शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रक का सिद्धांत और कार्य विश्लेषण

वाहन नियंत्रक में दो प्रमुख घटक शामिल हैं, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर। इसके मुख्य सॉफ्टवेयर और प्रोग्राम आम तौर पर निर्माताओं द्वारा विकसित किए जाते हैं, जबकि ऑटो पार्ट्स आपूर्तिकर्ता वाहन नियंत्रक हार्डवेयर और अंतर्निहित ड्राइवर प्रदान कर सकते हैं।इस स्तर पर, शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के वाहन नियंत्रक पर विदेशी शोध मुख्य रूप से इन-व्हील द्वारा संचालित शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों पर केंद्रित हैमोटर्स.केवल एक मोटर वाले शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए, यह आमतौर पर वाहन नियंत्रक से सुसज्जित नहीं होता है, लेकिन वाहन को नियंत्रित करने के लिए मोटर नियंत्रक का उपयोग किया जाता है।कई बड़ी विदेशी कंपनियाँ परिपक्व वाहन नियंत्रक समाधान प्रदान कर सकती हैं, जैसे कॉन्टिनेंटल, बॉश, डेल्फ़ी, आदि।

1. वाहन नियंत्रक की संरचना और सिद्धांत

शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन की वाहन नियंत्रण प्रणाली को मुख्य रूप से दो योजनाओं में विभाजित किया गया है: केंद्रीकृत नियंत्रण और वितरित नियंत्रण।

केंद्रीकृत नियंत्रण प्रणाली का मूल विचार यह है कि वाहन नियंत्रक अकेले इनपुट संकेतों के संग्रह को पूरा करता है, नियंत्रण रणनीति के अनुसार डेटा का विश्लेषण और प्रसंस्करण करता है, और फिर सामान्य ड्राइविंग को चलाने के लिए प्रत्येक एक्चुएटर को सीधे नियंत्रण आदेश जारी करता है। शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन.केंद्रीकृत नियंत्रण प्रणाली के लाभ केंद्रीकृत प्रसंस्करण, तेज़ प्रतिक्रिया और कम लागत हैं; नुकसान यह है कि सर्किट जटिल है और गर्मी को नष्ट करना आसान नहीं है।

वितरित नियंत्रण प्रणाली का मूल विचार यह है कि वाहन नियंत्रक कुछ ड्राइवर सिग्नल एकत्र करता है, और CAN बस के माध्यम से मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली के साथ संचार करता है। मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली क्रमशः CAN बस के माध्यम से वाहन सिग्नल एकत्र करते हैं। वाहन नियंत्रक को भेज दिया गया।वाहन नियंत्रक वाहन की जानकारी के अनुसार डेटा का विश्लेषण और प्रसंस्करण करता है और नियंत्रण रणनीति के साथ जोड़ता है। मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली को नियंत्रण आदेश प्राप्त होने के बाद, वे मोटर और बैटरी की वर्तमान स्थिति की जानकारी के अनुसार मोटर संचालन और बैटरी डिस्चार्ज को नियंत्रित करते हैं।वितरित नियंत्रण प्रणालियों के लाभ मॉड्यूलरिटी और कम जटिलता हैं; नुकसान अपेक्षाकृत उच्च लागत है।

एक विशिष्ट वितरित वाहन नियंत्रण प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। वाहन नियंत्रण प्रणाली की सबसे ऊपरी परत वाहन नियंत्रक है। वाहन नियंत्रक CAN बस के माध्यम से मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली की जानकारी प्राप्त करता है, और मोटर नियंत्रक और बैटरी को जानकारी प्रदान करता है। प्रबंधन प्रणाली और वाहन में सूचना प्रदर्शन प्रणाली नियंत्रण आदेश भेजती है।मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली क्रमशः ड्राइविंग मोटर और पावर बैटरी की निगरानी और प्रबंधन के लिए जिम्मेदार हैंपैक, और ऑन-बोर्ड सूचना प्रदर्शन प्रणाली का उपयोग वाहन की वर्तमान स्थिति की जानकारी प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है।

