汽车集团整车控制器实例介绍ppt课件
第六章 电动汽车整车控制器课件ppt

2021/3/10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ16
6.6 PCB 设计
▪ PCB 设计 ▪ 根据功能分析绘制电路原理图,需要建立
元件库中不存在的元器件模型,并根 ▪ 据价格、性能和市场行情确定选用的芯片
电路,具备线控功能,并且都设置了自 ▪ 拉高电路,以实现硬件电路的自诊断。拉
高电压可以是 12V 电源电压,也可以是标 ▪ 准的 5V 拉高电压。拉高过程都2具021/有3/10 很好的 11
6.4 主要模块电路
▪ [3] 电源模块 ▪ 电源电路是车载控制器设计中比较困难的
设计之一,也是影响能否通过电磁兼 ▪ 容测试的关键部件。为使混合动力 HCU 具
▪ 硬件开发过程中需首先考虑的事项有:
▪ 1) 开发系统支持的编程语言;
▪ 2) 开发系统使用的开发平台;
▪ 3) 开发系统的功能;
▪ 4) 友好的集成开发环境;
▪ 5) 确定控制单元输入/输出管脚的数量 和性质;
2021/3/10
6
6.3整车控制器单片机系统
▪ 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足 够的富裕扩展能力,在原有工作基
有较好的适应性、通用性,我们采用了 ▪ 两级电源控制,第一级采用开关电源模块,
以保证电源的供电电压在 8~32VDC 的 ▪ 范围内都有一致的输出电压,从而使第二
级低压差电源能够有一个非常稳定的输出 ▪ 电压[2]。这样既保证了控制器的202工1/3/1作0 稳定 12
6.4 主要模块电路
▪ [4] 上下电和安全保护模块[21] ▪ HCU还承担着整车低压电源的控制,如果钥
实例:Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
2021/3/10
整车控制器全解PPT课件

总的来看,虽然电动汽车拥有广阔的市场前景, 但是整个产业的发展还需要一个漫长趋于成熟的过 程。针对我国在电动汽车推广中遇到的问题,应对 的策略应该以政府为主导,协调汽车企业、电网企 业、汽车经销商和相关企业之间的关系,共同推进 电动汽车的产业化。
第28页/共30页
第29页/共30页
感谢您的观看!
第19页/共30页
第20页/共30页
2.2湖南大学整车控制器 电机及整车总成控制器以电动汽车用交流电
机驱动系统为研究对象,将直接转矩控制思想运 用于电动汽车驱动系统。根据电动汽车所要达到 的性能指标,分析了电动汽车驱动系统的特点, 对各种驱动电机进行了比较。采用空间电压矢量 方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算 法。控制器原理图如下:
第8页/共30页
e. 90 年代末,丰田公司研制出 RAV-4 EV 型 纯电动轿车,动力装置:交流同步电动机,由 288V 氢电池提供电能,最高车速为 125km/h。
丰田公司整车控制器
整车控制器接收整车控制器接收驾驶员的 操作信号和汽车的运动传感器信号,控制器将这 些信号经过控制策略计算,通过左右2组电机控 制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。控制器 原理图如下:
第2页/共30页
二、控制器的简介
1.整车控制器(VMS),即动力总成控制器。作 为核心控制部件,它采集加速踏板信号、制动踏 板信号及其他部件信号,并做出相应判断后,控 制下层的各部件控制器的动作,驱动汽车正常行 驶。
2.控制器主要功能:驱动力矩控制、制动能量的 优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和 管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等。
目 录
1
控制器的研究背景
2
控制器简介
整车控制器基础知识培训

整车电器附件的管理控制,以得到最优化的能量利用和整
车需求。
序号 1 2 3 4 5 6
附件 倒车灯控制 日间行车灯控制 DC-DC 水泵 真空泵 空调
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
有什么作用
10. 故障诊断 符合ISO15765标准的故障诊断协议。
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
11. 在线标定 符合CCP标准的标定协议。
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
是什么东西?
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
什么是控制器?
信号检 测
运算/ 决策
我们身边有哪些控制器 ?
是什么东西?
控制执 行机构
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
什么是控制器?
附近是否有人
是什么东西?
开启/关闭
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
PPT文档演模板
有什么作用
整车控制器基础知识培训
有什么作用
3. 整车能量管理 对于纯电动汽车,整车控制器通过对整车能量源状态
进行监控,以协调车辆动力输出和其他高压附件工作状态 为手段,最大化优化整车能量利用效率,延长续航里程。
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
有什么作用
4. 驱动控制 以驾驶员驱动扭矩需求和动力系统实时状态为基础,
什么是控制器?
光线 声音
光线低于标定阈值,且 声音大于标定阈值
开启开关,延时关闭; 否则,开关保持关闭。
是什么东西?
开关
PPT文档演模板
整车控制器基础知识培训
用于电动汽车、 混合动力汽车等
是什么东西?
-----汽车集团整车控制器HIL实例介绍知识讲解

