Kjøretøykontrolleren inkluderer to hovedkomponenter, maskinvare og programvare. Kjerneprogramvaren og -programmene er generelt utviklet av produsenter, mens leverandører av bildeler kan tilby maskinvare for kjøretøykontroller og underliggende drivere.På dette stadiet fokuserer utenlandsk forskning på kjøretøykontrolleren for rene elektriske kjøretøyer hovedsakelig på rene elektriske kjøretøyer drevet av hjul.motorer.For rene elektriske kjøretøy med kun én motor er den vanligvis ikke utstyrt med kjøretøykontroller, men motorkontrolleren brukes til å styre kjøretøyet.Mange store utenlandske selskaper kan tilby modne kjøretøykontrollløsninger, som Continental, Bosch, Delphi, etc.
1. Sammensetningen og prinsippet til kjøretøykontrolleren
Kjøretøyskontrollsystemet til rent elektrisk kjøretøy er hovedsakelig delt inn i to ordninger: sentralisert kontroll og distribuert kontroll.
Den grunnleggende ideen med det sentraliserte kontrollsystemet er at kjøretøykontrolleren fullfører innsamlingen av inngangssignaler alene, analyserer og behandler dataene i henhold til kontrollstrategien, og sender deretter direkte kontrollkommandoer til hver aktuator for å drive normal kjøring av ren elbil.Fordelene med det sentraliserte kontrollsystemet er sentralisert behandling, rask respons og lave kostnader; Ulempen er at kretsen er komplisert og det er ikke lett å spre varme.
Den grunnleggende ideen med det distribuerte kontrollsystemet er at kjøretøykontrolleren samler noen førersignaler og kommuniserer med motorkontrolleren og batteristyringssystemet gjennom CAN-bussen. Motorstyringen og batteristyringssystemet samler henholdsvis kjøretøyets signaler gjennom CAN-bussen. sendt til kjøretøykontrolleren.Bilkontrolleren analyserer og behandler dataene i henhold til kjøretøyinformasjonen og kombinert med kontrollstrategien. Etter at motorkontrolleren og batteristyringssystemet mottar kontrollkommandoen, kontrollerer de motordriften og batteriutladningen i henhold til gjeldende informasjon om motoren og batteriet.Fordelene med distribuerte kontrollsystemer er modularitet og lav kompleksitet; Ulempen er relativt høye kostnader.
Det skjematiske diagrammet over et typisk distribuert kjøretøykontrollsystem er vist i figuren nedenfor. Det øverste laget av kjøretøykontrollsystemet er kjøretøykontrolleren. Kjøretøykontrolleren mottar informasjonen til motorstyringen og batteristyringssystemet gjennom CAN-bussen, og gir informasjon til motorstyringen og batteriet. Styringssystemet og informasjonsdisplayet i kjøretøyet sender kontrollkommandoer.Motorkontrolleren og batteristyringssystemet er henholdsvis ansvarlig for overvåking og styring av drivmotoren og strømbatterietpakke, og det innebygde informasjonsdisplayet brukes til å vise gjeldende statusinformasjon for kjøretøyet.
Skjematisk diagram av et typisk distribuert kjøretøykontrollsystem
Figuren nedenfor viser sammensetningsprinsippet for den rene elektriske kjøretøykontrolleren utviklet av et selskap.Maskinvarekretsen til kjøretøykontrolleren inkluderer moduler som mikrokontroller, brytermengdekondisjonering, analog kvantitetskondisjonering, relédrift, høyhastighets CAN-bussgrensesnitt og strømbatteri.
Skjematisk diagram over sammensetningen av den rene elektriske kjøretøykontrolleren utviklet av et selskap
(1) Mikrokontrollermodul Mikrokontrollermodulen er kjernen i kjøretøykontrolleren. Tatt i betraktning funksjonen til den rene elektriske kjøretøykontrolleren og det ytre miljøet for driften, bør mikrokontrollermodulen ha høyhastighets databehandlingsytelse, rik egenskapene til maskinvaregrensesnittet, lave kostnader og høy pålitelighet.
(2) Brytermengdekondisjoneringsmodul Brytermengdekondisjoneringsmodulen brukes til nivåkonvertering og forming av bryterinngangsmengden, hvor den ene enden er koblet til et antall brytermengdesensorer, og den andre enden er koblet til mikrokontrolleren.
(3) Analog kondisjoneringsmodul Den analoge kondisjoneringsmodulen brukes til å samle de analoge signalene fra gasspedalen og bremsepedalen, og sende dem til mikrokontrolleren.
(4) Relédrivmodul Relédrivmodulen brukes til å drive et flertall releer, hvor den ene enden er koblet til en mikrokontroller gjennom en optoelektronisk isolator, og den andre enden er koblet til et flertall releer.