एक विशिष्ट वितरित वाहन नियंत्रण प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख

नीचे दिया गया चित्र एक कंपनी द्वारा विकसित शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन नियंत्रक के संरचना सिद्धांत को दर्शाता है।वाहन नियंत्रक के हार्डवेयर सर्किट में माइक्रोकंट्रोलर, स्विच मात्रा कंडीशनिंग, एनालॉग मात्रा कंडीशनिंग, रिले ड्राइव, हाई-स्पीड कैन बस इंटरफ़ेस और पावर बैटरी जैसे मॉड्यूल शामिल हैं।.

एक कंपनी द्वारा विकसित शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रक की संरचना का योजनाबद्ध आरेख

(1) माइक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल माइक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल वाहन नियंत्रक का मूल है। शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रक के कार्य और इसके संचालन के बाहरी वातावरण को ध्यान में रखते हुए, माइक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल में उच्च गति डेटा प्रोसेसिंग प्रदर्शन, समृद्ध हार्डवेयर इंटरफ़ेस की विशेषताएं, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता होनी चाहिए।

(2) स्विच मात्रा कंडीशनिंग मॉड्यूल स्विच मात्रा कंडीशनिंग मॉड्यूल का उपयोग स्विच इनपुट मात्रा के स्तर रूपांतरण और आकार देने के लिए किया जाता है, जिसका एक सिरा कई स्विच मात्रा सेंसर से जुड़ा होता है।, और दूसरा सिरा माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा है।

(3) एनालॉग कंडीशनिंग मॉड्यूल एनालॉग कंडीशनिंग मॉड्यूल का उपयोग त्वरक पेडल और ब्रेक पेडल के एनालॉग सिग्नल एकत्र करने और उन्हें माइक्रोकंट्रोलर को भेजने के लिए किया जाता है।

(4) रिले ड्राइविंग मॉड्यूल रिले ड्राइविंग मॉड्यूल का उपयोग कई रिले को चलाने के लिए किया जाता है, जिसका एक सिरा एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आइसोलेटर के माध्यम से एक माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा होता है, और दूसरा सिरा कई रिले से जुड़ा होता है।

(5) हाई-स्पीड कैन बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल हाई-स्पीड कैन बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल का उपयोग हाई-स्पीड कैन बस इंटरफ़ेस प्रदान करने के लिए किया जाता है, जिसका एक सिरा ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आइसोलेटर के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा होता है, और दूसरा सिरा जुड़ा होता है। सिस्टम के लिए हाई-स्पीड CAN बस।

(6) बिजली आपूर्ति मॉड्यूल बिजली आपूर्ति मॉड्यूल माइक्रोप्रोसेसर और प्रत्येक इनपुट और आउटपुट मॉड्यूल के लिए पृथक बिजली आपूर्ति प्रदान करता है, बैटरी वोल्टेज की निगरानी करता है, और माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा होता है।

वाहन नियंत्रक वाहन की ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार करने और सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रिक वाहन पावर श्रृंखला के सभी पहलुओं का प्रबंधन, समन्वय और निगरानी करता है।वाहन नियंत्रक चालक के ड्राइविंग सिग्नल को एकत्र करता है, CAN बस के माध्यम से ड्राइव मोटर और पावर बैटरी सिस्टम की प्रासंगिक जानकारी प्राप्त करता है, विश्लेषण और गणना करता है, और वाहन ड्राइव नियंत्रण का एहसास करने के लिए CAN बस के माध्यम से मोटर नियंत्रण और बैटरी प्रबंधन निर्देश देता है। ऊर्जा अनुकूलन नियंत्रण. और ब्रेक एनर्जी रिकवरी नियंत्रण।वाहन नियंत्रक में एक व्यापक उपकरण इंटरफ़ेस फ़ंक्शन भी है, जो वाहन की स्थिति की जानकारी प्रदर्शित कर सकता है; इसमें पूर्ण दोष निदान और प्रसंस्करण कार्य हैं; इसमें वाहन गेटवे और नेटवर्क प्रबंधन कार्य हैं।

