word版可編輯-電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器設(shè)計(jì)規(guī)范精心整理-展示頁(yè)
2025-04-22 11:20本頁(yè)面
【正文】 整車(chē)控制器設(shè)計(jì)規(guī)范 編制 審核 批準(zhǔn) 日期 XX汽車(chē)有限公司目 錄1 整車(chē)控制器控制功能和原理 12 純電動(dòng)客車(chē)總成分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 13 整車(chē)控制器開(kāi)發(fā)流程 3 整車(chē)及控制策略仿真 5 整車(chē)軟硬件開(kāi)發(fā) 6 整車(chē)控制器的硬件開(kāi)發(fā) 7 整車(chē)控制器的軟件開(kāi)發(fā) 10 整車(chē)控制器的硬件在環(huán)測(cè)試 13 整車(chē)控制器標(biāo)定 15 整車(chē)控制器的標(biāo)定系統(tǒng) 151 整車(chē)控制器控制功能和原理純電動(dòng)客車(chē)是由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)，主要包括儲(chǔ)能、驅(qū)動(dòng)等動(dòng)力系統(tǒng)，以及其它附件如空調(diào)等。各子系統(tǒng)幾乎都通過(guò)自己的控制單元（ECU）來(lái)完成各自功能和目標(biāo)。因此，純電動(dòng)必須需要一個(gè)整車(chē)控制器來(lái)管理系統(tǒng)中的各個(gè)部件。整車(chē)控制器的功能如下： 1) 車(chē)輛駕駛：采集司機(jī)的駕駛需求，管理車(chē)輛動(dòng)力。3) 儀表的輔助驅(qū)動(dòng)。5) 在線配置和維護(hù)：通過(guò)車(chē)載標(biāo)準(zhǔn)CAN端口，進(jìn)行控制參數(shù)修改，匹配標(biāo)定，功能配置，監(jiān)控，基于標(biāo)準(zhǔn)接口的調(diào)試能力等。7) 功率分配：通過(guò)綜合車(chē)輛信息、電池的SOC、溫度、電壓、電流和電機(jī)的溫度等信息計(jì)算電機(jī)功率分配，進(jìn)行有效的能量管理，以保證車(chē)輛能量效率達(dá)到最優(yōu)。隨著整車(chē)經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性和舒適性要求的提高，純電動(dòng)客車(chē)上所需要控制的部件越來(lái)越多，各個(gè)子系統(tǒng)之間所需要交換的信息也增多，控制系統(tǒng)也就變得越來(lái)越復(fù)雜?；贑AN總線的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)眾多子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制的理想途徑。采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)還可以大大減少個(gè)設(shè)備間的連接線束，并提高系統(tǒng)監(jiān)控水平。采用拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其主要的優(yōu)點(diǎn)是：電纜短，容易布線；總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又是無(wú)源元件，可靠性高；易于擴(kuò)充，增加新節(jié)點(diǎn)只需在總線的某點(diǎn)將其接入，如需增加長(zhǎng)度可通過(guò)中繼器加入一個(gè)附加段。通信速率采用250K。整車(chē)控制器智能儀表CAN電機(jī)控制器綜合維護(hù)終端司機(jī)操作電池狀態(tài)電機(jī)狀態(tài)扭距/轉(zhuǎn)速/溫度/故障扭矩/轉(zhuǎn)速/模式設(shè)定扭矩/轉(zhuǎn)速指令電機(jī)狀態(tài)/電池狀態(tài)/車(chē)輛信息標(biāo)定和維護(hù)指令所有消息集圖1 CAN總線通訊系統(tǒng)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電池管理系統(tǒng)動(dòng)力電池組電壓/電流限值電壓/溫度/SOC充電狀態(tài)/故障/電流限值電壓/溫度/SOC充電狀態(tài)/故障控制整車(chē)控制器通過(guò)采集司機(jī)駕駛信號(hào)，通過(guò)CAN總線對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行管理，調(diào)度，分析和運(yùn)算，針對(duì)所配置的不同車(chē)型，進(jìn)行相應(yīng)的能量管理，實(shí)現(xiàn)整車(chē)驅(qū)動(dòng)控制、能量?jī)?yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。電池管理系統(tǒng)執(zhí)行電池系統(tǒng)的管理，對(duì)電池的電氣參數(shù)和熱參數(shù)測(cè)量，完成電量計(jì)算和安全管理以及均衡管理。3 整車(chē)控制器開(kāi)發(fā)流程現(xiàn)代的開(kāi)發(fā)流程是采用計(jì)算機(jī)輔助工具來(lái)進(jìn)行的，可以支持從需求定義直到最終產(chǎn)品的全過(guò)程。自頂向下，開(kāi)發(fā)逐漸細(xì)化最終形成開(kāi)發(fā)的ECU原型。提供支持這一流程的工具一直是研究部門(mén)與工業(yè)廠商的重要課題。經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)外汽車(chē)著名開(kāi)發(fā)商如: Audi, AVL, BMW, Bosch, Ricardo Engineering, Siemens, Ford等的了解，他們普遍采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程：離線功能仿真—快速控制原型—自動(dòng)代碼生成—硬件在回路仿真—參數(shù)標(biāo)定所構(gòu)成的“V模式”。圖2 整車(chē)控制器的開(kāi)發(fā)流程在傳統(tǒng)的方式下，開(kāi)發(fā)商獲得的需求的定義往往還是非正式文本與圖表。對(duì)于一般的狀態(tài)流程圖或經(jīng)典的控制算法與信號(hào)處理采用Matlab/Simulink/Stateflow作為工具來(lái)描述。同時(shí)在前期設(shè)計(jì)的概念就可以通過(guò)快速原型進(jìn)行驗(yàn)證，需求與技術(shù)要求在被定義時(shí)就能被確定是否可行。Matlab/Simulink/Stateflow這樣的設(shè)計(jì)與仿真工具也支持控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。無(wú)論是基于時(shí)間的還是基于事件的算法都可以通過(guò)模型來(lái)描述。實(shí)時(shí)接口庫(kù)(RTI)無(wú)縫集成于Matlab，從而允許用戶(hù)直接在Matlab/Simulink中將已仿真的離線模型輕松轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)模型，并通過(guò)實(shí)時(shí)代碼生成工具自動(dòng)從框圖模型生成C代碼，自動(dòng)編譯、連接并下載到原型控制器中。集成的一體化開(kāi)發(fā)環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)原型ECU，在方案設(shè)計(jì)階段就可以正確地確定系統(tǒng)的控制邏輯和控制參數(shù)。后期需要做硬件在線回路仿真，通過(guò)建立盡可能逼真的車(chē)輛系統(tǒng)模型，用實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的工作環(huán)境，從而可以在實(shí)驗(yàn)室條件下完成對(duì)整車(chē)及控制系統(tǒng)的初步測(cè)試，減少現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)測(cè)試周期和費(fèi)用。在matlab/simulink下建立整車(chē)的控制策略模式，利用Cruise和matlab/simulink相互耦合就可以在不同的工況下計(jì)算并評(píng)價(jià)車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性能、動(dòng)力性能及控制的平順性等，從而可以評(píng)價(jià)控制策略的優(yōu)劣和車(chē)輛的性能。圖4 整車(chē)控制器軟件結(jié)構(gòu)框圖CRUISE是由奧地利著名的發(fā)動(dòng)機(jī)制造與咨詢(xún)公司AVL公司開(kāi)發(fā)的，用于研究汽車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性能及制動(dòng)性能的高級(jí)模擬分析軟件。它可用于汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配、汽車(chē)性能預(yù)測(cè)和整車(chē)仿真計(jì)算；可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、輪胎的選型及它們與車(chē)輛的匹配優(yōu)化；還可以用于混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)
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