Контролерът на превозното средство включва два основни компонента, хардуер и софтуер. Неговият основен софтуер и програми обикновено се разработват от производителите, докато доставчиците на авточасти могат да осигурят хардуер за контролери на превозни средства и основни драйвери.На този етап чуждестранните изследвания върху контролера на превозни средства на чисто електрически превозни средства се фокусират главно върху чисто електрически превозни средства, задвижвани от колелодвигатели.За чисто електрически превозни средства само с един двигател, той обикновено не е оборудван с контролер на превозното средство, но контролерът на двигателя се използва за управление на превозното средство.Много големи чуждестранни компании могат да предоставят зрели решения за управление на превозни средства, като Continental, Bosch, Delphi и др.
1. Съставът и принципът на контролера на превозното средство
Системата за управление на превозното средство на чисто електрическо превозно средство е разделена главно на две схеми: централизирано управление и разпределено управление.
Основната идея на централизираната система за управление е, че контролерът на превозното средство завършва събирането на входни сигнали сам, анализира и обработва данните според стратегията за управление и след това директно издава команди за управление към всеки задвижващ механизъм, за да управлява нормалното задвижване на чисто електрическо превозно средство.Предимствата на централизираната система за управление са централизирана обработка, бърза реакция и ниска цена; недостатъкът е, че веригата е сложна и не е лесно да се разсейва топлината.
Основната идея на системата за разпределено управление е, че контролерът на превозното средство събира някои сигнали на водача и комуникира с контролера на двигателя и системата за управление на батерията чрез CAN шината. Контролерът на двигателя и системата за управление на батерията съответно събират сигналите на автомобила през CAN шината. предадено на контролера на автомобила.Контролерът на превозното средство анализира и обработва данните според информацията за превозното средство и в комбинация със стратегията за управление. След като контролерът на двигателя и системата за управление на батерията получат командата за управление, те контролират работата на двигателя и разреждането на батерията според текущата информация за състоянието на двигателя и батерията.Предимствата на разпределените системи за управление са модулност и ниска сложност; недостатъкът е относително високата цена.
Схематичната диаграма на типична разпределена система за управление на превозното средство е показана на фигурата по-долу. Горният слой на системата за управление на превозното средство е контролерът на превозното средство. Контролерът на превозното средство получава информацията от контролера на двигателя и системата за управление на батерията през CAN шината и предоставя информация на контролера на двигателя и батерията. Системата за управление и системата за показване на информация в автомобила изпращат команди за управление.Контролерът на двигателя и системата за управление на батерията отговарят съответно за наблюдението и управлението на задвижващия двигател и захранващата батерияпакет, а бордовата информационна дисплейна система се използва за показване на текущата информация за състоянието на автомобила.
Принципна диаграма на типична разпределена система за управление на превозното средство
Фигурата по-долу показва принципа на състава на контролера за чисто електрическо превозно средство, разработен от компания.Хардуерната верига на контролера на превозното средство включва модули като микроконтролер, кондициониране на количеството на превключвателя, аналогово кондициониране на количеството, релейно задвижване, високоскоростен интерфейс на CAN шина и захранваща батерия.
Схематична диаграма на състава на контролера за чисто електрическо превозно средство, разработен от компания
(1) Модул на микроконтролера Модулът на микроконтролера е ядрото на контролера на превозното средство. Като се има предвид функцията на контролера за чисто електрическо превозно средство и външната среда на неговата работа, модулът на микроконтролера трябва да има високоскоростна обработка на данни, богати характеристики на хардуерния интерфейс, ниска цена и висока надеждност.
(2) Модул за превключване на количеството Модулът за превключване на количеството се използва за преобразуване на нивото и оформяне на входното количество на превключвателя, единият край на който е свързан с множество сензори за количество на превключвателя, а другият край е свързан с микроконтролера.
(3) Модул за аналогово регулиране Модулът за аналогово регулиране се използва за събиране на аналоговите сигнали от педала на газта и педала на спирачката и изпращането им към микроконтролера.
(4) Модул за управление на реле Модулът за управление на реле се използва за управление на множество релета, единият край на които е свързан към микроконтролер чрез оптоелектронен изолатор, а другият край е свързан към множество релета.
(5) Модул за високоскоростен интерфейс на CAN шина Модулът за високоскоростен интерфейс на CAN шина се използва за осигуряване на високоскоростен интерфейс на CAN шина, единият край на който е свързан към микроконтролера чрез оптоелектронен изолатор, а другият край е свързан към системната високоскоростна CAN шина.
