शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रकाचे तत्त्व आणि कार्य विश्लेषण

वाहन नियंत्रकामध्ये हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर या दोन प्रमुख घटकांचा समावेश होतो. त्याचे मुख्य सॉफ्टवेअर आणि प्रोग्राम सामान्यत: उत्पादकांद्वारे विकसित केले जातात, तर ऑटो पार्ट्स पुरवठादार वाहन नियंत्रक हार्डवेअर आणि अंतर्निहित ड्रायव्हर्स प्रदान करू शकतात.या टप्प्यावर, शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांच्या वाहन नियंत्रकावरील परदेशी संशोधन प्रामुख्याने इन-व्हीलद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांवर केंद्रित आहे.मोटर्स.केवळ एक मोटर असलेल्या शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी, ते सहसा वाहन नियंत्रकासह सुसज्ज नसते, परंतु वाहन नियंत्रित करण्यासाठी मोटर नियंत्रक वापरला जातो.बऱ्याच मोठ्या परदेशी कंपन्या कॉन्टिनेंटल, बॉश, डेल्फी इत्यादीसारख्या प्रौढ वाहन नियंत्रक उपाय देऊ शकतात.

1. वाहन नियंत्रकाची रचना आणि तत्त्व

शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनाची वाहन नियंत्रण प्रणाली प्रामुख्याने दोन योजनांमध्ये विभागली जाते: केंद्रीकृत नियंत्रण आणि वितरित नियंत्रण.

केंद्रीकृत नियंत्रण प्रणालीची मूळ कल्पना अशी आहे की वाहन नियंत्रक इनपुट सिग्नलचे संकलन एकट्याने पूर्ण करतो, नियंत्रण धोरणानुसार डेटाचे विश्लेषण करतो आणि त्यावर प्रक्रिया करतो आणि नंतर सामान्य ड्रायव्हिंग चालविण्यासाठी प्रत्येक ॲक्ट्युएटरला थेट नियंत्रण आदेश जारी करतो. शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन.केंद्रीकृत नियंत्रण प्रणालीचे फायदे म्हणजे केंद्रीकृत प्रक्रिया, जलद प्रतिसाद आणि कमी खर्च; गैरसोय म्हणजे सर्किट क्लिष्ट आहे आणि उष्णता नष्ट करणे सोपे नाही.

वितरित नियंत्रण प्रणालीची मूळ कल्पना अशी आहे की वाहन नियंत्रक काही ड्रायव्हर सिग्नल गोळा करतो आणि CAN बसद्वारे मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीशी संवाद साधतो. मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम अनुक्रमे CAN बसद्वारे वाहन सिग्नल गोळा करतात. वाहन नियंत्रकाकडे दिले.वाहन नियंत्रक वाहनाच्या माहितीनुसार आणि नियंत्रण धोरणासह एकत्रित डेटाचे विश्लेषण आणि प्रक्रिया करतो. मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टमला कंट्रोल कमांड मिळाल्यानंतर, ते मोटर आणि बॅटरीच्या सद्य स्थितीच्या माहितीनुसार मोटर ऑपरेशन आणि बॅटरी डिस्चार्ज नियंत्रित करतात.वितरित नियंत्रण प्रणालीचे फायदे मॉड्यूलरिटी आणि कमी जटिलता आहेत; गैरसोय तुलनेने उच्च किंमत आहे.

ठराविक वितरीत वाहन नियंत्रण प्रणालीचे योजनाबद्ध आकृती खालील आकृतीमध्ये दर्शविले आहे. वाहन नियंत्रण प्रणालीचा वरचा थर म्हणजे वाहन नियंत्रक. वाहन नियंत्रकास CAN बसद्वारे मोटार नियंत्रक आणि बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीची माहिती मिळते आणि मोटार नियंत्रक आणि बॅटरीला माहिती प्रदान करते. व्यवस्थापन प्रणाली आणि वाहनातील माहिती प्रदर्शन प्रणाली नियंत्रण आदेश पाठवते.मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम अनुक्रमे ड्रायव्हिंग मोटर आणि पॉवर बॅटरीच्या देखरेख आणि व्यवस्थापनासाठी जबाबदार आहेतपॅक, आणि ऑन-बोर्ड माहिती प्रदर्शन प्रणालीचा वापर वाहनाची सद्य स्थिती माहिती प्रदर्शित करण्यासाठी केला जातो.

