汽车AMT数据采集与分析系统
纯电动矿用卡车电气系统设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计纯电动矿用卡车电气系统设计贺志超诺浩科技沈阳有限公司 辽宁省沈阳市 110020摘 要： 本文主要介绍了纯电动矿用卡车电气系统的设计，车辆电气系统主要包括动力电池系统及管理系统、高压配电系统、仪表显示系统、主驱动和辅助驱动系统的设计及整车控制系统的设计，各控制系统之间通过CAN总线进行通讯，整车控制器VCU实时采集车辆各种数据信息，协调各系统控制，实现车辆高压上下电，驾驶员意图判断、动力输出控制、下坡定速巡航功能、辅助驱动系统控制、车辆热管理系统控制、车辆故障分级判断及处理等功能，保证车辆起步平稳、换挡平顺并兼顾车辆动力性能。
关键词：纯电动 矿用卡车 电气系统 控制策略 设计1 引言90吨矿用卡车是一种非公路型、短距离物料运输自卸车，适用露天矿山开采以及石料、冶金、水利、水泥、建筑等行业掘点和卸矿点间的物料运输。
其运行场景具有坡度大、运程短、载荷变化大、线路相对固定、工况复杂的典型特点。
针对这种特殊的工况，传统燃油车具有油耗高、维护成本高、寿命较短等缺陷[1]。
纯电动宽体自卸车使用动力电池、驱动电机代替了原有的柴油发动机和手动变速箱方案，车辆平路和下坡时，电机工作在回馈制动状态将制动能量转换为电能为动力电池充电，既能够减少机械刹车的使用，延长刹车系统的寿命提升车辆安全性，又能增加车辆的续航里程。
纯电动宽体自卸车主要部件基本免维护、防护等级高，特别适用于矿山工况恶劣的场合[2]。
2 电动矿用卡车高压系统结构电动矿卡主要使用电动部件代替了原有的发动机传动方案，电动矿卡高压部件主要包括动力电池、高压配电单元PDU、直流快充接口、多合一控制器、冷暖空调（电动压缩机和PTC加热器）、转向助力泵、气泵、电池加热和冷却装置，车辆高压系统结构如图１所示：图１ 高压系统架构动力电池1动力电池2直流快充接口高压配电单元转向控制打气泵多合一控制器电池加热冷暖空调整车低压电路驱动电机24V电池电池冷却V● 动力电池动力电池是电动矿卡中能源供给装置，需要给整车所有系统提供电能。
自动变速器TCU开发解决方案
自动变速器TCU解决方案摘要：基于RapidECU的自动变速器TCU快速开发解决方案，可以支持液动、气动和电机三种不同执行机构的自动变速器，使用户可以在数周内完成TCU原型样机的开发，实现离合器控制，选换挡操作和发动机接管控制等基本功能，在数月内完成批量产品样件的开发，实现中小批量装车试验，为自动变速器TCU大批量产业化打下良好基础。
概述自动变速器能够实现车辆自动起步，自动换挡，提高驾驶舒适性，减少驾驶员疲劳。
自动变速器还能够提高整车动力性，改善燃油经济性和排放，已经逐渐成为现代汽车的基本配置。
目前市场上常见的自动变速器有机械式自动变速器(AMT)、机械式无级自动变速器(CVT)、液力机械式自动变速器(AT)和双离合器式自动变速器(DCT)四种类型，按照执行机构不同可分为液动、气动和电机三种类型。
自动变速器系统是由TCU、选换挡机构及离合器机构组成，其中TCU采集传感器信息及CAN总线数据，经过运算处理后，控制执行机构动作，实现选换挡、离合器动作及发动机接管控制等，是自动变速器控制系统的核心。
TCU电控单元主要包括控制器硬件和控制器软件，其中的控制器软件又包括基础软件与应用软件。
由于TCU电控系统执行机构的多样性及复杂性，无论是控制器硬件开发，还是基础软件或者应用软件开发都需要花费大量的时间、精力以及昂贵的费用。
如果没有合适的开发工具，TCU的研发和产业化几乎成了难以完成的任务。
使用RapidECU快速原型控制器可以在没有控制器硬件的情况下，提前进行控制算法的开发与验证，尤其适合于自动变速器等复杂系统电控单元的开发研究，快速原型的试验结果还可以为产品硬件设计提供参考。
因此，控制器快速原型在进行软件快速验证的同时，也降低了硬件返工几率，从而缩短开发周期，降低开发成本，提高控制器设计质量。
开发流程开发流程符合国际标准的V型开发模式，基于MATLAB\Simulink\Stateflow\ECUCoder图形化建模方式建立软件工程，完全零手工的一键式全自动代码生成，可以同时完成应用软件和基础软件模型自动代码生成，在开发过程中随时保持模型和代码的同步状态。
V8详细资料
企业简介BRIEF INTRODUCTION加拿大凤凰公司成立于1975年5月，是专门致力于电法勘探的。