(6) Захранващ модул Захранващият модул осигурява изолирано захранване за микропроцесора и всеки входен и изходен модул, следи напрежението на батерията и е свързан към микроконтролера.
Контролерът на превозното средство управлява, координира и наблюдава всички аспекти на захранващата верига на електрическото превозно средство, за да подобри ефективността на използване на енергията на превозното средство и да осигури безопасност и надеждност.Контролерът на превозното средство събира сигнала за шофиране на водача, получава съответната информация за задвижващия двигател и захранващата батерия чрез CAN шината, анализира и изчислява и дава инструкции за управление на двигателя и управление на батерията чрез CAN шината, за да реализира управлението на задвижването на превозното средство и контрол за оптимизиране на енергията. и контрол на възстановяването на спирачната енергия.Контролерът на превозното средство също така има цялостна функция за интерфейс на инструмента, която може да показва информация за състоянието на превозното средство; има пълна диагностика на грешки и функции за обработка; има шлюз за превозни средства и функции за управление на мрежата.
2. Основни функции на автомобилния контролер
Контролерът на превозното средство събира информация за шофиране, като сигнал от педала на газта, сигнал от педала на спирачката и сигнал за превключване на предавките, и едновременно с това получава данните, изпратени от контролера на двигателя и системата за управление на батерията по CAN шината, и анализира информацията в комбинация със стратегията за управление на превозното средство и преценка, извлича намерението на водача за шофиране и информацията за състоянието на движение на превозното средство и накрая изпраща команди през CAN шината, за да контролира работата на контролера на всеки компонент, за да осигури нормалното управление на превозното средство.Контролерът на превозното средство трябва да има следните основни функции.
(1) Функция за управление на управлението на превозното средство Задвижващият двигател на електрическото превозно средство трябва да извежда задвижващия или спирачния момент според намерението на водача.Когато водачът натисне педала на газта или педала на спирачката, задвижващият двигател трябва да изведе определена задвижваща мощност или регенеративна спирачна мощност.Колкото по-голям е отворът на педала, толкова по-голяма е изходната мощност на задвижващия мотор.Следователно контролерът на превозното средство трябва разумно да обясни операцията на водача; получават обратна информация от подсистемите на превозното средство, за да осигурят обратна връзка за вземане на решения от водача; и изпраща команди за управление към подсистемите на превозното средство, за да се постигне нормално управление на превозното средство.
(2) Мрежово управление на цялото превозно средство Контролерът на превозното средство е един от многото контролери на електрически превозни средства и възел в CAN шината.При управлението на мрежата на превозното средство контролерът на превозното средство е центърът за контрол на информацията, отговорен за организацията и предаването на информацията, наблюдението на състоянието на мрежата, управлението на мрежовите възли и диагностиката и обработката на мрежови грешки.
(3) Възстановяване на спирачната енергия Важната характеристика на изцяло електрическите превозни средства, която се различава от превозните средства с двигател с вътрешно горене, е, че те могат да възстановяват спирачната енергия. Това се постига чрез работа на двигателя на чисто електрически превозни средства в състояние на регенеративно спиране. Анализът на контролера на превозното средство Намерението на водача за спиране, състоянието на захранващия акумулаторен пакет и информацията за състоянието на задвижващия двигател, комбинирани със стратегията за контрол на възстановяването на спирачната енергия, изпращат команди за режим на двигателя и команди за въртящ момент към контролера на двигателя при условията на възстановяване на спирачната енергия, така че че задвижването. Двигателят работи в режим на генериране на енергия и енергията, възстановена от електрическото спиране, се съхранява в захранващия акумулаторен пакет, без да се засяга спирачната ефективност, така че да се реализира възстановяването на спирачната енергия.
(4) Управление и оптимизиране на енергията на превозното средство В изцяло електрическите превозни средства захранващата батерия не само захранва захранващия двигател, но също така захранва електрическите аксесоари. Следователно, за да се получи максимален обхват на шофиране, контролерът на превозното средство ще отговаря за цялото захранване на превозното средство. Управление на енергията за подобряване на използването на енергия.Когато стойността на SOC на батерията е относително ниска, контролерът на превозното средство ще изпрати команди до някои електрически аксесоари, за да ограничи изходната мощност на електрическите аксесоари, за да увеличи обхвата на шофиране.