PXIe-6363模块
32路DIO 10MHz频率
PXI-8513模块
双路CAN 高低速兼容
整车simulink模型
①
在simulink中搭建整车动力学模型,如下图
02
PART
②
通过NI工具包将simulink模型导成 .dll文件,最终导 入PXI机箱运行
②
器输出转矩,同时限制电机的最高转速,
最高车速限制为100km/h,主减比5.1,
轮胎半径360mm
ON断开:根据当前状态,进行电机负载
④
卸载;卸载后断开各高压回路;复位高
压故障诊断;保存故障代码、行驶参数
等;最后断开低压自保控制
系统结构介绍
02
机柜总成结构
PART
供电箱及开关 工控机 PXI机箱 适配器
为16s
车辆的最高速度除了受到驱动力和负载阻力的限制,还受到整车控制器发给 电机控制器指令报文(0xCFF08EF)的转速正值限制。目前电机工作在转矩模 式,通过该转速正值,限制电机的最高转速,同时限制车速。当为满载质量 时,最高速度是由转速正值限制,此时整车控制器发出的指令转矩是260Nm, HIL模型计算得到的电机的实际输出转矩130.3Nm,在该转矩下,电机转速保 持在3800rpm。
PART
①
输入加速踏板到最大值,电压达到4.2V
②
观察整车控制器发给电机控制器指令报文 (0xCFF08EF)的指令转矩值,可以观察到当车速 为0时,指令转矩值为520Nm
③
整车动力学模型根据收到的指令转矩,计算得到驱
动电机的实际输出电磁转矩
测试过程
④
车辆加速,在前面板可以实时观测车速,电机转
纯电动汽车整车控制器(VCU)详细介绍

纯电动汽车整车控制器(VCU)详细介绍⼀、国外产品介绍:(1)丰⽥公司整车控制器丰⽥公司整车控制器的原理图如下图所⽰。
该车是后轮驱动,左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其整车控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号,其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向⾓度信号,汽车的运动传感器信号包括横摆⾓速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车控制器将这些信号经过控制策略计算,通过左右2组电机控制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。
(2)⽇⽴公司整车控制器⽇⽴公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所⽰。
图中电动汽车是四轮驱动结构,其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动,后轮由⾼速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的⼯况下使⽤不同的电机驱动电动汽车,或者按照⼀定的扭矩分配⽐例,联合使⽤2台电机驱动电动汽车,使系统动⼒传动效率最⼤。
当电动汽车起步或爬坡时,由低速、⼤扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车⾼速⾏驶时,由⾼速感应电机驱动后轮。
(3)⽇产公司整车控制器⽇产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车,搭载锂离⼦电池,续驶⾥程是160km。
采⽤200V家⽤交流电,⼤约需要8h可以将电池充满;快速充电需要10min,可提供其⾏驶50km的⽤电量。
⽇产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所⽰,它接收来⾃组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电⼦信号,通过⼦控制器控制直流电压变换器DC/DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动⼒电池、太阳能电池、再⽣制动系统。
(4)英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决⽅案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境,可⽤于新能源乘⽤车、商⽤车电控系统,作为整车控制器或混合动⼒控制器。
该控制器对新能源汽车动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控,以提⾼整车能量利⽤效率,确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号,通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息,进⾏分析和运算,通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令,实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
第六章 电动汽车整车控制器课件

6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力,在 原有工作基
? 础上,重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前,世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列,其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor,原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路,具备线控功能,并且都设置了自 ?拉高电路,以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压,也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度,满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息; ? 12. 硬件故障自诊断与处理; ? 13. 硬件失效控制; ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理; ? 15. 将有关信息送至仪表板; ? 16. CAN 通讯方式; ? 17. 监测和标定; ? 18. 与故障诊断仪的通信;
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能,必须依赖系统硬件的设计。因此 ,HCU
7
实例:Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型:数字信号(包
括开关信号和脉冲信号)和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理,以保证 CPU 的安 全。调理电路的
电动汽车整车控制器PPT课件