现在加拿大凤凰公司在其专业领域已是世界级一流的物探仪器和服务公司。
精专于激发极化法(FDIP、TDIP、SIP、CR)、天然源和人工源大地电磁法(MT、AMT、CSAMT)和时域或瞬变电磁法(TDEM/TEM)。
我们开拓创先使用全球定位卫星(GPS)同步技术于物探仪器系统并拥有国际专利，应用这项技术开发制造卫星同步物探场源发射和数据采集系统。
最新而广泛使用仪器如：系统2000卫星同步大地电磁(简称V5-2000 SSMT)，多功能网络化物探数据采集和发射系统(V8，TXU-30)。
由于这些仪器使用GPS卫星信号作大面积全系统不间断同步，并且数据采集站设计基于最具挑战性的天然场源仪器技术要求，使用特低噪声电路，24位快速数字信号处理，加上局部无线网络功能，使数据质量、抗干扰能力和野外作业效率大幅度提高。
凤凰的仪器在世界各地被广泛用来寻找石油和天然气、有色和贵重金属、煤炭、铀、金伯利岩筒(钻石)、地热资源、地下水以及工程物探勘查。
凤凰的SSMT(卫星同步大地电磁)系统也已经使用于天然源地震长期不间断监测网络、地热发电厂地热资源长期监测和有害废物埋藏凰点长期监测。
主要产品MAIN PRODUCTS网络化多功能电法仪V8V8是凤凰公司最新一代多功能电法仪，汇集当代最新科技成就于一身，成功地解决了很多用户过去在实际生产中所遇到的瓶颈问题，其先进精确的GPS技术和无线网络技术的结合使V8即使在复杂的山区施工也变的如履平川；野外施工无需对钟，极大地提高了生产效率；大功率TXU-30发射机的问世让用户摆脱了发电机必须原配所带来的售后服务不能及时提供和及时维护的问题，同时也大大节约了购置成本；系统采样频点的无限加密，使分辨率得到了大幅提高；而且V8野外采集数据可实时显示为振幅曲线和相位曲线，数据资料质量一目了然。
AMT工作方法与部署
第一节、方法原理频率域大地电磁法是以天然电磁场为场源来研究地球内部电性结构的一种重要的地球物理手段。
天然变化的电磁场或人工发射的电磁场向地下穿透并在地下介质中感生出受地下电性结构控制的大地电磁场，依据不同频率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原理，在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列，经过相关的数据处理和分析来获得大地由浅至深的电性结构，进而根据不同地质体或地质构造的电性差异达到解决地质问题的目的，主要运用的频率范围为10-4Hz ～104Hz 。
根据利用的场源或频率范围不同电磁法可分为天然场源的大地电磁法MT （Magnetotelluric ）、音频大地电磁法AMT （Audio Magnetotelluric ）以及人工场源的可控源音频大地电磁法CSAMT （Controlled Source Audio Magnetotelluric ）和利用无线电长波电台为场源的 RMT （Radio Magnetotelluric ）等。
音频大地电磁法（AMT ）相较于大地电磁法（MT ），研究频带较高，探测深度较浅稍。
其频率范围主要为1~104~5Hz ；音频大地电磁法理论模型基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组导出的水平电偶极源在地面上的电场及磁场公式：)2cos 3(2231-⋅⋅⋅=θπρr AB I E x （1） E I AB r y =⋅⋅⋅⋅34213ρπθsin （2） E i I AB r z =-⋅⋅⋅⋅()cos 1221201ρπμωρθ （3） H i I AB r x =-+⋅⋅⋅⋅()cos sin 1342310πρμωθθ （4） H i I AB r y =+⋅⋅⋅-()(cos )142323102πρμωθ （5）H i I AB r z =⋅⋅⋅32104ρπμωθsin （6）式中，I 为供电电流强度；AB 为供电偶极长度；r 为场源到接收点之间距离。
新能源汽车的动力系统及控制可修改全文
开关磁阻电机及其控制系统
开关磁阻电动机驱动系统是高性能机电一体化系统， 主要由开关磁阻电动机、功率变换器、传感器和控 制器四部分组成。
开关磁组电机结构 1-外壳；2-定子；3-转子
关磁阻电机的控制
开关磁阻电机具有明显的非线性 特性，系统难于建模，一般的线 性控制方式不适于采用开关磁阻 电机的驱动系统。主要控制方式 有模糊逻辑控制和神经网络控制 等。
OPTION
