单元开关的检査当汽车在准备启动时，如果动力单元开关处于OFF状态，则直接进入纯电动的行驶模式，如果处于ON状态，启动动力单元。任何模式下如果检测到其处于OFF的状态，将关闭动力单元。启动模式中如果启动计数器显示启动成功，将进入混合驱动模式；如果启动过程中动力单元发生故障，将不再对其进行启动，而直接进行纯电动模式。混合驱动模式中，如果动力单元发生故障或因为其自身原因进行自行关闭，将关闭动力单元，进行纯电动模式。在纯电动模式下，如果动力单元故障位清零并且动力单元开关处于ON状态，将设立启动动力单元的标志，对其进行启动。正常行驶模式下，如果有安全问题发生(比如燃料电池混合动力氢气泄漏或某节点不工作)，将关闭汽车，电机不输出扭距。(二)正常驾驶模式正常状态下，启动电机后进入此模式。在该模式下，分别对司机的转矩需求进行解释，根据汽车的运动模式进行能量和转矩的计算，然后发给电机控制器。根据蓄电池状态决定分配给动力单元的目标功率。正常驾驶模式底下的能量管理分为司机驾驶意图解释、制动回馈、驱动功率分配三个模块。如图15。图15多能源能量分配控制器示意图。通过司机驾驶意图解释模块可以得到电机目标扭矩。通过制动能量回馈模块和驱动功率分配模块可以计算出当前最佳动力单元目标功率。动力单元目标功率由整车控制单元发送相应命令来实现，在不同的动力单元配置中实现方法也有所不同，如表5。在油+电、天然气+电的混合动力系统中，动力单元目标功率由控制励磁板的PWM占空比实现；在使用DCDC的系统中，动力单元目标功率通过控制其输出电流来实现。表5动力单元功率控制<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(三)纯电动驾驶模式动力单元出现异常情况且蓄电池工作正常的前提下进入纯电动模式。此时不存在能量管理的问题，整车控制器主要发送命令控制并限制电机的驱动扭矩。(四)停机模式接收到司机的停机命令后先置电机扭矩为o，后关闭动力单元，后断开动力系统强电。司机操作方法该车辆于车底设有大闸，用于控制整车24V供电。停车后大闸手动断开，整车断电。上电顺序合上大闸，整车仪表、前后车灯、车门等传统车部分上电。此时需要经过整车安全检测系统的检测，如果没有安全隐患，可以打开车门上车。拧开钥匙ACC档(钥匙一档)，各个部件24V供电，进行自检和通讯检査。如果自检和通讯均无误，整车控制器发出Ready信号，此时动力系统强电继电器K2合上(如图1)。拧到钥匙0N档(钥匙二档)后，各个部件强电接通，辅助DCDC工作。而后按下动力单元启动开关启动动力单元。之后便是正常的司机操作。停车时的操作顺序与上述相反，如图16。(图16上电、掉电顺序示意图。)下面以燃料电池串联式混合动力客车、柴油机串联式混合动力客车以及天然气发动机串联式混合动力客车例说明本发明。例1:新型燃料电池混合动力大客车多能源一体化混合动力平台系统图17所示为开发的新型燃料电池混合动力大客车示意图。动力系统部件为燃料电池发动机(FCE)及其控制系统(FCS)、直流直流变换器(DCDC)及其控制系统(DCC)、镍氢蓄电池及电池管理系统(BMS)、驱动电机总成及其控制器(MCU)、氢气温度压力检测单元(HPS)和整车控制器(VCU),动力系统通讯采用TTCAN，VCU控制算法周期10ms。主要参数及整车性能如下表(表6)所列。表6某燃料电池串联式混合动力车辆参数<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>例2:新型柴油机混合动力大客车多能源一体化混合动力平台系统图18所示为开发的新型柴油机混合动力大客车示意图。动力系统部件为柴油机及其控制器(ECU)、励磁板、整流器、镍氢蓄电池及电池管理系统(BMS)、驱动电机总成及其控制器(MCU)和整车控制器(VCU)，动力系统通讯为符合J1939协议的传统C緒，VCU控制算法周期20ms。主要参数及整车性能如下表所列。表7某柴油机串联式混合动力车辆参数<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>冷却方式水冷例3:新型天然气发动机混合动力大客车图19所示为开发的新型天然气发动机混合动力大客车示意图。动力系统部件为天然气发动机及其控制器(ECU)、励磁板、整流器、镍氢蓄电池及电池管理系统(BMS)、驱动电机总成及其控制器(MCU)和整车控制器(VCU)，动力系统通讯为符合J1939协议的传统CAN，VCU控制算法周期20ms。主要参数及整车性能如下表所列。表10某天然气发动机串联式混合动力部件参数<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>权利要求1、多能源一体化混合动力平台系统，该系统包括制动能量回馈系统，数据采集及显示系统，其特征在于，该系统还包括动力系统，包括动力单元及动力单元控制器、动力电池及电池管理系统、异步交流电机+直流-交流逆变器总成、电机控制器以及带换档控制继电器的变速箱；整车控制系统，包括整车控制器及司机操纵系统；司机操纵系统包括司机钥匙开关、档位信号发生器、紧急关断开关、跛行开关、动力单元启动开关、加速踏板、制动踏板和制动踏板限位开关；CAN网络，包含三路CANCANA、CANB与CANC；所述动力系统中动力单元通过高压电缆与动力电池并联，通过高压继电器开关与直流交流逆变器相连，通过信号线与动力单元控制器相连；动力单元控制器通过信号线与动力单元相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上；其供电由整车24V电源供给；动力电池通过高压电缆与动力单元并联，通过两个高压继电器开关与直流交流逆变器相连，通过信号线与电池管理系统相连；电池管理系统通过信号线与动力电池