2. वाहन नियंत्रक के बुनियादी कार्य

वाहन नियंत्रक एक्सेलेरेटर पेडल सिग्नल, ब्रेक पेडल सिग्नल और गियर स्विच सिग्नल जैसी ड्राइविंग जानकारी एकत्र करता है, और साथ ही CAN बस पर मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली द्वारा भेजे गए डेटा को प्राप्त करता है, और वाहन नियंत्रण रणनीति के साथ संयोजन में जानकारी का विश्लेषण करता है। और निर्णय, चालक के ड्राइविंग इरादे और वाहन चलने की स्थिति की जानकारी निकालें, और अंत में वाहन की सामान्य ड्राइविंग सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक घटक नियंत्रक के काम को नियंत्रित करने के लिए CAN बस के माध्यम से कमांड भेजें।वाहन नियंत्रक के पास निम्नलिखित बुनियादी कार्य होने चाहिए।

(1) वाहन की ड्राइविंग को नियंत्रित करने का कार्य इलेक्ट्रिक वाहन की ड्राइव मोटर को चालक के इरादे के अनुसार ड्राइविंग या ब्रेकिंग टॉर्क का उत्पादन करना चाहिए।जब चालक त्वरक पेडल या ब्रेक पेडल को दबाता है, तो ड्राइव मोटर को एक निश्चित ड्राइविंग शक्ति या पुनर्योजी ब्रेकिंग शक्ति का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है।पेडल का उद्घाटन जितना अधिक होगा, ड्राइव मोटर की आउटपुट पावर उतनी ही अधिक होगी।इसलिए, वाहन नियंत्रक को चालक के संचालन को उचित रूप से समझाना चाहिए; चालक के लिए निर्णय लेने संबंधी फीडबैक प्रदान करने के लिए वाहन के उपप्रणालियों से फीडबैक जानकारी प्राप्त करना; और वाहन की सामान्य ड्राइविंग को प्राप्त करने के लिए वाहन के उपप्रणालियों को नियंत्रण आदेश भेजें।

(2) पूरे वाहन का नेटवर्क प्रबंधन वाहन नियंत्रक इलेक्ट्रिक वाहनों के कई नियंत्रकों में से एक है और CAN बस में एक नोड है।वाहन नेटवर्क प्रबंधन में, वाहन नियंत्रक सूचना नियंत्रण का केंद्र है, जो सूचना संगठन और प्रसारण, नेटवर्क स्थिति निगरानी, ​​​​नेटवर्क नोड प्रबंधन और नेटवर्क दोष निदान और प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार है।

(3) ब्रेकिंग एनर्जी की रिकवरी शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों की महत्वपूर्ण विशेषता जो आंतरिक दहन इंजन वाले वाहनों से अलग है, वह यह है कि वे ब्रेकिंग एनर्जी को रिकवर कर सकते हैं। यह शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों की मोटर को पुनर्योजी ब्रेकिंग स्थिति में संचालित करके प्राप्त किया जाता है। वाहन नियंत्रक का विश्लेषण, ड्राइवर के ब्रेकिंग इरादे, पावर बैटरी पैक की स्थिति और ड्राइव मोटर की स्थिति की जानकारी, ब्रेकिंग एनर्जी रिकवरी नियंत्रण रणनीति के साथ मिलकर, ब्रेकिंग एनर्जी रिकवरी की शर्तों के तहत मोटर मोड कमांड और टॉर्क कमांड को मोटर कंट्रोलर को भेजती है, इसलिए कि ड्राइव मोटर बिजली उत्पादन मोड में काम करती है, और इलेक्ट्रिक ब्रेकिंग द्वारा पुनर्प्राप्त ऊर्जा को ब्रेकिंग प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना पावर बैटरी पैक में संग्रहीत किया जाता है, ताकि ब्रेकिंग ऊर्जा रिकवरी का एहसास हो सके।