04 金融企业的运营优化：包括市场和渠道分析优化、产品和服务优化、舆情分析。
OPTION
2.3 大数据的应用
制造行业
大数据在制造行业的应用包括诊断与预测产品故障、分析工艺流程、改进生产工艺、 优化生产过程能耗和工业供应链分析与优化等，从而帮助企业提升工业制造的水平。
2.3 大数据的应用
驱动电机
电磁型电 机
非电磁型 电机
直流电机
交直流两 用电机
交流电机
步进电机
超声波电 机
雅典执行 器
磁致伸缩 执行器
静电执行 器
电磁铁型 直流电机
永磁直流 电机
交流整流 式电机
感应电机
同步电机
可变磁阻 型永磁型混合型带电刷直 流电机
无刷直流 电机
三相感应 电机
两项感应 电机
单项感应 电机
绕组磁场 型电机
目录 /Contents
1
人工智能
2
大数据
3
云计算
4
拓展知识——人工智能、大数据和云计算三者间的关系
5
课后练习
2.1 大数据的特点
规模大
1
2
价值大
速度快
4
3 多样性
2.2 大数据的技术组成
ACS技术简介
力帆520ACS 力帆520ACS
力帆520ACS安装示意图 ①安装在变速器上的离合器 操纵机构（拉索式） ②安装在车身悬架上的电控 单元 ③安装在换档拉杆上的换档 力传感器及安装在变速器 上的档位传感器
① ②
宏泰伟业
③ ② ① ③
离合器机构
电控单元
档位、 档位、换档力传感器
捷达轿车ACS 捷达轿车ACS
宏泰伟业
拉 索 式 机 构
ACS离合器操纵机构 ACS离合器操纵机构
宏泰伟业
拉索式机构剖面图
液压式机构剖面图
ACS离合器操纵机构 ACS离合器操纵机构
离合器拉索 助力弹簧 行程传感器 定位导向
宏泰伟业
电动机
自调装置
组合螺杆
组合螺母
平面推力轴承
离合器操纵机构传动路径：电动机拖动驱动组合螺杆旋转→定位导向辅助组合螺母将组合螺杆的 旋转运动转换为直线运动→组合螺母带动自调装置运动→自调装置拉动离合器拉索实现离合器 分离结合动作。
ACS系统简介 ACS系统简介
ACS构成 ACS构成
显示、报警单元 采集变速箱 档位位置 档位显示、故障 显示及报警、误 操作蜂鸣提示
宏泰伟业
档位传感器
采集原车转速、车速、 节气门、制动信号
ACS
电控单元 换档力传感器
ACS控制核心部件， 收集各传感器数据 进行综合运算输出 控制离合器 离合器操纵机构 总成，用于执行 电控单元对离合 器的控制
ACS电控单元软件框图 ACS电控单元软件框图
初始化模块 控制参数初始化读取 各软硬件模块初始化 设置
调用执行 中断执行
宏泰伟业
通讯模块（中断） 系统主流程 软件系统主控部 分，支配各功能 模块协调工作 同外部故障诊断系 统通讯，同外部显 示单元通讯
汽车电器概述
个人简介
杨正才
汽车电器与电子设备是汽车的重要组成部分，它经历了从无到有，从简到繁，并逐渐由辅助向主要的开展过程。始于上世纪５０年代的传统电气系统电子化，使得整车电器性能大大进步，其工作性能的优劣直接影响到汽车的动力性、经济性、平安性、可靠性、舒适性以及排放净化等。随着科学技术和汽车工业的不断开展，汽车电器电子设备日趋复杂，用电设备的数量和功率不断增加，产品质量及性能日益进步，并且正向电子化，智能化，信息化方向迅速开展，集成电路与以单片机为核心的嵌入式系统正越来越多的在汽车上得到应用。
4．负极搭铁 利用单线制时，蓄电池一个电极接到车体上，称为搭铁。负极与车体相连接称为负极搭铁。目前汽车均采用负极搭铁，其原因是对电子器件干扰小，对车架及车身电化学腐蚀小。
新型电子控制装置的开展、 特点与应用
1、2005年，我国汽车电子市场约为3000亿规模的“盛宴〞。 全球每辆新款汽车的电子设备支出占比例大约为26％，这一数字相当惊人 。
氢－氧燃料电池工作原理
特点：燃料电池工作时不需要充电，只要连续地供给燃料和氧化剂，就会产生能量。
阳极：2H2 → 4H+ + 4e- 阴极：O2 + 4H+ + 4e- → 2 H2O 整体：2H2 + O2 → 2 H2O + 能量
本田氢动力车ＦＣＸ
宝马氢动力车７４５h
TWC = Three-way Catalytic Converter 〔三元催化转化器〕 EGR = Exhaust Gas Recirculation 〔废气再循环〕 EVAP = Evaporative Emission Control 〔燃油蒸发排放〕 DPF = Diesel Particulate Filter 〔微粒捕集器〕
ITS简答题答案