ठराविक वितरित वाहन नियंत्रण प्रणालीचे योजनाबद्ध आकृती

खालील आकृती एका कंपनीने विकसित केलेल्या शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन नियंत्रकाचे रचना तत्त्व दर्शवते.वाहन नियंत्रकाच्या हार्डवेअर सर्किटमध्ये मायक्रोकंट्रोलर, स्विच क्वांटिटी कंडिशनिंग, ॲनालॉग क्वांटिटी कंडिशनिंग, रिले ड्राइव्ह, हाय-स्पीड कॅन बस इंटरफेस आणि पॉवर बॅटरी यासारखे मॉड्यूल समाविष्ट आहेत..

कंपनीने विकसित केलेल्या शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रकाच्या रचनेचा योजनाबद्ध आकृती

(1) मायक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल मायक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल हा वाहन नियंत्रकाचा गाभा आहे. शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रकाचे कार्य आणि त्याच्या ऑपरेशनचे बाह्य वातावरण लक्षात घेता, मायक्रोकंट्रोलर मॉड्यूलमध्ये हाय-स्पीड डेटा प्रोसेसिंग कार्यप्रदर्शन, समृद्ध हार्डवेअर इंटरफेसची वैशिष्ट्ये, कमी किमतीची आणि उच्च विश्वासार्हता असावी.

(२) स्विच क्वांटिटी कंडीशनिंग मॉड्यूल स्विच क्वांटिटी कंडिशनिंग मॉड्यूलचा वापर स्विच इनपुट क्वांटिटीचे लेव्हल कन्व्हर्जन आणि आकार देण्यासाठी केला जातो, ज्याचा एक टोक स्विच क्वांटिटी सेन्सर्सच्या अनेकतेने जोडलेला असतो., आणि दुसरे टोक मायक्रोकंट्रोलरने जोडलेले आहे.

(३) ॲनालॉग कंडिशनिंग मॉड्यूल ॲनालॉग कंडिशनिंग मॉड्यूलचा वापर एक्सीलरेटर पेडल आणि ब्रेक पेडलचे ॲनालॉग सिग्नल गोळा करण्यासाठी आणि मायक्रोकंट्रोलरला पाठवण्यासाठी केला जातो.

(4) रिले ड्रायव्हिंग मॉड्युल रिले ड्रायव्हिंग मॉड्युलचा वापर रिलेच्या बहुलता चालविण्यासाठी केला जातो, ज्याचे एक टोक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आयसोलेटरद्वारे मायक्रोकंट्रोलरशी जोडलेले असते आणि दुसरे टोक रिलेच्या अनेकतेशी जोडलेले असते.

(5) हाय-स्पीड CAN बस इंटरफेस मॉड्यूल हाय-स्पीड CAN बस इंटरफेस मॉड्यूलचा वापर हाय-स्पीड CAN बस इंटरफेस देण्यासाठी केला जातो, ज्याचे एक टोक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक आयसोलेटरद्वारे मायक्रोकंट्रोलरशी जोडलेले असते आणि दुसरे टोक जोडलेले असते. प्रणाली हाय-स्पीड CAN बस.

(6) पॉवर सप्लाय मॉड्यूल पॉवर सप्लाय मॉड्यूल मायक्रोप्रोसेसर आणि प्रत्येक इनपुट आणि आउटपुट मॉड्यूलसाठी पृथक वीज पुरवठा प्रदान करते, बॅटरी व्होल्टेजचे निरीक्षण करते आणि मायक्रोकंट्रोलरशी कनेक्ट केलेले असते.

वाहन नियंत्रक वाहनाची ऊर्जा वापर कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी इलेक्ट्रिक वाहन पॉवर चेनच्या सर्व पैलूंचे व्यवस्थापन, समन्वय आणि निरीक्षण करतो.वाहन नियंत्रक ड्रायव्हरचा ड्रायव्हिंग सिग्नल संकलित करतो, CAN बसद्वारे ड्राइव्ह मोटर आणि पॉवर बॅटरी सिस्टमची संबंधित माहिती मिळवतो, विश्लेषण करतो आणि गणना करतो आणि CAN बसद्वारे मोटार नियंत्रण आणि बॅटरी व्यवस्थापन सूचना देतो जेणेकरून वाहन ड्राइव्ह नियंत्रण लक्षात येईल आणि ऊर्जा ऑप्टिमायझेशन नियंत्रण. आणि ब्रेक ऊर्जा पुनर्प्राप्ती नियंत्रण.वाहन नियंत्रकामध्ये एक व्यापक इन्स्ट्रुमेंट इंटरफेस फंक्शन देखील आहे, जे वाहन स्थिती माहिती प्रदर्शित करू शकते; यात संपूर्ण दोष निदान आणि प्रक्रिया कार्ये आहेत; यात वाहन गेटवे आणि नेटवर्क व्यवस्थापन कार्ये आहेत.

