Kasama sa controller ng sasakyan ang dalawang pangunahing bahagi, hardware at software. Ang pangunahing software at mga programa nito ay karaniwang binuo ng mga tagagawa, habang ang mga supplier ng piyesa ng sasakyan ay maaaring magbigay ng hardware ng controller ng sasakyan at mga pinagbabatayan na driver.Sa yugtong ito, ang dayuhang pananaliksik sa controller ng sasakyan ng mga purong de-koryenteng sasakyan ay pangunahing nakatuon sa mga purong de-kuryenteng sasakyan na minamaneho ng in-wheel.mga motor.Para sa mga purong de-kuryenteng sasakyan na may isang motor lamang, kadalasan ay hindi ito nilagyan ng controller ng sasakyan, ngunit ginagamit ang motor controller upang kontrolin ang sasakyan.Maraming malalaking dayuhang kumpanya ang makakapagbigay ng mga mature na solusyon sa controller ng sasakyan, tulad ng Continental, Bosch, Delphi, atbp.
1. Ang komposisyon at prinsipyo ng controller ng sasakyan
Ang sistema ng kontrol ng sasakyan ng purong electric vehicle ay pangunahing nahahati sa dalawang scheme: sentralisadong kontrol at distributed control.
Ang pangunahing ideya ng sentralisadong sistema ng kontrol ay ang controller ng sasakyan ay kumpletuhin ang koleksyon ng mga signal ng input nang mag-isa, sinusuri at pinoproseso ang data ayon sa diskarte sa kontrol, at pagkatapos ay direktang naglalabas ng mga control command sa bawat actuator upang himukin ang normal na pagmamaneho ng purong electric vehicle.Ang mga bentahe ng sentralisadong sistema ng kontrol ay sentralisadong pagproseso, mabilis na pagtugon at mababang gastos; ang disadvantage ay complicated ang circuit at hindi madaling mawala ang init.
Ang pangunahing ideya ng distributed control system ay na ang controller ng sasakyan ay nangongolekta ng ilang signal ng driver, at nakikipag-ugnayan sa motor controller at ang battery management system sa pamamagitan ng CAN bus. Ang motor controller at ang sistema ng pamamahala ng baterya ayon sa pagkakabanggit ay kinokolekta ang mga signal ng sasakyan sa pamamagitan ng CAN bus. ipinasa sa controller ng sasakyan.Sinusuri at pinoproseso ng controller ng sasakyan ang data ayon sa impormasyon ng sasakyan at isinama sa diskarte sa pagkontrol. Matapos matanggap ng controller ng motor at ng sistema ng pamamahala ng baterya ang control command, kinokontrol nila ang pagpapatakbo ng motor at paglabas ng baterya ayon sa kasalukuyang impormasyon ng estado ng motor at baterya.Ang mga bentahe ng distributed control system ay modularity at mababang complexity; ang kawalan ay medyo mataas na gastos.
Ang schematic diagram ng isang tipikal na distributed vehicle control system ay ipinapakita sa figure sa ibaba. Ang tuktok na layer ng sistema ng kontrol ng sasakyan ay ang controller ng sasakyan. Ang controller ng sasakyan ay tumatanggap ng impormasyon ng motor controller at ang battery management system sa pamamagitan ng CAN bus, at nagbibigay ng impormasyon sa motor controller at baterya. Ang management system at ang in-vehicle information display system ay nagpapadala ng mga control command.Ang motor controller at ang sistema ng pamamahala ng baterya ay ayon sa pagkakabanggit ay responsable para sa pagsubaybay at pamamahala ng motor sa pagmamaneho at ang baterya ng kuryentepack, at ang on-board information display system ay ginagamit upang ipakita ang kasalukuyang impormasyon ng status ng sasakyan.
Schematic diagram ng isang tipikal na distributed vehicle control system
Ipinapakita ng figure sa ibaba ang prinsipyo ng komposisyon ng purong electric vehicle controller na binuo ng isang kumpanya.Kasama sa hardware circuit ng controller ng sasakyan ang mga module tulad ng microcontroller, switch quantity conditioning, analog quantity conditioning, relay drive, high-speed CAN bus interface, at power battery.
Schematic diagram ng komposisyon ng purong electric vehicle controller na binuo ng isang kumpanya
(1) Microcontroller module Ang microcontroller module ay ang core ng controller ng sasakyan. Isinasaalang-alang ang pag-andar ng purong electric vehicle controller at ang panlabas na kapaligiran ng operasyon nito, ang microcontroller module ay dapat na may mataas na bilis ng pagganap ng pagpoproseso ng data, mayaman Ang mga katangian ng interface ng hardware, mababang gastos at mataas na pagiging maaasahan.
(2) Switch quantity conditioning module Ang switch quantity conditioning module ay ginagamit para sa level conversion at paghubog ng switch input quantity, ang isang dulo nito ay konektado sa isang mayorya ng switch quantity sensors, at ang kabilang dulo ay konektado sa microcontroller.
(3) Analog conditioning module Ang analogue conditioning module ay ginagamit upang kolektahin ang mga analog signal ng accelerator pedal at ang brake pedal, at ipadala ang mga ito sa microcontroller.
(4) Relay driving module Ang relay driving module ay ginagamit para sa pagmamaneho ng maramihang mga relay, ang isang dulo nito ay konektado sa isang microcontroller sa pamamagitan ng isang optoelectronic isolator, at ang kabilang dulo ay konektado sa isang plurality ng mga relay.
(5) High-speed CAN bus interface module Ang high-speed CAN bus interface module ay ginagamit upang magbigay ng high-speed CAN bus interface, ang isang dulo nito ay konektado sa microcontroller sa pamamagitan ng optoelectronic isolator, at ang kabilang dulo ay konektado. sa system high-speed CAN bus.
(6) Power supply module Ang power supply module ay nagbibigay ng nakahiwalay na power supply para sa microprocessor at bawat input at output module, sinusubaybayan ang boltahe ng baterya, at nakakonekta sa microcontroller.
Ang controller ng sasakyan ay namamahala, nagkoordina at sinusubaybayan ang lahat ng aspeto ng electric vehicle power chain upang mapabuti ang kahusayan sa paggamit ng enerhiya ng sasakyan at matiyak ang kaligtasan at pagiging maaasahan.Kinokolekta ng controller ng sasakyan ang signal sa pagmamaneho ng driver, kinukuha ang nauugnay na impormasyon ng drive motor at power battery system sa pamamagitan ng CAN bus, sinusuri at kinakalkula, at binibigyan ang kontrol ng motor at mga tagubilin sa pamamahala ng baterya sa pamamagitan ng CAN bus upang mapagtanto ang kontrol sa pagmamaneho ng sasakyan at kontrol sa pag-optimize ng enerhiya. at kontrol sa pagbawi ng enerhiya ng preno.Ang controller ng sasakyan ay mayroon ding isang komprehensibong pag-andar ng interface ng instrumento, na maaaring magpakita ng impormasyon sa katayuan ng sasakyan; mayroon itong kumpletong diagnosis ng kasalanan at mga function ng pagproseso; mayroon itong gateway ng sasakyan at mga function ng pamamahala ng network.
2. Mga pangunahing pag-andar ng controller ng sasakyan
Kinokolekta ng controller ng sasakyan ang impormasyon sa pagmamaneho tulad ng accelerator pedal signal, brake pedal signal at gear switch signal, at sabay na tinatanggap ang data na ipinadala ng motor controller at battery management system sa CAN bus, at sinusuri ang impormasyon kasama ng diskarte sa pagkontrol ng sasakyan at paghatol, kunin ang intensyon ng pagmamaneho ng driver at impormasyon ng estado na tumatakbo sa sasakyan, at sa wakas ay magpadala ng mga utos sa pamamagitan ng CAN bus upang kontrolin ang gawain ng bawat component controller upang matiyak ang normal na pagmamaneho ng sasakyan.Ang controller ng sasakyan ay dapat magkaroon ng mga sumusunod na pangunahing pag-andar.
(1) Ang tungkulin ng pagkontrol sa pagmamaneho ng sasakyan Ang drive motor ng de-koryenteng sasakyan ay dapat maglabas ng pagmamaneho o braking torque ayon sa intensyon ng driver.Kapag pinindot ng driver ang accelerator pedal o ang brake pedal, ang drive motor ay kailangang mag-output ng isang partikular na lakas sa pagmamaneho o regenerative braking power.Kung mas malaki ang pagbubukas ng pedal, mas malaki ang output power ng drive motor.Samakatuwid, ang controller ng sasakyan ay dapat na makatwirang ipaliwanag ang operasyon ng driver; makatanggap ng impormasyon ng feedback mula sa mga subsystem ng sasakyan upang magbigay ng feedback sa paggawa ng desisyon para sa driver; at magpadala ng mga control command sa mga subsystem ng sasakyan upang makamit ang normal na pagmamaneho ng sasakyan.
