Pengontrol kendaraan mencakup dua komponen utama, perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat lunak dan program intinya umumnya dikembangkan oleh produsen, sementara pemasok suku cadang mobil dapat menyediakan perangkat keras pengontrol kendaraan dan driver yang mendasarinya.Pada tahap ini, penelitian luar negeri tentang pengontrol kendaraan kendaraan listrik murni terutama berfokus pada kendaraan listrik murni yang digerakkan oleh rodamotor.Untuk kendaraan listrik murni yang hanya memiliki satu motor biasanya tidak dilengkapi dengan vehicle controller, melainkan motor controller yang digunakan untuk mengendalikan kendaraan.Banyak perusahaan asing besar yang dapat menyediakan solusi pengontrol kendaraan yang matang, seperti Continental, Bosch, Delphi, dll.
1. Komposisi dan prinsip pengoperasian pengontrol kendaraan
Sistem kendali kendaraan kendaraan listrik murni terutama dibagi menjadi dua skema: kendali terpusat dan kendali terdistribusi.
Ide dasar dari sistem kendali terpusat adalah bahwa pengontrol kendaraan menyelesaikan pengumpulan sinyal input sendirian, menganalisis dan memproses data sesuai dengan strategi kendali, dan kemudian secara langsung mengeluarkan perintah kendali ke setiap aktuator untuk menggerakkan pengendaraan normal. kendaraan listrik murni.Keuntungan dari sistem kendali terpusat adalah pemrosesan terpusat, respon cepat dan biaya rendah; kekurangannya adalah rangkaiannya rumit dan tidak mudah menghilangkan panas.
Ide dasar dari sistem kendali terdistribusi adalah pengontrol kendaraan mengumpulkan beberapa sinyal pengemudi, dan berkomunikasi dengan pengontrol motor dan sistem manajemen baterai melalui bus CAN. Pengontrol motor dan sistem manajemen baterai masing-masing mengumpulkan sinyal kendaraan melalui bus CAN. diteruskan ke pengontrol kendaraan.Pengontrol kendaraan menganalisis dan memproses data sesuai dengan informasi kendaraan dan dikombinasikan dengan strategi pengendalian. Setelah pengontrol motor dan sistem manajemen baterai menerima perintah kontrol, mereka mengontrol pengoperasian motor dan pengosongan baterai sesuai dengan informasi status motor dan baterai saat ini.Keuntungan dari sistem kendali terdistribusi adalah modularitas dan kompleksitas yang rendah; kerugiannya adalah biaya yang relatif tinggi.
Diagram skema sistem kendali kendaraan terdistribusi ditunjukkan pada gambar di bawah. Lapisan paling atas dari sistem kendali kendaraan adalah pengontrol kendaraan. Pengontrol kendaraan menerima informasi dari pengontrol motor dan sistem manajemen baterai melalui bus CAN, dan memberikan informasi kepada pengontrol motor dan baterai. Sistem manajemen dan sistem tampilan informasi di dalam kendaraan mengirimkan perintah kontrol.Pengontrol motor dan sistem manajemen baterai masing-masing bertanggung jawab atas pemantauan dan pengelolaan motor penggerak dan daya bateraipaket, dan sistem tampilan informasi on-board digunakan untuk menampilkan informasi status kendaraan saat ini.
Diagram skematik dari sistem kendali kendaraan terdistribusi yang khas
Gambar di bawah menunjukkan prinsip komposisi pengontrol kendaraan listrik murni yang dikembangkan oleh suatu perusahaan.Rangkaian perangkat keras pengontrol kendaraan mencakup modul-modul seperti mikrokontroler, pengkondisian kuantitas sakelar, pengkondisian kuantitas analog, penggerak relai, antarmuka bus CAN berkecepatan tinggi, dan baterai daya.
Diagram skema komposisi pengontrol kendaraan listrik murni yang dikembangkan oleh suatu perusahaan
(1) Modul mikrokontroler Modul mikrokontroler merupakan inti dari pengontrol kendaraan. Mengingat fungsi pengontrol kendaraan listrik murni dan lingkungan eksternal pengoperasiannya, modul mikrokontroler harus memiliki kinerja pemrosesan data berkecepatan tinggi, karakteristik antarmuka perangkat keras yang kaya, biaya rendah dan keandalan yang tinggi.
(2) Modul pengkondisian kuantitas sakelar Modul pengkondisian kuantitas sakelar digunakan untuk konversi level dan pembentukan kuantitas input sakelar, salah satu ujungnya dihubungkan dengan sejumlah sensor kuantitas sakelar, dan ujung lainnya dihubungkan dengan mikrokontroler.
(3) Modul pengkondisian analog Modul pengkondisian analog digunakan untuk mengumpulkan sinyal analog dari pedal akselerator dan pedal rem, dan mengirimkannya ke mikrokontroler.
(4) Modul penggerak relai Modul penggerak relai digunakan untuk menggerakkan sejumlah relai, salah satu ujungnya dihubungkan ke mikrokontroler melalui isolator optoelektronik, dan ujung lainnya dihubungkan ke sejumlah relai.
(5) Modul antarmuka bus CAN berkecepatan tinggi Modul antarmuka bus CAN berkecepatan tinggi digunakan untuk menyediakan antarmuka bus CAN berkecepatan tinggi, salah satu ujungnya dihubungkan ke mikrokontroler melalui isolator optoelektronik, dan ujung lainnya dihubungkan ke sistem bus CAN berkecepatan tinggi.
(6) Modul catu daya Modul catu daya menyediakan catu daya terisolasi untuk mikroprosesor dan setiap modul input dan output, memonitor tegangan baterai, dan terhubung ke mikrokontroler.
Pengontrol kendaraan mengelola, mengoordinasikan, dan memantau semua aspek rantai daya kendaraan listrik untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi kendaraan dan memastikan keselamatan dan keandalan.Pengontrol kendaraan mengumpulkan sinyal mengemudi pengemudi, memperoleh informasi yang relevan dari motor penggerak dan sistem baterai daya melalui bus CAN, menganalisis dan menghitung, dan memberikan instruksi kontrol motor dan manajemen baterai melalui bus CAN untuk mewujudkan kontrol penggerak kendaraan dan pengendalian optimalisasi energi. dan kontrol pemulihan energi rem.Pengontrol kendaraan juga memiliki fungsi antarmuka instrumen yang komprehensif, yang dapat menampilkan informasi status kendaraan; ia memiliki fungsi diagnosis dan pemrosesan kesalahan yang lengkap; ia memiliki gerbang kendaraan dan fungsi manajemen jaringan.
2. Fungsi dasar pengontrol kendaraan
Pengontrol kendaraan mengumpulkan informasi mengemudi seperti sinyal pedal akselerator, sinyal pedal rem, dan sinyal sakelar gigi, dan secara bersamaan menerima data yang dikirim oleh pengontrol motor dan sistem manajemen baterai pada bus CAN, dan menganalisis informasi tersebut dalam kombinasi dengan strategi pengendalian kendaraan dan penilaian, mengekstrak informasi niat mengemudi pengemudi dan status pengoperasian kendaraan, dan terakhir mengirimkan perintah melalui bus CAN untuk mengontrol kerja setiap pengontrol komponen guna memastikan pengendaraan kendaraan secara normal.Pengontrol kendaraan harus memiliki fungsi dasar berikut.
(1) Fungsi pengendalian mengemudi kendaraan Motor penggerak kendaraan listrik harus menghasilkan torsi penggerak atau pengereman sesuai dengan keinginan pengemudi.Ketika pengemudi menekan pedal akselerator atau pedal rem, motor penggerak perlu mengeluarkan tenaga penggerak tertentu atau tenaga pengereman regeneratif.Semakin besar bukaan pedal maka semakin besar pula daya keluaran motor penggerak.Oleh karena itu, pengontrol kendaraan harus menjelaskan pengoperasian pengemudi secara wajar; menerima informasi umpan balik dari subsistem kendaraan untuk memberikan umpan balik pengambilan keputusan bagi pengemudi; dan mengirimkan perintah kontrol ke subsistem kendaraan untuk mencapai pengendaraan normal kendaraan.
(2) Manajemen jaringan seluruh kendaraan Pengontrol kendaraan adalah salah satu dari banyak pengontrol kendaraan listrik dan sebuah simpul di bus CAN.Dalam manajemen jaringan kendaraan, pengontrol kendaraan adalah pusat kendali informasi, bertanggung jawab atas organisasi dan transmisi informasi, pemantauan status jaringan, manajemen node jaringan, serta diagnosis dan pemrosesan kesalahan jaringan.
(3) Pemulihan energi pengereman Ciri penting kendaraan listrik murni yang berbeda dengan kendaraan bermesin pembakaran dalam adalah dapat memulihkan energi pengereman. Hal ini dicapai dengan mengoperasikan motor kendaraan listrik murni dalam kondisi pengereman regeneratif. Analisis pengontrol kendaraan Niat pengereman pengemudi, status baterai daya, dan informasi status motor penggerak, dikombinasikan dengan strategi kontrol pemulihan energi pengereman, mengirimkan perintah mode motor dan perintah torsi ke pengontrol motor dalam kondisi pemulihan energi pengereman, sehingga bahwa penggerak Motor bekerja dalam mode pembangkitan tenaga, dan energi yang dipulihkan oleh pengereman listrik disimpan dalam paket baterai daya tanpa mempengaruhi kinerja pengereman, sehingga mewujudkan pemulihan energi pengereman.
(4) Pengelolaan dan optimalisasi energi kendaraan Pada kendaraan listrik murni, baterai daya tidak hanya menyuplai daya ke motor penggerak, tetapi juga menyuplai daya ke aksesori kelistrikan. Oleh karena itu, untuk memperoleh jarak berkendara yang maksimal, pengontrol kendaraan akan bertanggung jawab atas suplai tenaga ke seluruh kendaraan. Manajemen energi untuk meningkatkan pemanfaatan energi.Ketika nilai SOC baterai relatif rendah, pengontrol kendaraan akan mengirimkan perintah ke beberapa aksesori kelistrikan untuk membatasi daya keluaran aksesori kelistrikan guna meningkatkan jangkauan berkendara.
(5) Pemantauan dan tampilan informasi status kendaraan seperti daya, tegangan total, tegangan sel, suhu baterai dan kesalahan, dan kemudian mengirimkan informasi tersebut secara real-time ke sistem tampilan informasi kendaraan melalui bus CAN untuk ditampilkan.Selain itu, pengontrol kendaraan secara teratur mendeteksi komunikasi setiap modul pada bus CAN. Jika ditemukan bahwa node di bus tidak dapat berkomunikasi secara normal, ia akan menampilkan informasi kesalahan pada sistem tampilan informasi kendaraan, dan mengambil tindakan yang wajar untuk situasi darurat terkait. pengolahan untuk mencegah terjadinya kondisi ekstrim, sehingga pengemudi dapat memperoleh informasi kondisi pengoperasian kendaraan secara langsung dan akurat.
(6) Diagnosis dan pemrosesan kesalahan Pantau terus sistem kontrol elektronik kendaraan untuk diagnosis kesalahan.Indikator kesalahan menunjukkan kategori kesalahan dan beberapa kode kesalahan.Menurut konten kesalahan, lakukan pemrosesan perlindungan keselamatan yang sesuai secara tepat waktu.Untuk kerusakan yang tidak terlalu serius, Anda dapat berkendara dengan kecepatan rendah ke stasiun pemeliharaan terdekat untuk melakukan pemeliharaan.
(7) Manajemen pengisian daya eksternal menyadari koneksi pengisian daya, memantau proses pengisian daya, melaporkan status pengisian daya, dan mengakhiri pengisian daya.
(8) Diagnosis online dan deteksi offline peralatan diagnostik bertanggung jawab atas koneksi dan komunikasi diagnostik dengan peralatan diagnostik eksternal, dan mewujudkan layanan diagnostik UDS, termasuk pembacaan aliran data, pembacaan dan pembersihan kode kesalahan, dan debugging port kontrol .
Gambar di bawah adalah contoh pengontrol kendaraan kendaraan listrik murni. Ini menentukan niat pengemudi dengan mengumpulkan sinyal kontrol selama mengemudi dan mengisi daya, mengelola dan menjadwalkan peralatan kontrol elektronik kendaraan melalui bus CAN, dan menggunakan model berbeda untuk model berbeda. Strategi pengendalian untuk mewujudkan pengendalian penggerak kendaraan, pengendalian optimasi energi, pengendalian pemulihan energi pengereman dan manajemen jaringan.Pengontrol kendaraan mengadopsi teknologi seperti komputer mikro, penggerak daya cerdas, dan bus CAN, serta memiliki karakteristik respons dinamis yang baik, akurasi pengambilan sampel yang tinggi, kemampuan anti-interferensi yang kuat, dan keandalan yang baik.
Contoh pengontrol kendaraan kendaraan listrik murni
3. Persyaratan Desain Pengendali Kendaraan
Sensor yang langsung mengirimkan sinyal ke pengontrol kendaraan antara lain sensor pedal akselerator, sensor pedal rem dan saklar gigi, dimana sensor pedal akselerator dan sensor pedal rem mengeluarkan sinyal analog, dan sinyal keluaran dari saklar gigi adalah sinyal saklar.Pengontrol kendaraan secara tidak langsung mengontrol pengoperasian motor penggerak serta pengisian dan pengosongan daya baterai dengan mengirimkan perintah ke pengontrol motor dan sistem manajemen baterai, dan mewujudkan on-off modul on-board dengan mengontrol relai utama .
Menurut komposisi jaringan kendali kendaraan dan analisis sinyal masukan dan keluaran dari pengontrol kendaraan, pengontrol kendaraan harus memenuhi persyaratan teknis berikut.
① Saat merancang sirkuit perangkat keras, lingkungan mengemudi kendaraan listrik harus dipertimbangkan sepenuhnya, kompatibilitas elektromagnetik harus diperhatikan, dan kemampuan anti-interferensi harus ditingkatkan.Pengontrol kendaraan harus memiliki kemampuan perlindungan diri tertentu dalam perangkat lunak dan perangkat keras untuk mencegah terjadinya situasi ekstrim.
② Pengontrol kendaraan harus memiliki antarmuka I/O yang cukup agar dapat mengumpulkan berbagai informasi masukan dengan cepat dan akurat, dan setidaknya dua saluran konversi A/D untuk mengumpulkan sinyal pedal akselerator dan sinyal pedal rem. Saluran masukan digital digunakan untuk mengumpulkan sinyal roda gigi kendaraan, dan harus ada beberapa saluran keluaran sinyal penggerak daya untuk menggerakkan relai kendaraan.
③ Pengontrol kendaraan harus memiliki berbagai antarmuka komunikasi. Antarmuka komunikasi CAN digunakan untuk berkomunikasi dengan pengontrol motor, sistem manajemen baterai, dan sistem tampilan informasi kendaraan. Antarmuka komunikasi RS232 digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer host, dan antarmuka komunikasi RS-485 dicadangkan. /422 antarmuka komunikasi, yang dapat kompatibel dengan perangkat yang tidak mendukung komunikasi CAN, seperti beberapa model layar sentuh mobil.
④ Dalam kondisi jalan yang berbeda, mobil akan menghadapi guncangan dan getaran yang berbeda. Pengontrol kendaraan harus memiliki ketahanan guncangan yang baik untuk menjamin keandalan dan keamanan mobil.
Waktu posting: 09-November-2022