2. वाहन नियंत्रकाची मूलभूत कार्ये

वाहन नियंत्रक प्रवेगक पेडल सिग्नल, ब्रेक पेडल सिग्नल आणि गीअर स्विच सिग्नल यासारखी ड्रायव्हिंग माहिती गोळा करतो आणि त्याच वेळी CAN बसवर मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीद्वारे पाठवलेला डेटा प्राप्त करतो आणि वाहन नियंत्रण धोरणाच्या संयोजनात माहितीचे विश्लेषण करतो. आणि निर्णय, ड्रायव्हरचा ड्रायव्हिंगचा हेतू आणि वाहन चालवण्याची राज्य माहिती काढा आणि शेवटी CAN बसद्वारे प्रत्येक घटक नियंत्रकाच्या कामावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आदेश पाठवा जेणेकरून वाहन सामान्य ड्रायव्हिंग सुनिश्चित होईल.वाहन नियंत्रकाची खालील मूलभूत कार्ये असावीत.

(1) वाहन चालविण्यावर नियंत्रण ठेवण्याचे कार्य इलेक्ट्रिक वाहनाच्या ड्राइव्ह मोटरने ड्रायव्हरच्या हेतूनुसार ड्रायव्हिंग किंवा ब्रेकिंग टॉर्क आउटपुट करणे आवश्यक आहे.जेव्हा ड्रायव्हर प्रवेगक पेडल किंवा ब्रेक पेडल दाबतो, तेव्हा ड्राइव्ह मोटरला विशिष्ट ड्रायव्हिंग पॉवर किंवा रिजनरेटिव्ह ब्रेकिंग पॉवर आउटपुट करणे आवश्यक आहे.पेडल उघडणे जितके मोठे असेल तितकी ड्राइव्ह मोटरची आउटपुट पॉवर जास्त असेल.म्हणून, वाहन नियंत्रकाने ड्रायव्हरच्या ऑपरेशनचे वाजवीपणे स्पष्टीकरण द्यावे; ड्रायव्हरसाठी निर्णय घेण्याचा अभिप्राय देण्यासाठी वाहनाच्या उपप्रणालींकडून फीडबॅक माहिती प्राप्त करा; आणि वाहनाचे सामान्य ड्रायव्हिंग साध्य करण्यासाठी वाहनाच्या उपप्रणालींना नियंत्रण आदेश पाठवा.

(२) संपूर्ण वाहनाचे नेटवर्क व्यवस्थापन वाहन नियंत्रक हा इलेक्ट्रिक वाहनांच्या अनेक नियंत्रकांपैकी एक आहे आणि CAN बसमधील एक नोड आहे.वाहन नेटवर्क व्यवस्थापनामध्ये, वाहन नियंत्रक हे माहिती नियंत्रणाचे केंद्र आहे, माहिती संस्था आणि प्रसारण, नेटवर्क स्थिती निरीक्षण, नेटवर्क नोड व्यवस्थापन आणि नेटवर्क दोष निदान आणि प्रक्रियेसाठी जबाबदार आहे.

(३) ब्रेकिंग एनर्जीची पुनर्प्राप्ती अंतर्गत ज्वलन इंजिन वाहनांपेक्षा भिन्न असलेल्या शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांचे महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे ते ब्रेकिंग ऊर्जा पुनर्प्राप्त करू शकतात. शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांची मोटर पुनर्जन्म ब्रेकिंग स्थितीत चालवून हे साध्य केले जाते. वाहन नियंत्रकाचे विश्लेषण, ड्रायव्हरचा ब्रेकिंग हेतू, पॉवर बॅटरी पॅक स्थिती आणि ड्राइव्ह मोटर स्थितीची माहिती, ब्रेकिंग एनर्जी रिकव्हरी कंट्रोल स्ट्रॅटेजीसह एकत्रित, ब्रेकिंग एनर्जी रिकव्हरीच्या परिस्थितीत मोटर कंट्रोलरला मोटर मोड कमांड आणि टॉर्क कमांड पाठवा, त्यामुळे की ड्राइव्ह मोटर पॉवर जनरेशन मोडमध्ये कार्य करते आणि इलेक्ट्रिक ब्रेकिंगद्वारे पुनर्प्राप्त केलेली ऊर्जा ब्रेकिंगच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम न करता पॉवर बॅटरी पॅकमध्ये साठवली जाते, जेणेकरून ब्रेकिंग ऊर्जा पुनर्प्राप्ती लक्षात येईल.