(5) Høyhastighets CAN-buss-grensesnittmodul Høyhastighets CAN-buss-grensesnittmodulen brukes til å gi et høyhastighets CAN-bussgrensesnitt, hvor den ene enden er koblet til mikrokontrolleren gjennom en optoelektronisk isolator, og den andre enden er koblet til til systemets høyhastighets CAN-bussen.
(6) Strømforsyningsmodul Strømforsyningsmodulen gir isolert strømforsyning for mikroprosessoren og hver inngangs- og utgangsmodul, overvåker batterispenningen og er koblet til mikrokontrolleren.
Kjøretøykontrolleren administrerer, koordinerer og overvåker alle aspekter av elbilens kraftkjede for å forbedre energiutnyttelseseffektiviteten til kjøretøyet og sikre sikkerhet og pålitelighet.Kjøretøykontrolleren samler inn førerens kjøresignal, innhenter relevant informasjon om drivmotoren og strømbatterisystemet gjennom CAN-bussen, analyserer og beregner, og gir instruksjoner for motorstyring og batteristyring gjennom CAN-bussen for å realisere kjøretøyets kjørekontroll og energioptimaliseringskontroll. og kontroll for gjenvinning av bremseenergi.Kjøretøykontrolleren har også en omfattende instrumentgrensesnittfunksjon, som kan vise kjøretøystatusinformasjon; den har fullstendige feildiagnose- og behandlingsfunksjoner; den har kjøretøygateway og nettverksadministrasjonsfunksjoner.
2. Grunnleggende funksjoner til kjøretøykontrolleren
Kjøretøykontrolleren samler inn kjøreinformasjon som gasspedalsignal, bremsepedalsignal og girbrytersignal, og mottar samtidig dataene sendt av motorkontrolleren og batteristyringssystemet på CAN-bussen, og analyserer informasjonen i kombinasjon med kjøretøyets kontrollstrategi. og dømmekraft, trekke ut førerens kjøreintensjon og informasjon om kjøretøyets kjøretilstand, og til slutt sende ut kommandoer gjennom CAN-bussen for å kontrollere arbeidet til hver komponentkontroller for å sikre normal kjøring av kjøretøyet.Kjøretøykontrolleren skal ha følgende grunnleggende funksjoner.
(1) Funksjonen for å kontrollere kjøringen av kjøretøyet Drivmotoren til det elektriske kjøretøyet må gi kjøre- eller bremsemomentet i henhold til førerens intensjon.Når føreren trykker ned gasspedalen eller bremsepedalen, må drivmotoren levere en viss drivkraft eller regenerativ bremsekraft.Jo større pedalåpningen er, desto større er utgangseffekten til drivmotoren.Derfor bør kjøretøykontrolleren med rimelighet forklare førerens operasjon; motta tilbakemeldingsinformasjon fra undersystemene til kjøretøyet for å gi tilbakemelding til sjåføren om beslutninger; og sende kontrollkommandoer til undersystemene til kjøretøyet for å oppnå normal kjøring av kjøretøyet.
(2) Nettverksstyring av hele kjøretøyet Kjøretøykontrolleren er en av de mange kontrollerene for elektriske kjøretøy og en node i CAN-bussen.I kjøretøynettverksadministrasjon er kjøretøykontrolleren senteret for informasjonskontroll, ansvarlig for informasjonsorganisering og -overføring, nettverksstatusovervåking, nettverksnodeadministrasjon og nettverksfeildiagnose og -behandling.
(3) Gjenvinning av bremseenergi Den viktige egenskapen til rene elektriske kjøretøyer som er forskjellig fra kjøretøy med forbrenningsmotor, er at de kan gjenvinne bremseenergi. Dette oppnås ved å drive motoren til rene elektriske kjøretøy i regenerativ bremsetilstand. Analysen av kjøretøykontrolleren Førerens bremseintensjon, batteripakkestatus og informasjon om kjøremotorstatus, kombinert med kontrollstrategien for gjenvinning av bremseenergi, sender motormoduskommandoer og dreiemomentkommandoer til motorkontrolleren under betingelsene for gjenvinning av bremseenergi, så at stasjonen Motoren fungerer i kraftgenereringsmodus, og energien som gjenvinnes av den elektriske bremsingen lagres i kraftbatteripakken uten å påvirke bremseytelsen, for å realisere bremseenergigjenvinningen.
(4) Energistyring og optimalisering av kjøretøy I rene elektriske kjøretøy leverer strømbatteriet ikke bare strøm til drivmotoren, men også strøm til det elektriske tilbehøret. Derfor, for å oppnå maksimal kjørerekkevidde, vil kjøretøykontrolleren være ansvarlig for hele kjøretøyets strømforsyning. Energiledelse for å forbedre energiutnyttelsen.Når SOC-verdien til batteriet er relativt lav, vil kjøretøykontrolleren sende kommandoer til noe elektrisk tilbehør for å begrense utgangseffekten til det elektriske tilbehøret for å øke rekkevidden.