1 发展ITS的背景是什么？ITS的发展背景是：⑴ ITS是科技发展的必然产物,科学技术的发展推动了交通运输的发展,智能运输系统是现代科学技术发展的产物;⑵ ITS是信息化社会发展的必然要求;⑶ ITS是世界经济发展的必然要求;⑷ ITS是解决交通问题的根本途径.2．什么是ITS?智能交通系统（Intelligent Transport System, 简称ITS）利用现代高新技术(信息,通信,自动化,计算机,微电子等)实现出行者,运载工具.道路设施和环境的和谐统一,以实现安全.高效低耗.环保的交通环境.这些技术及提供服务总称为ITS.3．ITS解决交通运输问题与传统方法有什么不同？实现交通元素的智能化4．简述日本的ITS九大领域？导航系统的智能化;自动收费系统;安全驾驶的支援,交通管理的最优化;道路管理的高效率;公共交通的支援;提高商用车的利用率;帮助行人等;紧急车辆的运行支援.5．简述美国的ITS七大系统？先进的交通管理系统,先进的出行者信息系统,先进的公共交通系统,先进的乡村运输系统,商业车辆运营,先进的车辆控制和安全系统,自动公路系统.6．世界最早的ITS项目是何时何地的什么项目？60年代美国ERGS电子路径诱导系统、静态诱导7．美国ITS的发展历程有什么特点？1. IVHS战略计划（1） 1989年IVHS战略计划战略计划中的IVHS分成四个分系统：先进的交通管理系统（Advanced Traffic Management System，简称ATMS）、先进的交通信息系统（Advanced Traveler Information System，简称ATIS）、商用车运行管理系统（Commercial Vehicle Operation System，简称CVOS）、先进的车辆控制系统（Advanced Vehicle Control System，简称AVCS）。
（2）1991年的ISTEA1991年美国又提出新一轮的道路交通建设法案，即简称ISTEA (Intermodal Surface Transportation Efficiency Act)的《陆上综合交通运输效率化法案》，被美国交通运输界誉为确立美国交通运输新政策的一部划时代的交通运输建设新法案。
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图５－２上位机软件主操作界面图５－３主操作界面程序框图
５．３．１实时监视模块主界面
实时监视模块主界面主要包含串行口的设置区、数据显示区以及文件操作区。
如图５—５所示。
图５－５实时监视模块主界面
５．３．２通信子模块
用于接收下位机传来的数据。
在ＬａｂＶＩＥＷ中提供了功能强大的ＶＩｓＡ（ｖｉｒｅⅢ１１Ｔｎ吼ｒｕｍｅｎＬａｔｉＯｎＳｏｆｔｗａｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ虚拟仪器软件规范）库是仪器编程的标准的Ｉ／０应用程序接口（ＡＰＩ）。
是计算机与仪器之间的软件层连接，用于实现计算机与仪器的通信，其中的串行通信节点函数就是用于完成对串行口的控制，包括对串行口的初始化、输入输出缓冲区的控制、串行口的读写等。
在进行异步数据传输时，以单个字节为单位，多个字节组成数据帧，连续数据帧组成数据流。
数据帧之间用帧同步字节分隔。
上位机接收数据流时，就是利用数据流中的帧同步字节作为数据流的坐标，找出数据帧的起始位置。
１）数据帧的格式
所有信号均１０ｍｓ采样一次。
把１０ｍｓ内采集的数据打包成为一个数据帧。
５．４．２图形曲线分析予模块
图５一１３分析模块界面
数据的曲线分析是指把存储数据的文件打开、读取其中的数据，经过处理后再把数据在坐标轴上绘制成曲线。
通过这些图形曲线，可以分析换档特性，如选档时间、换档时间、离合器结合时间、离合器分离时间等，可以再现试验中的每一个时间历程，观察到试验中用肉眼无法观察到的毫秒级的过程。
将各信号数据在同一时间坐标轴上的曲线进行分析，可以观测各信号的时序关系、同一时刻的数值。
用这些数据曲线可以对自动换档控制系统进行详尽的事后分析。
１）中值滤波
串行通信中可能出现的偶然的数据值出错带来的结果主要是数据历史曲线的“尖峰毛刺”，当出现这种错误和进一步平滑曲线利于数据分析可对数据采用数字滤波的方法进行处理。
程序选用Ｍｅｄｉａｎ
Ｆｉｉｔｅｒ（中值滤波器）进行数
字滤波。
中值滤波器的原理为：
Ｙ，＝Ｍｅｄｉａｎ（，。
）ｉ＝０，１，２，…，”一ｌ其中，Ｙ（即＜Ｙ，ｌｉ＝０，ｌ，２，…，佗一１））表示输出序列Ｆｉｌｔｅｒｅｄ
Ｘ；ｎ是输入。