(2) Pamamahala sa network ng buong sasakyan Ang controller ng sasakyan ay isa sa maraming mga controller ng mga de-kuryenteng sasakyan at isang node sa CAN bus.Sa pamamahala sa network ng sasakyan, ang controller ng sasakyan ay ang sentro ng kontrol ng impormasyon, responsable para sa organisasyon at paghahatid ng impormasyon, pagsubaybay sa status ng network, pamamahala ng node ng network, at diagnosis at pagproseso ng fault ng network.
(3) Pagbawi ng enerhiya sa pagpepreno Ang mahalagang katangian ng mga purong de-koryenteng sasakyan na iba sa mga sasakyang panloob na combustion engine ay ang pagbawi ng mga ito ng enerhiya sa pagpepreno. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng motor ng mga purong electric vehicle sa isang regenerative braking state. Ang pagsusuri ng controller ng sasakyan Ang intensyon ng pagpepreno ng driver, status ng power battery pack at impormasyon sa status ng drive ng motor, kasama ang diskarte sa kontrol sa pagbawi ng enerhiya ng braking, magpadala ng mga command ng motor mode at torque command sa motor controller sa ilalim ng mga kondisyon ng pagbawi ng enerhiya ng pagpepreno, kaya na ang drive Gumagana ang motor sa power generation mode, at ang enerhiya na nakuhang muli ng electric braking ay nakaimbak sa power battery pack nang hindi naaapektuhan ang performance ng braking, upang mapagtanto ang pagbawi ng enerhiya sa pagpepreno.
(4) Pamamahala at pag-optimize ng enerhiya ng sasakyan Sa mga purong de-koryenteng sasakyan, ang baterya ng kuryente ay hindi lamang nagbibigay ng kuryente sa drive motor, ngunit nagbibigay din ng kuryente sa mga de-koryenteng accessories. Samakatuwid, upang makuha ang maximum na driving range, ang controller ng sasakyan ang magiging responsable para sa power supply ng buong sasakyan. Pamamahala ng enerhiya upang mapabuti ang paggamit ng enerhiya.Kapag ang halaga ng SOC ng baterya ay medyo mababa, ang controller ng sasakyan ay magpapadala ng mga utos sa ilang electric accessories upang limitahan ang output power ng mga electric accessories upang mapataas ang driving range.
(5) Pagsubaybay at pagpapakita ng katayuan ng sasakyan Impormasyon tulad ng kapangyarihan, kabuuang boltahe, boltahe ng cell, temperatura ng baterya at sira, at pagkatapos ay ipadala ang mga real-time na impormasyong ito sa sistema ng pagpapakita ng impormasyon ng sasakyan sa pamamagitan ng CAN bus para ipakita.Bilang karagdagan, regular na nakikita ng controller ng sasakyan ang komunikasyon ng bawat module sa CAN bus. Kung nalaman nito na ang isang node sa bus ay hindi maaaring makipag-usap nang normal, ipapakita nito ang impormasyon ng pagkakamali sa sistema ng pagpapakita ng impormasyon ng sasakyan, at gagawa ng mga makatwirang hakbang para sa kaukulang mga sitwasyong pang-emergency. pagpoproseso upang maiwasan ang paglitaw ng matinding mga kondisyon, upang ang driver ay direktang at tumpak na makuha ang kasalukuyang impormasyon ng estado ng pagpapatakbo ng sasakyan.
(6) Fault diagnosis at processing Patuloy na subaybayan ang sasakyan electronic control system para sa fault diagnosis.Ang fault indicator ay nagpapahiwatig ng fault category at ilang fault code.Ayon sa nilalaman ng kasalanan, napapanahong isagawa ang kaukulang pagproseso ng proteksyon sa kaligtasan.Para sa hindi gaanong seryosong mga pagkakamali, posibleng magmaneho sa mababang bilis papunta sa malapit na istasyon ng pagpapanatili para sa pagpapanatili.
(7) Napagtatanto ng external charging management ang koneksyon ng charging, sinusubaybayan ang proseso ng pag-charge, iniuulat ang status ng charging, at tinatapos ang charging.
(8) Ang on-line na diagnosis at offline na pagtuklas ng mga diagnostic na kagamitan ay responsable para sa koneksyon at diagnostic na komunikasyon sa mga panlabas na diagnostic na kagamitan, at napagtanto ang mga serbisyo ng diagnostic ng UDS, kabilang ang pagbabasa ng mga stream ng data, pagbabasa at pag-clear ng mga fault code, at pag-debug ng mga control port .
Ang figure sa ibaba ay isang halimbawa ng isang purong electric vehicle controller. Tinutukoy nito ang intensyon ng driver sa pamamagitan ng pagkolekta ng mga control signal habang nagmamaneho at nagcha-charge, namamahala at nag-iskedyul ng electronic control equipment ng sasakyan sa pamamagitan ng CAN bus, at gumagamit ng iba't ibang modelo para sa iba't ibang modelo. Diskarte sa kontrol upang mapagtanto ang kontrol sa pagmamaneho ng sasakyan, kontrol sa pag-optimize ng enerhiya, kontrol sa pagbawi ng enerhiya sa pagpepreno at pamamahala ng network.Ang controller ng sasakyan ay gumagamit ng mga teknolohiya tulad ng microcomputer, intelligent power drive at CAN bus, at may mga katangian ng magandang dynamic na tugon, mataas na sampling accuracy, malakas na anti-interference na kakayahan at mahusay na pagiging maaasahan.
Halimbawa ng purong electric vehicle vehicle controller
3. Mga Kinakailangan sa Disenyo ng Controller ng Sasakyan
Ang mga sensor na direktang nagpapadala ng mga signal sa controller ng sasakyan ay kinabibilangan ng accelerator pedal sensor, brake pedal sensor at gear switch, kung saan ang accelerator pedal sensor at brake pedal sensor ay naglalabas ng analog signal, at ang output signal ng gear switch ay isang switch signal.Ang controller ng sasakyan ay hindi direktang kinokontrol ang operasyon ng drive motor at ang pag-charge at pagdiskarga ng power battery sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga command sa motor controller at ang battery management system, at napagtanto ang on-off ng on-board module sa pamamagitan ng pagkontrol sa main relay .
Ayon sa komposisyon ng network ng kontrol ng sasakyan at sa pagsusuri ng mga signal ng input at output ng controller ng sasakyan, dapat matugunan ng controller ng sasakyan ang mga sumusunod na teknikal na kinakailangan.
① Kapag nagdidisenyo ng hardware circuit, ang kapaligiran sa pagmamaneho ng de-koryenteng sasakyan ay dapat na ganap na isaalang-alang, ang electromagnetic compatibility ay dapat bigyang-pansin, at ang anti-interference na kakayahan ay dapat mapabuti.Ang controller ng sasakyan ay dapat magkaroon ng isang tiyak na kakayahan sa pagprotekta sa sarili sa software at hardware upang maiwasan ang paglitaw ng mga matinding sitwasyon.
② Ang controller ng sasakyan ay kailangang magkaroon ng sapat na mga interface ng I/O upang mabilis at tumpak na makakolekta ng iba't ibang impormasyon sa pag-input, at hindi bababa sa dalawang channel ng conversion ng A/D upang mangolekta ng mga signal ng accelerator pedal at mga signal ng pedal ng preno. Ginagamit ang digital input channel para kolektahin ang signal ng gear ng sasakyan, at dapat mayroong maraming power drive signal output channel para sa pagmamaneho ng relay ng sasakyan.
③ Ang controller ng sasakyan ay dapat magkaroon ng iba't ibang interface ng komunikasyon. Ang interface ng komunikasyon ng CAN ay ginagamit upang makipag-usap sa controller ng motor, ang sistema ng pamamahala ng baterya at ang sistema ng pagpapakita ng impormasyon ng sasakyan. Ang interface ng komunikasyon ng RS232 ay ginagamit upang makipag-usap sa host computer, at ang interface ng komunikasyon ng RS-485 ay nakalaan. /422 na interface ng komunikasyon, na maaaring tugma sa mga device na hindi sumusuporta sa CAN na komunikasyon, gaya ng ilang modelo ng mga touch screen ng kotse.
④ Sa ilalim ng iba't ibang kundisyon ng kalsada, ang kotse ay makakatagpo ng iba't ibang shocks at vibrations. Ang controller ng sasakyan ay dapat magkaroon ng magandang shock resistance upang matiyak ang pagiging maaasahan at kaligtasan ng kotse.
Oras ng post: Nob-09-2022