3.整车网络控制系统 整车网络控制系统包括整车控 制器、电机控制器、动力电池
B LOREM 管理系统、信息显示系统和通 信系统等。
C 4.对整车控制系统的要求:
LOREM
为保证纯电动汽车的安 全和可靠运行,要求: 具有可靠性、 容错性、 电磁兼容性、 环境适应性
第5页/共18页
二、整车控制器简介
整车控制器简称VCU (vehicle contorl unit) 是整车控制系统的核心, 承担车辆各系统的数据交 换与管理,故障诊断、安 全监控、驾驶人意图解析 等作用。
插电式混合动力汽车 PHEV
第2页/共18页
中国有望十年后成为电动汽车强国
国民车 低速车
高端车 特种车
中国工程院院士 香港工程科学院院士 英国皇家工程院院士
世界电动汽车协会主席
第3页/共18页
二、整车控制器系统
整车控制系统VMS, 是电动汽车的神经中枢,承担了各系统 的数据交换,信息传递、故障诊断、安全监控、驾驶人意图 解析、动力电池能量管理等作用,对电动汽车的动力性、经 济性、安全性和舒适性等有很大的影响。
常亮
工作条件
1
动力电池故障
表示动力电池内部 来自总线信号,受
出现短路或断路故 整车控制器控制
障
2
充电线连接指示灯 连接好充电枪时点 在该灯点亮时无法
亮
进入行车状态。
3
驱动电机或其控制 表示驱动电机或其 来自总线信号,受
器过热警告灯
控制器温度过高 整车控制器控制
4
动力电池电量不足 表示该车的动力电 来自总线信号,受
警告灯
池电量不足,需充 整车控制器控制
电处理
5
EV驱动模式指示灯 表示车辆处于纯电 来自总线信号,受
1.电动汽车整车控制课件

第四章
故障分级及处理方式
15
第四章
故障分级及处理方式
16
整车控制器架构图
第四章
故障分级及处理方式
17
整车CAN总线网关及网络化管理 在整车的网络管理中,整车控制器是信息控制的中心,负责信息的 组织与传输,网络状态的监控,网络节点的管理,信息优先权的动 态分配以及网络故障的诊断与处理等功能。通过CAN(EVBUS)线协 调电池管理系统、电机控制器、空调系统等模块相互通信。
7
驾驶员意图解释 对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的 油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。 因而驱动电机对驾驶员操作的 响应性能完全取 决于整车控制的 油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。
驱动控制 根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开 关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向VMS发出相应 的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱 动的动力性要求;同时根据车辆状态,向VMS发出相应指令,保证安 全性、舒适性。
第四章
故障分级及处理方式
18
基于CCP的在线匹配标定 主要作用是监控ECU工作变量、在线调整ECU的控制参数(包括MAP、 曲线及点参数)、保存标定数据结果以及处理离线数据等。完整 的标定系统包括上位机PC标定程序、PC与ECU通讯硬件连接及ECU 标定驱动程序三个部分。
第四章
故障分级及处理方式
电 动 汽 车 培 训 之 一
天津市优耐特汽车电控技术服务有限公司
讲师:优耐特汽车电控·王征
01 整车控制器硬件 02 第二代整车控制器功能 03 整车控制器功能介绍 04 故障分级及处理方式
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
测试过程
随着车速升高,整车控制器发出的指令转矩减小,整车控制器发出的
⑥
指令转矩和实际车速的关系如下图所示。记录该转矩和转速的关系并
绘制曲线,判断该曲线是否合理
04
PART
04
测试过程
PART
⑦
HIL测试得到结果:最高车速为80Km/h,加速时间
为16s
车辆的最高速度除了受到驱动力和负载阻力的限制,还受到整车控制器发给 电机控制器指令报文(0xCFF08EF)的转速正值限制。目前电机工作在转矩 模式,通过该转速正值,限制电机的最高转速,同时限制车速。当为满载质 量时,最高速度是由转速正值限制,此时整车控制器发出的指令转矩是 260Nm,HIL模型计算得到的电机的实际输出转矩130.3Nm,在该转矩下,电 机转速保持在3800rpm。
****汽车集团整车控制器HIL
待测控制器介绍
****整车控制器概况
80PIN
22路DI 6路AI 2路Can 23路DO 3路AO 4路PWM01Fra bibliotekPART
01
整车CAN通信网络拓扑结构
PART
数字仪表
BMS
监控终端
CAN Bus 2
车身CAN
CAN Bus 1
电机 控制器
转向助力 油泵
动力CAN
① 转向助力泵控制 ② 油 泵 DCAC 控 制 报 文
(0x10242E27) 的 启 动 命 令 为置1,即启动 ③ 仪表板READY灯亮 ④ 电机控制器启动输出灯亮
① 电机控制器控制指令报文 (0xCFF08EF)的控制模式位 置2,即电机转换为转矩模 式,车辆准备就绪,可以 运行。
测试用例2
PXIe主机控制器
2.3 GHz 四 核 Intel Core i7
内存8GB
PXIe-6356模 块
8路同步AI 16位分辨率 250kS/s采样率
PXIe-6363模 块
32路DIO
10MHz频率
PXI-8513模块
双路CAN 高低速兼容
整车simulink模型
①
在simulink中搭建整车动力学模型,如下图
02
PART
②
通过NI工具包将simulink模型导成 .dll文件,最 终导入PXI机箱运行
软件界面介绍(主界面)
③ ②
02
PART
①
① 实验模型控制 ② 整车控制输入 ③ 仪表显示 ④ 故障报警 ⑤ 整车综合信息
④
⑤
软件界面介绍(副界面)
②
02
ON上电
START启动1s
踩刹车并换D档, 松刹车,换档完成
① 低压上电 ② 整车控制器收发报文 ③ HIL可以实时收发并显示报
文
① 低压自保输出 ② 电机控制器启动 ③ 预充电开始 ④ DC/DC接触器线控输出 ⑤ 待预充电完成后主接触器
吸合 ⑥ DC/DC使能控制 ⑦ 电机控制器准备就绪灯亮 ⑧ 动力系统准备就绪灯亮
重大故障状态:VCU报警(紧急情况采用
紧急呼叫指令通知其他节点),必要时
切断主继电器电源,系统停车
VCU采集油门踏板信号,控制电机控制器
②
输出转矩,同时限制电机的最高转速,
最高车速限制为100km/h,主减比5.1,
轮胎半径360mm
ON断开:根据当前状态,进行电机负载
④
卸载;卸载后断开各高压回路;复位高
压故障诊断;保存故障代码、行驶参数
等;最后断开低压自保控制
系统结构介绍
02
机柜总成结构
PART
供电箱及开关 工控机 PXI机箱 适配器
信号调理箱 负载箱
02
操作台结构
PART
挂板 待测控制器
接线导轨 操作台 上位机界面
02
硬件组成介绍
PART
PXIe-1082机箱
4个混合插槽 3个PXI Express插槽 每插槽1 GB/s的带宽
单位
kg kg
m m^2
04
测试系统初始状态
PART
HIL
VCU和HIL 连接正常
VCU系统 上电正常
D N R
整车控制器发给电机 控制器指令报文
(0xCFF08EF)的电机 控制器使能位为1
档位位于D档
04
测试过程
PART
①
输入加速踏板到最大值,电压达到4.2V
观察整车控制器发给电机控制器指令报文
②
(0xCFF08EF)的指令转矩值,可以观察到当车速
为0时,指令转矩值为520Nm
③
整车动力学模型根据收到的指令转矩,计算得到驱
动电机的实际输出电磁转矩
测试过程
④
车辆加速,在前面板可以实时观测车速,电机转
速等数据,如下图所示
04
PART
测试过程
⑤
得到车辆的加速过程速度时间曲线
如下图所示
04
PART
满载最高时速测试
04
已知参数
PART
参数名称 01 满载总质量 02 空载总质量 03 减速器速比 04 设定机械传动效率 05 设定车辆轮半径 06 设定车辆迎风面积 07 设定车辆风阻系数 08 设定车辆行使摩擦系数(100km/h)
符号
m mk iz ηt r area Cd fk
数值
4460 3100 5.1 0.9 0.365 4.6 0.45 0.014
PART
①
③
① 控制器输出状态 ② VCU报文输入 ③ VCU报文输出
02
系统运行实况
PART
02
现场介绍及培训
PART
02
现场介绍及培训
PART
02
现场介绍及培训
PART
测试用例1
VCU上电过程测试
THANK YOU
SUCCESS
2019/5/5
03
VCU上电过程测试
PART
ACC上电
01
整车控制器基本功能与用途
PART
接收、处理驾驶员的驾驶 操作指令,并向各个部件 控制器发送控制指令,使 车辆按驾驶期望行驶
与电机、DC/DC、BMS等进 行 可 靠 通 讯 , 通 过 CAN 总 线进行状态的采集输入及 控制指令量的输出
接收处理各个零部件信息, 系统故障的判断和存储,
结合BMS单元提供当前的 动态检测系统故障信息,
高压上电设备进行故障监测和诊断,如
无故障则主接触器吸合,启动高压辅助
系统控制逻辑
START启动(1s以上):开启电机控制器、
转向助力泵控制逻辑,无故障报警则点
亮绿色Ready灯
一般故障状态:VCU检测到一般故障,整
③
车控制器报警(报警灯闪烁、通过CAN总
线发送相关的报警信息,通知其他的节
点),整个系统降级运行。
能源状况信息,实现整车 记录出现的故障,并依据
驱动控制、能量优化控制、 故障的级别对整车进行分
制动回馈控制和网络管理 级保护,如降额输出,紧
等功能
急情况直接切断动力
协调管理其他车载电器设备
01
整车控制器基本控制策略
PART
ACC上电,整车低压设备进行自检
①
ON上电,VCU输出低压自保控制信号,对