(४) वाहन ऊर्जा व्यवस्थापन आणि ऑप्टिमायझेशन शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये, पॉवर बॅटरी केवळ ड्राइव्ह मोटरलाच वीज पुरवत नाही, तर विद्युत उपकरणांनाही वीज पुरवते. म्हणून, जास्तीत जास्त ड्रायव्हिंग श्रेणी प्राप्त करण्यासाठी, वाहन नियंत्रक संपूर्ण वाहनाच्या वीज पुरवठ्यासाठी जबाबदार असेल. ऊर्जेचा वापर सुधारण्यासाठी ऊर्जा व्यवस्थापन.जेव्हा बॅटरीचे SOC मूल्य तुलनेने कमी असते, तेव्हा वाहन नियंत्रक काही इलेक्ट्रिक ॲक्सेसरीजना आदेश पाठवेल ज्यामुळे ड्रायव्हिंग रेंज वाढवण्यासाठी इलेक्ट्रिक ॲक्सेसरीजची आउटपुट पॉवर मर्यादित होईल.

(५) वाहन स्थितीचे निरीक्षण आणि प्रदर्शन माहिती जसे की पॉवर, एकूण व्होल्टेज, सेल व्होल्टेज, बॅटरीचे तापमान आणि दोष, आणि नंतर ही रिअल-टाइम माहिती प्रदर्शनासाठी CAN बसद्वारे वाहन माहिती प्रदर्शन प्रणालीकडे पाठवा.याव्यतिरिक्त, वाहन नियंत्रक नियमितपणे CAN बसवरील प्रत्येक मॉड्यूलचे संप्रेषण शोधतो. बसवरील नोड सामान्यपणे संवाद साधू शकत नाही असे आढळल्यास, ते वाहन माहिती प्रदर्शन प्रणालीवर दोष माहिती प्रदर्शित करेल आणि संबंधित आपत्कालीन परिस्थितींसाठी वाजवी उपाययोजना करेल. अत्यंत परिस्थितीची घटना टाळण्यासाठी प्रक्रिया करणे, जेणेकरून ड्रायव्हर थेट आणि अचूकपणे वाहनाच्या वर्तमान ऑपरेटिंग स्थितीची माहिती मिळवू शकेल.

(6) दोष निदान आणि प्रक्रिया दोष निदानासाठी वाहन इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालीचे सतत निरीक्षण करा.फॉल्ट इंडिकेटर फॉल्ट श्रेणी आणि काही फॉल्ट कोड दर्शवतो.दोष सामग्रीनुसार, संबंधित सुरक्षा संरक्षण प्रक्रिया वेळेवर करा.कमी गंभीर दोषांसाठी, देखभालीसाठी जवळच्या देखभाल स्टेशनवर कमी वेगाने गाडी चालवणे शक्य आहे.

(७) बाह्य चार्जिंग व्यवस्थापनाला चार्जिंगचे कनेक्शन कळते, चार्जिंग प्रक्रियेचे निरीक्षण करते, चार्जिंग स्थितीचा अहवाल देते आणि चार्जिंग समाप्त होते.

(8) डायग्नोस्टिक उपकरणांचे ऑन-लाइन निदान आणि ऑफलाइन शोध हे बाह्य निदान उपकरणांशी कनेक्शन आणि निदान संप्रेषणासाठी जबाबदार आहे आणि डेटा प्रवाह वाचणे, फॉल्ट कोड वाचणे आणि क्लिअर करणे आणि नियंत्रण पोर्ट्सचे डीबग करणे यासह UDS निदान सेवांची जाणीव होते. .