(5) Overvåking og visning av kjøretøystatus Informasjon som effekt, totalspenning, cellespenning, batteritemperatur og feil, og send deretter denne sanntidsinformasjonen til kjøretøyets informasjonsdisplaysystem gjennom CAN-bussen for visning.I tillegg oppdager kjøretøykontrolleren regelmessig kommunikasjonen til hver modul på CAN-bussen. Hvis den finner ut at en node på bussen ikke kan kommunisere normalt, vil den vise feilinformasjonen på kjøretøyets informasjonsdisplay, og iverksette rimelige tiltak for tilsvarende nødsituasjoner. behandling for å forhindre forekomsten av ekstreme forhold, slik at sjåføren direkte og nøyaktig kan få tak i gjeldende driftsstatusinformasjon for kjøretøyet.
(6) Feildiagnose og behandling Overvåk kontinuerlig kjøretøyets elektroniske kontrollsystem for feildiagnose.Feilindikatoren indikerer feilkategorien og noen feilkoder.I henhold til feilinnholdet, utfør tilsvarende sikkerhetsbeskyttelsesbehandling i tide.For mindre alvorlige feil er det mulig å kjøre i lav hastighet til en nærliggende vedlikeholdsstasjon for vedlikehold.
(7) Den eksterne ladeadministrasjonen innser tilkoblingen av lading, overvåker ladeprosessen, rapporterer ladestatusen og avslutter ladingen.
(8) On-line diagnose og offline deteksjon av diagnoseutstyr er ansvarlig for tilkobling og diagnostisk kommunikasjon med eksternt diagnoseutstyr, og realiserer UDS diagnosetjenester, inkludert lesing av datastrømmer, lesing og sletting av feilkoder og feilsøking av kontrollporter .
Figuren nedenfor er et eksempel på en ren elektrisk kjøretøykontroller. Den bestemmer førerens intensjon ved å samle kontrollsignaler under kjøring og lading, administrerer og planlegger kjøretøyets elektroniske kontrollutstyr gjennom CAN-bussen, og bruker ulike modeller for ulike modeller. Kontrollstrategi for å realisere kjøretøyets kjørekontroll, energioptimaliseringskontroll, kontroll for gjenvinning av bremseenergi og nettverksadministrasjon.Kjøretøykontrolleren tar i bruk teknologier som mikrodatamaskin, intelligent kraftdrift og CAN-buss, og har egenskapene til god dynamisk respons, høy samplingsnøyaktighet, sterk anti-interferensevne og god pålitelighet.
Eksempel på kontroller for ren elektrisk kjøretøy
3. Designkrav for kjøretøykontroller
Sensorer som sender signaler direkte til kjøretøykontrolleren inkluderer gasspedalsensor, bremsepedalsensor og girbryter, der gasspedalsensoren og bremsepedalsensoren sender ut analoge signaler, og utgangssignalet til girbryteren er et brytersignal.Kjøretøykontrolleren kontrollerer indirekte driften av drivmotoren og lading og utlading av strømbatteriet ved å sende kommandoer til motorkontrolleren og batteristyringssystemet, og realiserer på- og av på innebygde modulen ved å kontrollere hovedreléet .
I henhold til sammensetningen av kjøretøykontrollnettverket og analysen av inngangs- og utgangssignalene til kjøretøykontrolleren, bør kjøretøykontrolleren oppfylle følgende tekniske krav.
① Når du designer maskinvarekretsen, bør kjøremiljøet til det elektriske kjøretøyet vurderes fullt ut, elektromagnetisk kompatibilitet bør tas hensyn til, og anti-interferensevnen bør forbedres.Bilkontrolleren bør ha en viss selvbeskyttelsesevne i programvare og maskinvare for å forhindre at ekstreme situasjoner oppstår.
② Kjøretøykontrolleren må ha nok I/O-grensesnitt for raskt og nøyaktig å kunne samle inn forskjellig inngangsinformasjon, og minst to A/D-konverteringskanaler for å samle gasspedalsignaler og bremsepedalsignaler. En digital inngangskanal brukes til å samle inn kjøretøyets girsignal, og det bør være flere utgangskanaler for drivsignal for å drive kjøretøyreléet.
③ Kjøretøykontrolleren bør ha en rekke kommunikasjonsgrensesnitt. CAN-kommunikasjonsgrensesnittet brukes til å kommunisere med motorkontrolleren, batteristyringssystemet og kjøretøyinformasjonsdisplayet. RS232-kommunikasjonsgrensesnittet brukes til å kommunisere med vertsdatamaskinen, og et RS-485-kommunikasjonsgrensesnitt er reservert. /422 kommunikasjonsgrensesnitt, som kan være kompatibelt med enheter som ikke støtter CAN-kommunikasjon, for eksempel noen modeller av bilberøringsskjermer.
④ Under forskjellige veiforhold vil bilen møte forskjellige støt og vibrasjoner. Kjøretøykontrolleren bør ha god støtmotstand for å sikre påliteligheten og sikkerheten til bilen.
Innleggstid: Nov-09-2022