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1、河南省科技攻关计划项目 申请书 项目名称：纯电动汽车电子控制单元技术研究 _ 项目领域：农业 工业 口社会发展 申请单位（签章）：_ 协作单位：_ 推荐部门（签章）：_ 填报日期：2 _ 年 _ 月 _ 日 河南省科学技术厅制1/12 填报说明 1.根据河南省科技攻关计划管理办法规定，申报省科技攻关计划项目必须填 报河南省科技攻关计划项目申请书。2.“项目申请书”经省直主管部门、省辖市（扩权县、市）科技主管部门、国家 级或省级高新技术开发区管委会签署意见并盖章后一式五份报送。3.“项目申请书”内容必须真实、所附材料齐全，要求项目研究、开发目标明确,内容重点突出，技术路线清晰，主要技术经济指标科
2、学、合理，阶段目标和年度进展 计划明确，经费预算合理。4.若项目申报者有协作单位，请填协作单位概况，且必须在项目申请书”后附 合作协议（合同）。5.“项目申请书”中引用名称、数据等内容均应标明出处，外文缩写应注明全称。6.“项目申请书”中未列但需说明内容可加附页，相关技术文献、证明文件等材 料应作为附件一同上报，规格统一使用A4纸，打印文字采用4号宋体字。2/12 项目概况 项目名称 预期主要 成果形式 1、论文论著2、研究报告3、新产品或农业新品种4、新 设备5、新材料6、新工艺或方法7、软件9、其他 经费合计（万元）申请拨款 匹配 银行贷款 自筹 其他 申请单位概况 单位名称 单位性质 1
3、、企业2、科研院所3、高等学校9、其他 企业登记 注册类型 1、国有企业2、集体企业3、股份合作企业4、联营企业5、有限 公司 6、股份有限公司7、私营企业8、港澳台投资企业9、外商投资 企业 地 址 所在省级产业集聚区 联系人 电话 传真 邮编 职工总数 技术人员 中高级技术人员 主要参加人员 姓名 性别 出生年月 学历 从事专业 职称（职 务）协作单位概况 单位名称 附合作协议（合 同）单位性质 1、企业2、科研院所3、髙等学校9、其他 企业登记 注册类型 1、国有企业2、集体企业3、股份合作企业4、联营企业5、有限 公司 6、股份有限公司7、私营企业8、港澳台投资企业9、外商投资 企业
4、地 址 所在省级产业集聚区 联系人 电话 传真 邮编 3/12 职工总数 技术人员 中高级技术人员 主要参加人员 姓名 性别 出生年月 学历 从事专业 职称（职 务）4/12 项目主要研究、开发内容（不超过100个汉字）本项目是研究一种可操作性强、安全性高、适应范围广电动汽车电气控制系统,该系统包括能量管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向 控制系统以及动力总成控制系统等 申请项目依据和意义（说明国家产业技术政策，国内外相关领域技术发展水平和趋势）上世纪70年代全球三次石油危机爆发后，各跨国汽车公司先后开始研发各种 类型电动汽车。我国经过“八五”、“九五”、“十五”三个五年
5、计划，在研发电 动汽车专项上投入了大量人力、物力和财力，并取得了一系列科研成果，但是，迄 今为止，这些科研成果真正能转化为产品，并实现产业化生产项目并不多。国外大 汽车公司投入远比我国更多资金和人力，己投入批量生产电动汽车产品也寥寥无 儿。随着全球能源危机不断加深，石油资源口趋枯竭以及大气污染、全球气温上升 危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展主攻方 向。而电动汽车因其具有绿色环保和能源利用效率高等优点，引起了世界各国广泛 关注。同时随着风电 水电 垃圾发电 生物发电 核能发电和太阳能发电等取代 传统火力发电新能源电能增加和普及，电能将日益丰富和便宜，并且现在全球