(4) वाहन ऊर्जा प्रबंधन और अनुकूलन शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों में, पावर बैटरी न केवल ड्राइव मोटर को बिजली की आपूर्ति करती है, बल्कि इलेक्ट्रिक सहायक उपकरण को भी बिजली की आपूर्ति करती है। इसलिए, अधिकतम ड्राइविंग रेंज प्राप्त करने के लिए, वाहन नियंत्रक संपूर्ण वाहन की बिजली आपूर्ति के लिए जिम्मेदार होगा। ऊर्जा उपयोग में सुधार के लिए ऊर्जा प्रबंधन।जब बैटरी का एसओसी मान अपेक्षाकृत कम होता है, तो वाहन नियंत्रक ड्राइविंग रेंज को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रिक एक्सेसरीज की आउटपुट पावर को सीमित करने के लिए कुछ इलेक्ट्रिक एक्सेसरीज को कमांड भेजेगा।

(5) बिजली, कुल वोल्टेज, सेल वोल्टेज, बैटरी तापमान और खराबी जैसी वाहन की स्थिति की जानकारी की निगरानी और प्रदर्शन, और फिर इन वास्तविक समय की जानकारी को प्रदर्शन के लिए CAN बस के माध्यम से वाहन सूचना प्रदर्शन प्रणाली में भेजें।इसके अलावा, वाहन नियंत्रक नियमित रूप से CAN बस पर प्रत्येक मॉड्यूल के संचार का पता लगाता है। यदि उसे पता चलता है कि बस में कोई नोड सामान्य रूप से संचार नहीं कर सकता है, तो यह वाहन सूचना प्रदर्शन प्रणाली पर गलती की जानकारी प्रदर्शित करेगा, और संबंधित आपातकालीन स्थितियों के लिए उचित उपाय करेगा। चरम स्थितियों की घटना को रोकने के लिए प्रसंस्करण, ताकि चालक वाहन की वर्तमान परिचालन स्थिति की जानकारी सीधे और सटीक रूप से प्राप्त कर सके।

(6) दोष निदान और प्रसंस्करण दोष निदान के लिए वाहन इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली की लगातार निगरानी करें।दोष सूचक दोष श्रेणी और कुछ दोष कोड को इंगित करता है।दोष सामग्री के अनुसार, समय पर संबंधित सुरक्षा सुरक्षा प्रसंस्करण करें।कम गंभीर दोषों के लिए, रखरखाव के लिए नजदीकी रखरखाव स्टेशन तक कम गति से गाड़ी चलाना संभव है।

(7) बाहरी चार्जिंग प्रबंधन चार्जिंग के कनेक्शन का एहसास करता है, चार्जिंग प्रक्रिया की निगरानी करता है, चार्जिंग स्थिति की रिपोर्ट करता है और चार्जिंग समाप्त करता है।

(8) डायग्नोस्टिक उपकरणों का ऑन-लाइन डायग्नोसिस और ऑफलाइन डिटेक्शन बाहरी डायग्नोस्टिक उपकरणों के साथ कनेक्शन और डायग्नोस्टिक संचार के लिए जिम्मेदार है, और यूडीएस डायग्नोस्टिक सेवाओं का एहसास करता है, जिसमें डेटा स्ट्रीम को पढ़ना, गलती कोड को पढ़ना और साफ़ करना और नियंत्रण पोर्ट की डिबगिंग शामिल है। .