खालील आकृती शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रकाचे उदाहरण आहे. हे ड्रायव्हिंग आणि चार्जिंग दरम्यान नियंत्रण सिग्नल गोळा करून ड्रायव्हरचा हेतू निर्धारित करते, CAN बसद्वारे वाहनाच्या इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरणांचे व्यवस्थापन आणि शेड्यूल करते आणि वेगवेगळ्या मॉडेल्ससाठी भिन्न मॉडेल वापरते. वाहन ड्राइव्ह नियंत्रण, ऊर्जा ऑप्टिमायझेशन नियंत्रण, ब्रेकिंग ऊर्जा पुनर्प्राप्ती नियंत्रण आणि नेटवर्क व्यवस्थापन लक्षात घेण्यासाठी नियंत्रण धोरण.वाहन नियंत्रक मायक्रोकॉम्प्युटर, इंटेलिजेंट पॉवर ड्राइव्ह आणि CAN बस यांसारख्या तंत्रज्ञानाचा अवलंब करतो आणि उत्तम गतिमान प्रतिसाद, उच्च नमुना अचूकता, मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता आणि चांगली विश्वासार्हता ही वैशिष्ट्ये आहेत.

शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन वाहन नियंत्रकाचे उदाहरण

3. वाहन नियंत्रक डिझाइन आवश्यकता

वाहन नियंत्रकाला थेट सिग्नल पाठवणाऱ्या सेन्सर्समध्ये एक्सीलरेटर पेडल सेन्सर, ब्रेक पेडल सेन्सर आणि गीअर स्विच यांचा समावेश होतो, ज्यामध्ये एक्सीलरेटर पेडल सेन्सर आणि ब्रेक पेडल सेन्सर आउटपुट ॲनालॉग सिग्नल आणि गियर स्विचचे आउटपुट सिग्नल हे स्विच सिग्नल असतात.वाहन नियंत्रक अप्रत्यक्षपणे ड्राइव्ह मोटरचे ऑपरेशन आणि पॉवर बॅटरीचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग मोटर कंट्रोलर आणि बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टमला कमांड पाठवून नियंत्रित करतो आणि मुख्य रिले नियंत्रित करून ऑन-बोर्ड मॉड्यूलच्या ऑन-ऑफची जाणीव करतो. .

वाहन नियंत्रण नेटवर्कची रचना आणि वाहन नियंत्रकाच्या इनपुट आणि आउटपुट सिग्नलच्या विश्लेषणानुसार, वाहन नियंत्रकाने खालील तांत्रिक आवश्यकता पूर्ण केल्या पाहिजेत.

① हार्डवेअर सर्किट डिझाइन करताना, इलेक्ट्रिक वाहनाच्या ड्रायव्हिंग वातावरणाचा पूर्णपणे विचार केला पाहिजे, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक अनुकूलतेकडे लक्ष दिले पाहिजे आणि हस्तक्षेप विरोधी क्षमता सुधारली पाहिजे.वाहन नियंत्रकाकडे अत्यंत परिस्थिती टाळण्यासाठी सॉफ्टवेअर आणि हार्डवेअरमध्ये विशिष्ट स्व-संरक्षण क्षमता असणे आवश्यक आहे.

② वाहन नियंत्रकाकडे विविध इनपुट माहिती जलद आणि अचूकपणे संकलित करण्यात सक्षम होण्यासाठी पुरेसे I/O इंटरफेस असणे आवश्यक आहे आणि प्रवेगक पेडल सिग्नल आणि ब्रेक पेडल सिग्नल गोळा करण्यासाठी किमान दोन A/D रूपांतरण चॅनेल असणे आवश्यक आहे. वाहन गीअर सिग्नल गोळा करण्यासाठी डिजिटल इनपुट चॅनल वापरला जातो आणि वाहन रिले चालविण्यासाठी एकाधिक पॉवर ड्राइव्ह सिग्नल आउटपुट चॅनेल असावेत.

③ वाहन नियंत्रकामध्ये विविध प्रकारचे संवाद इंटरफेस असावेत. CAN कम्युनिकेशन इंटरफेसचा वापर मोटर कंट्रोलर, बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम आणि वाहन माहिती प्रदर्शन प्रणालीशी संवाद साधण्यासाठी केला जातो. RS232 कम्युनिकेशन इंटरफेस होस्ट संगणकाशी संवाद साधण्यासाठी वापरला जातो आणि RS-485 कम्युनिकेशन इंटरफेस राखीव आहे. /422 कम्युनिकेशन इंटरफेस, जे कॅन कम्युनिकेशनला सपोर्ट करत नसलेल्या उपकरणांशी सुसंगत असू शकते, जसे की कार टच स्क्रीनचे काही मॉडेल.

④ रस्त्याच्या वेगवेगळ्या परिस्थितीत, कारला वेगवेगळे धक्के आणि कंपनांचा सामना करावा लागतो. कारची विश्वासार्हता आणि सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी वाहन नियंत्रकाकडे चांगला शॉक प्रतिरोध असावा.