6、最完 善电力配电网络系统也为电动汽车普及提供了坚实电能基础，电动汽车快速发展已 成必然。与此同时四部委于2010年6月1 E1联合出台发布关于开展私人购买新 能源汽车补贴试点通知，由此可见，新能源汽车及其相关领域很快将成为新经济 增长点。近20年来，研制和开发电动汽车已经成为一种世界新潮流，美国、英国、等 发达国家已率先跨入电动汽车产业化、商品化行列。美国电动汽车生产、销售起步 较早。通用汽车公司1990年至1994年共生产了 50辆“冲击”牌电动汽车，它生 产被认为是美国电动汽车发展史上一个里程碑。英国是50多年来唯一坚持大量使 用电动汽车国家，目前全国约有电动汽车12万辆。法、日、徳以及世
7、界其他国家 等都在研制、开发电动汽车或电动汽车关键零部件。根据最近报道，美国一家公 司研制成功了世界上最快电动汽车，时速可达到335公里/小时，只需要10分钟就 能完成充电，充电完成之后最大行程可达320公里。基本上解决了电动汽车速度低、单次充电时间长和单次充电后行驶里程短问题。5/12 我国政府十分重视电动汽车研究、开发和应用。在“九五期间，国家已把蓄电 池电动汽车（EV）列为重大科技产业工程项目，并把蓄电池电动汽车（EV）和混合 动力电动汽车（HEV）运行示范区建立作为发展电动汽车四项重点工作之一，示范 区建在了广东省汕头市南澳岛上。经过多年试验，取得了初步成效，积累了大量经 验。我国最早
8、开发和研制EV单位有清华大学、中国远望集团等单位。在1996年北 京国际EV展览会上，清华大学展出EV6580型电动小型客车，可载客16人，最高 时速可以达到80公里，一次充电续驶里程可以达到155公里。中国远望集团展出 YW6120DD型电动大客车，可以载客50人，最高时速可以达到90公里，一次充电 续驶里程可以达到150公里。“十五”期间，经国家科教领导小组批准，我国实施 了国家电动汽车重大科技专项。纯电动汽车研发进展顺利，进入小批量生产与应用；混合动力汽车产品进入国家公告程序，已初步具备产业化条件；燃料电池汽车研发 达到国际先进水平。进入“十一五”以来，在国家政策引导下，我国电动汽车呈现
9、 加速发展态势。2008年5月，科技部开始酝酿“十城千辆”计划，该计划目标是 连续3年在国内10个以上有条件大中城市开展千辆新能源汽车大规模示范运行，并建立相应能源供应基础设施，力争到2010年达到1万辆规模。在电动汽车组成中，电子控制单元ECU好坏直接关系到整个车辆动力效率、控 制策略以及安全可靠性。研制出一种适合纯电动汽车电子控制单元（ECU）具有十 分重要意义。项目研究开发内容及目标（实施方案、技术关键、技术路线和技术经济指标等）电子控制单元ECU系统是电动汽车大脑，由多个子系统构成，每一个子系统一 般由传感器、信号处理电路、电控单元、控制策略、执行机构、自诊断电路和指示 灯组成。在不同
10、类型电动汽车上，电控系统存在一些区别：但总体来说一般都包能量 管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向控制系统以及动 力总成控制系统等。各个子系统功能不是简单龛加，而是综合各子系统功能来控制 电动汽车。6/12 能量管理系统是多能源电动汽车核心，它由3部分组成：功率分配、功率限制 和充电控制。其工作原理可以简单归纳为：由电子控制单元根据数据采集电路采集 到电池状态信息以及其它相关信息，进行数据分析和处理，并形成最终指令和信息 发送到相应功能模块。它所完成功能包括维持电动车所有蓄电池组件工作，并使其 处于最佳状态；采集车辆各个子系统运行数据，进行监控和诊断;控制充电方式和提 供
11、剩余能量显示。如何实现无损电池充电、监控电池充放电状态，避免过充电现象,并对电池实行定期实时检测、诊断和维护，最大限度地保证电池正常可靠运行，以 及其数据采集模块可靠性、剩余能量估算模块精度、安全管理模块等是该系统关键 所在；传统汽车制动过程多依靠摩擦方式消耗车辆行驶动能而降低车速，其制动能量 转化为热能散发到周围环境中去。而电动汽车在制动时，可以将牵引电机转换为发 电机，依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，从而在减缓汽车速度同时将部 分动能转化为电能储存起来，回收了能量，提高了汽车续航里程。再生制动能量回 馈系统研究是电动汽车开发中一个重要环节，其设计开发需要综合考虑汽车动力学 特性、电