(5) Мониторинг и показване на информация за състоянието на превозното средство като мощност, общо напрежение, напрежение на клетките, температура на батерията и повреда, след което изпраща тази информация в реално време до системата за показване на информация за превозното средство чрез CAN шината за показване.Освен това контролерът на автомобила редовно открива комуникацията на всеки модул по CAN шината. Ако установи, че възел в шината не може да комуникира нормално, той ще покаже информацията за неизправността на системата за показване на информация за превозното средство и ще предприеме разумни мерки за съответните извънредни ситуации. обработка за предотвратяване на възникването на екстремни условия, така че водачът да може директно и точно да получи информация за текущото работно състояние на превозното средство.
(6) Диагностика и обработка на неизправности Непрекъснато наблюдавайте електронната система за управление на превозното средство за диагностика на неизправности.Индикаторът за неизправност показва категорията на неизправност и някои кодове на неизправност.В зависимост от съдържанието на повредата, своевременно извършете съответната обработка за защита на безопасността.За по-малко сериозни повреди е възможно да карате с ниска скорост до близката станция за поддръжка за поддръжка.
(7) Външното управление на зареждането осъществява връзката на зареждането, наблюдава процеса на зареждане, отчита състоянието на зареждане и прекратява зареждането.
(8) Онлайн диагностика и офлайн откриване на диагностично оборудване отговаря за връзката и диагностичната комуникация с външно диагностично оборудване и реализира UDS диагностични услуги, включително четене на потоци от данни, четене и изчистване на кодове за грешки и отстраняване на грешки на контролни портове .
Фигурата по-долу е пример за контролер за чисто електрическо превозно средство. Той определя намерението на водача чрез събиране на контролни сигнали по време на шофиране и зареждане, управлява и планира електронното контролно оборудване на автомобила чрез CAN шината и използва различни модели за различни модели. Стратегия за управление за осъществяване на управление на задвижването на превозното средство, управление на оптимизиране на енергията, управление на възстановяване на спирачната енергия и управление на мрежата.Контролерът на превозното средство използва технологии като микрокомпютър, интелигентно захранващо задвижване и CAN шина и има характеристиките на добра динамична реакция, висока точност на вземане на проби, силна способност против смущения и добра надеждност.
Пример за контролер за чисто електрическо превозно средство
3. Изисквания за дизайн на контролера на превозното средство
Сензорите, които директно изпращат сигнали към контролера на превозното средство, включват сензор на педала на газта, сензор на педала на спирачката и превключвател на скоростите, при което сензорът на педала на газта и сензорът на педала на спирачката извеждат аналогови сигнали, а изходният сигнал на превключвателя на скоростите е сигнал за превключване.Контролерът на превозното средство индиректно контролира работата на задвижващия двигател и зареждането и разреждането на захранващата батерия чрез изпращане на команди към контролера на двигателя и системата за управление на батерията и реализира включването и изключването на бордовия модул чрез управление на главното реле .
Според състава на мрежата за управление на превозното средство и анализа на входните и изходните сигнали на контролера на превозното средство, контролерът на превозното средство трябва да отговаря на следните технически изисквания.
① При проектирането на хардуерната верига трябва да се вземе предвид средата на шофиране на електрическото превозно средство, да се обърне внимание на електромагнитната съвместимост и да се подобри способността за предотвратяване на смущения.Контролерът на превозното средство трябва да има определена способност за самозащита в софтуера и хардуера, за да предотврати появата на екстремни ситуации.
② Контролерът на превозното средство трябва да има достатъчно входно/изходни интерфейси, за да може бързо и точно да събира различна входна информация, и поне два A/D преобразуващи канала за събиране на сигнали от педала на газта и педала на спирачката. Цифров входен канал се използва за събиране на сигнала за предавката на превозното средство и трябва да има множество изходни канали за захранващ сигнал за задвижване на релето на превозното средство.
③ Контролерът на превозното средство трябва да има различни комуникационни интерфейси. Комуникационният интерфейс CAN се използва за комуникация с контролера на двигателя, системата за управление на батерията и системата за показване на информация за превозното средство. Комуникационният интерфейс RS232 се използва за комуникация с хост компютъра, а комуникационният интерфейс RS-485 е запазен. /422 комуникационен интерфейс, който може да бъде съвместим с устройства, които не поддържат CAN комуникация, като някои модели автомобилни сензорни екрани.
④ При различни пътни условия, колата ще срещне различни удари и вибрации. Контролерът на превозното средство трябва да има добра устойчивост на удар, за да гарантира надеждността и безопасността на автомобила.
Време на публикуване: 09 ноември 2022 г