《纯电动汽车控制系统集成开发设计》共分7章，讲述了纯电动汽车三电技术开发，涉及整车和各系统层面控制系统集成开发设计理念和方法。本书在系统工程基础上，介绍了纯电动汽车高压配电系统、电源系统、空调与冷却系统、起动系统、电池系统等的集成控制设计方法，在功能安全的基础上对各方面控制目标进行集成和匹配。《纯电动汽车控制系统集成开发设计》内容详实，图文并茂，贴合工程实际，适合纯电动汽车厂家及其供应商的技术人员和设计人员阅读使用，也可供大专院校车辆工程专业师生阅读参考。
汽车电动化成为主流趋势以来，三电（电池、电驱动、电控）技术快速发展，虽然很多整车企业和零部件企业都在展开相关的产品开发工作，但深入讲解三电技术的专业书籍较少。无论大学课程还是工程师的工作指导，都缺少一个系统化的材料。本书尝试针对纯电动汽车三电技术，从整车层面及各系统层面，对其展开描述，希望使读者对三电技术有一个系统的了解。
本书共分为7章。第1章概述了为什么要发展电动汽车并简要介绍了电动化的几个核心系统的技术发展趋势。第2章介绍了整车控制系统集成开发的主要内容。从完整性的角度出发，也简要介绍了整车相关的电控系统，鉴于本书重点介绍汽车电动化，因此未展开介绍整车电子电气架构及电动化以外的系统。第3~7章分别介绍了电动汽车的几个核心子系统，包括高压电气系统及电源系统、整车控制器、电驱动系统、电池系统、空调及冷却系统。本书以三电为出发点，通过对各个子系统的介绍，理论与实践相结合，可对读者在学习、工作中起到一定的指导作用。
本书作者胡伟、孙勇、朱磊、李贵乐、刘连中在纯电动汽车行业领域工作多年，且具有丰富经验。另外，感谢潘河清、孙乐乐、芮纪哲、潘亚宁、陈蔚、郑鹏、熊振华、成亚、王军、陆延红、吕倩、李长乐、李伟、王建青等为本书的编写提供了相关资料或做了校对等工作。
鉴于纯电动汽车行业发展时间不长，很多关键技术还在快速迭代更新的过程中，书中难免存在疏漏或不当之处，敬请广大专家和读者批评指正。
作者
前言
第1章概述………1
1.1我国发展新能源汽车的必要性………1
1.2电动汽车技术发展趋势………8
第2章控制系统集成设计………14
2.1整车电子电气架构………14
2.1.1概念定义………14
2.1.2电子电气架构开发过程………14
2.2OTA技术………19
2.2.1OTA技术介绍………19
2.2.2OTA系统整体需求………19
2.2.3OTA系统方案………20
2.3基于功能安全的产品开发………22
2.3.1ISO 26262标准简述………22
2.3.2ASIL………23
2.3.3功能安全开发流程………23
2.3.4功能安全的趋势………24
2.4整车功能全链条开发………24
2.4.1功能域………24
2.4.2功能域的分配………25
2.4.3功能域的协同………34
2.4.4功能开发工具链………35
2.4.5恒润整车系统开发概况………38
2.5整车总线及诊断开发………40
2.5.1CAN总线物理层设计要求………41
2.5.2OSEK网络管理………48
2.5.3UDS（统一诊断服务）诊断要求………65
2.5.4Bootloader刷新规范要求………75
2.6整车总线及诊断测试………83
2.6.1总线/诊断测试方法及流程体系………83
2.6.2测试工作实施………84
2.6.3网络诊断自动化测试系统的应用………86
2.7整车功能测试………86
2.7.1概念定义………86
2.7.2功能测试流程………87
2.7.3功能测试工作内容………88
2.7.4自动化功能测试系统的建设………89
2.8整车电磁兼容………90
2.8.1电磁兼容基本概念与术语………90
2.8.2整车EMC设计基本原则………91
2.8.3车辆电磁兼容标准与试验规范………93
2.8.4整车EMC的评价指标100
第3章高压电气系统及电源系统设计………103
3.1高压电气系统设计………103
3.1.1高压电气系统设计概述………103
3.1.2高压电气系统设计通用要求………103
3.1.3高压电气系统设计规范………110
3.1.4高压配电电气架构………114
3.2电源系统设计………123
3.2.1车载充电器设计………123
3.2.2DC/DC变换器设计………129
3.3充电桩………130
3.3.1分类………130
3.3.2当前问题………132
第4章整车控制器开发与设计………133
4.1整车控制器（VCU）系统概述………133
4.1.1VCU 的产品定位………133
4.1.2VCU 的发展简述………133
4.1.3VCU 产品开发的主要方法………134
4.2VCU 硬件的设计与开发………140
4.2.1硬件的开发工具链………140
4.2.2关键元器件的选型………142
4.2.3VCU硬件模块介绍………142
4.2.4PCB设计………149
4.2.5硬件的功能测试………151
4.2.6设计失效模式及后果分析………152
4.3VCU 结构的设计与开发………154
4.3.1VCU 的结构组成………154
4.3.2VCU在整车上的布局………156
4.3.3VCU安装要求………156
4.4VCU 底层软件的设计与开发………157
4.4.1VCU 底层软件开发工具链………157
4.4.2VCU底层软件的系统架构………163
4.4.3VCU底层软件的主要模块………167
4.4.4底层模块调试、代码评审和单元测试………176
4.5VCU策略软件的设计与开发………179
4.5.1VCU策略软件开发工具链………179
4.5.2VCU策略软件的主要模块部分………181
4.5.3VCU 策略软件的主要模块第二部分………187
4.5.4VCU 策略软件的MIL测试………192
4.6VCU硬件在环(HIL)测试………194
4.6.1HIL测试的流程………194
4.6.2HIL测试环境搭建………196
4.6.3HIL测试用例开发………198
4.6.4HIL测试执行………206
4.6.5HIL测试的产出和报告分析………209
4.7VCU设计验证（DV）和产品验证（PV）测试………209
4.7.1DV测试………209
4.7.2PV测试………211
4.8VCU实车测试………211
4.8.1实车测试目的………211
4.8.2实车测试内容………211
4.9VCU标定………212
4.9.1标定工具链………213
4.9.2桌面标定………213
4.9.3转鼓车辆试验………213
4.9.4车辆道路标定………216
4.10VCU技术发展与趋势………220
4.10.1VCU 未来发展的方向………220
4.10.2更加安全可靠………221
4.10.3融合新的功能………221
第5章电驱动系统开发与设计………225
5.1电驱动系统概述………225
5.1.1电驱动系统架构………225
5.1.2新能源汽车优劣势分析………227
5.1.3产品评价维度和方法………230
5.1.4三合一动力总成系统设计………234
5.1.5技术发展趋势及评价指标………235
5.2功率电子驱动原理………238
5.2.1IGBT特性及支撑电容………238
5.2.2脉冲宽度调制………242
5.3电驱动软件开发………249
5.3.1软件开发流程简述………249
5.3.2软件架构及功能………250
5.3.3开发工具………252
5.3.4HIL系统………256
5.4电机控制器设计………259
5.4.1FOC算法………259
5.4.2转矩电流比（MTPA）和转矩电压比（MTPV）………263
5.4.3变频技术………265
5.4.4无传感器控制技术………267
5.4.5连接传动后的控制补偿………270
5.5电驱动系统的热管理设计………273
5.5.1电机热管理………273
5.5.2MCU热管理及IGBT热可靠性设计………275
5.6系统安全：故障定义及诊断………279
5.6.1故障风险后果分析………279
5.6.2故障应对策略设计………281
5.6.3故障定义、功能安全设计………282
5.7电驱动系统的台架及实车标定………284
5.7.1台架测试工具………284
5.7.2测试项………284
5.7.3实车测试………288
第6章电池系统的开发与设计………291
6.1电池系统………291
6.1.1电池系统简述………291
6.1.2电池技术介绍………296
6.1.3电池未来发展方向………299
6.2电池管理系统………301
6.2.1电池管理系统的功能………301
6.2.2电池管理系统的设计架构………303
6.2.3电池管理系统方案介绍………306
6.3电池系统测试………311
6.3.1BMS硬件测试………311
6.3.2BMS软件测试………314
6.3.3BMS的HIL测试………315
6.3.4电池包测试………320
6.3.5电池包实车测试………322
第7章空调及冷却系统设计………326
7.1空调及冷却系统概述………326
7.1.1电动汽车冷却系统工作原理………327
7.1.2电动汽车空调系统工作原理………328
7.1.3电动汽车空调的发展趋势………332
7.2空调系统性能开发………334
7.2.1制冷系统理论循环及热力计算………334
7.2.2空调系统热负荷理论计算………334
7.2.3空调系统关键零部件选型计算………337
7.2.4仿真分析………341
7.3冷却系统性能开发………342
7.3.1冷却系统匹配计算………342
7.3.2冷却系统主要零部件选型计算………344
7.3.3冷却系统回路设计………347
7.3.4仿真分析………348
7.4空调及冷却装置自动控制开发………353
7.4.1控制系统的组成及方框图………353
7.4.2空调控制系统的分类………355
7.4.3自动空调控制系统的评价指标………356
7.4.4控制系统执行器件构成………356
7.4.5压缩机能量调节与自我保护………362
7.4.6制热装置能量调节与自我保护………363
7.4.7蒸发器流量调节………364
7.4.8出风模式自动控制………364
7.4.9进气模式自动控制………364
7.4.10温度自动控制………365
7.4.11鼓风机转速控制………366
7.4.12电机、电机控制器冷却控制系统………366
7.5空调装置通风系统设计………368
7.5.1出风口整车布置………369
7.5.2通风性能………370
7.5.3气流性能………372
7.6空调及冷却系统试验………374
7.6.1关键零部件台架试验………374
7.6.2关键系统台架试验………383
7.7整车试验、标定………389
7.7.1新能源汽车整车热管理标定内容………389
7.7.2热管理标定流程………389
7.7.3环境舱标定………390
7.7.4道路标定………390
参考文献………391
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