12、机发电特性、电池安全保证与充放电待性等多方面问题。电机驱动控制系统好坏直接关系着电动汽车能否安全可靠地运行。电机驱动系 统主要由电机、电力电子变流器、数字控制器和传感器等儿个核心部分组成。目前 电动汽车电机驱动系统中，主要采用感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机；电 机驱动控制系统由电力电子逆变器向IGBT集成模块发展，传感器向集成智能传感 器发展，在电机控制方法方面，传统控制方法是直流电机励磁控制法与电枢电压控 制法；开关磁阻电动机角度位置控制、电流斩波控制以及电压控制；感应电机主要 V/F控制、转差频率控制、矢量控制和 直接转矩控制等等。本项目主要开发对异步电机数字化可视控制系统。以实现对
13、电 动汽车有效、安全、便捷驱动控制。电动助力转向系统通常由传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器和减速 机构等组成。其工作原理是电子控制单元根据转向盘输入力矩、转动方向以及汽车 速度等信号，决定电动机旋转方向和助力电流大小，并将指令传递给电动机，通过 离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统中，从而完成实时控制助力转向。电动 助力转向系统一方面需要开发可靠性高、成本低传感器；另一方面需要开发满足助 力要求、驾驶员舒适性要求以及低成本助力电机。此外，需要设计合理控制策略以保 证电动助力转向系统动态性能、稳定性能以及可靠性，保证驾驶员获得良好路感，使系统能与整车上其他控制子系统相互通信协调以实现
14、整车综合控制，更多先进控 制策略如人工智能控制方法将应用于电动助力转向系统控制中。动力总成控制系统包括动力总成控制单元、发动机电控单元、电机控制器、AMT 控制器及动力电池管理系统。其中动力总成控制单元用以确定发动机与电动机输出 功率比例，以满足汽车动力性能、经济性、排放性等性能指标，保证换档操作过程平 顺性。电子控制单元ECU系统核心拟采用高性能32位ARM9工业级处理器硬件平台，它集成了包括速度可达200MIPS中央处理器、JAVA/DSP指令加速器、DMA、高速CAN、A/D、以太网、USB等，可以满足电动汽车控制功能要求。软件平台采用开源嵌入式 LINUX实时多任务平台系统，可以根据需
15、要对内核进行裁减，以规避将来可能知识 产权风险。系统开发主要集中在以下儿个方面：满足电动汽车使用电磁兼容环境硬件设计及试验；适合电动汽车软件平台选择及内核裁减优化：电池充放电试验数据积累以及充放电策略实现与优化；再生制动能量回馈策略及实现；与汽车其他系统通信；样车试验 该项目成果应符合一下国家标准：a.机动车运行安全技术标准GB7258 b.客车结构安装要求GB13094-1997 c.电动汽车安全要求GB/T18384-2001 d.电动汽车动力能试验方法GB/耳3矽-2001 e.电动汽车能量消耗和续驶里程试验方法GB/T18386-2001 f.汽车及挂车外部照明和信号装置安装、规范GB
16、4785-19988/12 实施本项目已具备条件（说明已具备试验手段、技术力量、管理水平、前期科研基础、中试后接产单位及专利获得等情况）项目承担单位主要从事电子电力技术/嵌入式计算机技术研究，早在2001年和深圳 兆泰公司进行了数年双燃料驱动汽车ECU控制单元研究，并成功实现CNG、LPG公交 车及乘用小汽车双燃料改造中，从中积累了汽车控制技术经验，这些都将为该项目 研究开发提供了一个较好基础。目前技术研发人员中均具备大学本科相关专业以上 学历，具备采用32位嵌入式RISC处理器进行产品开发丰富经验。软件系统采用开 源Linux平台，软件开发具备自有知识产权。9/12 项目实施经济.社会和环境预期效益 项目实施计划进度 10/12 项目经费概算 经费来源 经费支出 科目 数额（万元）科目 数额（万元）国家拨款 设备购置 省拨款 能源材料 地方或部门匹配 试验外协 贷款 租赁 单位筹 资料印刷 其它 鉴定验收 差旅费 管理费 其它 合计 合计 申请单位意见：负责人：（签章）年 月 日 推荐部门意见:（签章）年 月 日 负责人: