整车控制器

整车控制器是纯电动汽车的整车电控系统关键部分,可合理分配能量,与传统内燃机汽车中的发动机管理系统(EMS)功能类似,最大限度地提高车载电池能量的利用效率。

整车控制器的电子控制单元是整车控制器的核心。如今,电动汽车上的电子设备越来越多,控制系统也越来越复杂。整车控制器可以保证车辆安全可靠行驶,提高控制系统间数据传输效率具有重要意义。该系统可实现电机驱动控制、温度控制、能量管理控制等功能,主要由传感器输入与开关系统、系统驱动输出、控制单元输出系统等子系统组成。

整车控制器主要由硬件和软件组成,硬件包括壳体和硬件电路,软件分为应用软件和底层软件。壳体主要用于硬件电路的保护以及密封,要满足防水、防尘等清洁度要求,也要满足避免跌落、振动等机械要求。硬件电路主要由主控芯片(32位处理芯片)及周边的时钟电路、复位电路、电源模块组成,一般还配备数字信号/模拟信号处理电路,频率信号处理电路和通信接口电路等。应用软件和底层软件一般由C语言编写。应用软件主要是上层控制策略,主要负责根据车辆状态和驾驶员意图实时控制能量流向和分配比例。底层软件主要负责单片机初始化设置、CAN总线信号的实时收发和输入、输出信号的实时处理与诊断。

整车控制器实现的主要功能

1. 协调各个分系统正常工作:整车控制器根据司机的驾驶意图和车辆实时状态按照设定的控制程序向相关电控单元发送控制信号。例如,根据驾驶员加速踏板的位置、档位、制动踏板力等操作意图,计算出电动机所需转矩等参数,协调各动力部件运动,保证电动汽车正常行驶。

2. 对DCDC、车载充电机、水泵、空调压缩机等进行控制管理:决定什么时候使用高压部件,使部件工作;并根据整车及部件的温度、电压、电流条件进行LOS(limitation operation strategy)处理,适当的降功率甚至停机。当部件温度过高时请求冷却,计算冷却需求水流量。当车辆开启空调时,启动空调压缩机工作,通过PWM控制压缩机工作,为整车制冷。

3.整车通信和网络管理:电动汽车除了整车控制器外,还有电机控制器、电池管理系统等各种子控制系统。 这些控制器之间需要通信。整车控制器通过CAN通讯网络连接各分控系统,协调管理整个通讯网络。

4.故障排除:车辆控制器应实时检测车辆的状态,并将各个子系统的信息发送到车辆信息显示系统。该过程是通过传感器和CAN总线检测车辆及其子系统的状态。 驱动显示仪表,通过显示仪表显示状态信息和故障诊断信息。显示内容包括:电机转速、车速、电池电量、故障信息等。

5.信息交互:收集和处理汽车的状态信息,并将重要的状态和故障信息发送给仪表进行显示,如车速、电机转速、电池剩余电量、电机或电池故障信息等。

整车控制器的工作模式

1.自检模式:当钥匙车门信号处于ON档时,启动自检模式,车辆控制器上电进行自检。

2.启动方式:钥匙门信号在START档,自检模式通过,车辆控制器会唤醒其他节点(电机、逆变器、空调系统等)正常启动后,整车进入READY状态 ,仪表上显示READY灯,表示驾驶员可以进行正常的驾驶操作,完成启动模式。

3.启动模式:当驾驶员不踩油门踏板启动时,车辆控制器会协调电机扭矩达到启动目标值,车速会逐渐升高,并控制在合理的速度范围内,实现平稳启动。

4.驾驶模式:在车辆行驶过程中,车辆控制器实时采集驾驶员油门踏板位置、开度变化率等信息,根据车辆当前行驶状态(车辆 速度、电池电流、电压、温度等)。 以及动力电池的输出功率,从而根据驾驶员的意图控制汽车的运行,实现前进、后退、巡航、加速等。

5.刹车方式:当驾驶员踩下制动踏板且汽车处于制动或减速状态时,车辆控制器根据当前车辆行驶状态计算所需制动扭矩,控制电机切换至发动机模式,并对动力电池进行充电。

6.停车模式:当驾驶员关闭钥匙时,车辆控制器控制子系统电子设备。 设备关闭后,停车完成。

7.故障模式:当车辆控制器监测到汽车出现故障时,会启动自诊断和主动修复功能,同时限制系统的功率输出,使汽车进入限速或紧急停车状态,并显示 故障信息给司机。

8.充电模式:当充电枪插上电源后,充电电机开始工作,车载控制器会协调电池管理系统开始充电,并持续监控电池管理系统和充电电机的状态,并将充电信息显示给车主司机,当充电过程失败时,车辆控制器会及时切断电池管理系统继电器以中断充电过程。

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