नीचे दिया गया चित्र शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रक का एक उदाहरण है। यह ड्राइविंग और चार्जिंग के दौरान नियंत्रण संकेतों को एकत्र करके चालक के इरादे को निर्धारित करता है, CAN बस के माध्यम से वाहन के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरण का प्रबंधन और शेड्यूल करता है, और विभिन्न मॉडलों के लिए विभिन्न मॉडलों का उपयोग करता है। वाहन ड्राइव नियंत्रण, ऊर्जा अनुकूलन नियंत्रण, ब्रेकिंग ऊर्जा रिकवरी नियंत्रण और नेटवर्क प्रबंधन का एहसास करने के लिए नियंत्रण रणनीति।वाहन नियंत्रक माइक्रो कंप्यूटर, इंटेलिजेंट पावर ड्राइव और कैन बस जैसी प्रौद्योगिकियों को अपनाता है, और इसमें अच्छी गतिशील प्रतिक्रिया, उच्च नमूना सटीकता, मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता और अच्छी विश्वसनीयता की विशेषताएं हैं।

शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रक का उदाहरण

3. वाहन नियंत्रक डिज़ाइन आवश्यकताएँ

सेंसर जो सीधे वाहन नियंत्रक को सिग्नल भेजते हैं उनमें एक्सेलरेटर पेडल सेंसर, ब्रेक पेडल सेंसर और गियर स्विच शामिल हैं, जिसमें एक्सेलरेटर पेडल सेंसर और ब्रेक पेडल सेंसर एनालॉग सिग्नल आउटपुट करते हैं, और गियर स्विच का आउटपुट सिग्नल एक स्विच सिग्नल होता है।वाहन नियंत्रक अप्रत्यक्ष रूप से मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली को आदेश भेजकर ड्राइव मोटर के संचालन और पावर बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग को नियंत्रित करता है, और मुख्य रिले को नियंत्रित करके ऑन-बोर्ड मॉड्यूल के ऑन-ऑफ का एहसास करता है। .

वाहन नियंत्रण नेटवर्क की संरचना और वाहन नियंत्रक के इनपुट और आउटपुट सिग्नल के विश्लेषण के अनुसार, वाहन नियंत्रक को निम्नलिखित तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

① हार्डवेयर सर्किट को डिजाइन करते समय, इलेक्ट्रिक वाहन के ड्राइविंग वातावरण पर पूरी तरह से विचार किया जाना चाहिए, विद्युत चुम्बकीय संगतता पर ध्यान दिया जाना चाहिए, और हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता में सुधार किया जाना चाहिए।चरम स्थितियों की घटना को रोकने के लिए वाहन नियंत्रक के पास सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर में एक निश्चित आत्म-सुरक्षा क्षमता होनी चाहिए।

② वाहन नियंत्रक के पास विभिन्न इनपुट जानकारी को जल्दी और सटीक रूप से एकत्र करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त I/O इंटरफेस और त्वरक पेडल सिग्नल और ब्रेक पेडल सिग्नल एकत्र करने के लिए कम से कम दो ए/डी रूपांतरण चैनल होने चाहिए। वाहन गियर सिग्नल एकत्र करने के लिए एक डिजिटल इनपुट चैनल का उपयोग किया जाता है, और वाहन रिले को चलाने के लिए कई पावर ड्राइव सिग्नल आउटपुट चैनल होने चाहिए।

③ वाहन नियंत्रक में विभिन्न प्रकार के संचार इंटरफेस होने चाहिए। CAN संचार इंटरफ़ेस का उपयोग मोटर नियंत्रक, बैटरी प्रबंधन प्रणाली और वाहन सूचना प्रदर्शन प्रणाली के साथ संचार करने के लिए किया जाता है। RS232 संचार इंटरफ़ेस का उपयोग होस्ट कंप्यूटर के साथ संचार करने के लिए किया जाता है, और एक RS-485 संचार इंटरफ़ेस आरक्षित है। /422 संचार इंटरफ़ेस, जो उन उपकरणों के साथ संगत हो सकता है जो CAN संचार का समर्थन नहीं करते हैं, जैसे कार टच स्क्रीन के कुछ मॉडल।

④ अलग-अलग सड़क स्थितियों के तहत, कार को अलग-अलग झटके और कंपन का सामना करना पड़ेगा। कार की विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए वाहन नियंत्रक में अच्छा आघात प्रतिरोध होना चाहिए।