相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上，；其供电由整车24V电源供给；直流-交流逆变器通过两个高压继电器开关和高压电缆与动力电池、动力单元相连，通过高压电缆与异步交流电机相连，通过信号线与电机控制器相连；异步交流电机通过高压电缆与直流交流逆变器相连，通过输出轴与变速箱相连；电机控制器通过信号线与直流交流逆变器与电机相连，通过双绞屏蔽线连在CANA网络上；通过信号线与档位信号发生器相连，接收司机档位信号；通过继电器K4与加速踏板和制动踏板相连；通过信号线与跛行开关相连；MCU供电由整车24V电源供给；带换档控制继电器的变速箱通过传动轴与电机和整车相连，通过信号线与档位信号发生器相连；供电由整车24V电源提供；整车控制器通过信号线与档位信号发生器、动力单元启动开关、加速踏板、制动踏板、分级控制继电器、ABS控制器相连；通过信号线，经继电器K3与制动回馈控制阀相连；通过双绞屏蔽线与CANA相连；通过双绞屏蔽线与CANB相连；通过双绞屏蔽线与CANC相连；司机钥匙开关通过信号线与整车电器供电线路相连，保证整车24V供电和高压上电；档位信号发生器通过信号线与电机控制器、整车控制器和变速箱相连；紧急关断开关通过信号线与分级控制继电器相连，最后控制高压继电器K1；跛行开关通过信号线，经分级控制继电器与高压继电器K2相连；通过信号线与电机控制器相连；通过信号线与继电器K4相连，用作K4的控制信号，以决定踏板信号模拟量是否输入到电机控制器中；动力单元启动开关通过信号线与整车控制器相连；加速踏板通过信号线与整车控制器相连，通过继电器K4与电机控制器相连，由电机控制器输出电源供电；制动踏板通过信号线与整车控制器相连，通过继电器K4与电机控制器相连，由整车24V电源供电；通过机械安装方式与制动踏板限位开关相连，以保证制动踏板开度达到一定程度后限位开关开启；制动踏板限位开关通过机械安装方式与制动踏板相连，通过信号线与制动回馈继电器K3相连；ABS控制器通过双绞屏蔽线连在CANB网络上，使之成为CANB网络的一个节点；通过信号线将DBR信号输入整车控制器中；由整车24V电源供电；继电器K1高压继电器，经分级控制继电器与紧急关断开关相连，常闭；继电器K2高压继电器，经分级控制继电器与整车控制器Ready信号和跛行开关相连，常开；继电器K3低压继电器，受制动踏板限位开关控制，连接整车控制器和制动回馈控制阀，常闭；继电器K4低压继电器，受跛行开关控制，连接制动踏板、加速踏板和电机控制器，常开。2、根据权利要求l所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，所述CANA为TTCAN或者J1939CAN。3、根据权利要求l所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，所述CANB为J1939CAN。4、根据权利要求1所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，CANC为TTCAN。5、根据权利要求l所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，所述整车控制器包括数字核心单元与外围驱动电路；整车控制器含有15路数字量输出、24路数字量输入、8路模拟量输出、24路模拟量输入、16路P丽输出、3路CAN和2路SCI通道；整车控制器(VCU)使用CodeWarrior+QuickStart+OSEK+Matlab/Simulink软件开发环境；0SEK构建实时操作系统；QuickStart用于配置数字核心单元的底层驱动；Matlab/Simulink用于开发上层算法；CodeWarrior则为整个整车控制器(VCU)软件的集成、编译和调试环境。6、根据权利要求5所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，所述数字核心单元为Motorola32位单片机MPC5xx。7、根据权利要求6所述的多能源一体化混合动力平台系统，其特征在于，所述数字核心单元的硬件接口如下表通道意义CANA动力系统CAN网络CANB传统车身CAN网络CANC标定及修改程序SCI串口通讯，标定、监控及程序修改AIN1制动踏板信号AIN2加速踏板信号AIN3前轮制动气压信号AIN4后轮制动气压信号A01制动踏板信号A02加速踏板信号DIN1PU开关DIN2空档信号画3一档信号画4二档信号謂5倒档信号DIN6ABS的DBR信号DIN7高压上电信号D01Ready信号PWM1制动能量回馈P丽信号P丽2制动能量回馈PWM信号P丽3制动能量回馈P丽信号PWM4制动能量回馈PWM信号全文摘要多能源一体化混合动力平台系统，属于新型混合动力汽车
技术领域：
。该系统包括动力系统，整车控制系统，制动能量回馈系统，数据采集及显示系统，CAN网络；动力系统中动力单元通过高压电缆与动力电池并联，通过高压继电器开关与直流交流逆变器相连，通过信号线与动力单元控制器相连；整车控制器通过信号线与档位信号发生器等相连，通过双绞屏蔽线与CAN网络相连；异步交流电机通过输出轴与变速箱相连。所述整车控制器数字核心单元为Motorola32位单片机MPC5xx。本发明可以实现在动力电池、驱动电机和整车控制器等不变的情况下，改变动力单元的配置。运用本发明的混合动力客车的性能达到或超过国家标准；处于国际先进水平。文档编号G05B15/02GK101419433SQ20071017807公开日2009年4月29日申请日期2007年11月26日优先权日2007年11月26日发明者卢兰光,张俊智,徐梁飞,李建秋,杨福源,欧阳明高,王贺武,高大威申请人:清华大学