Kontroler vozila uključuje dvije glavne komponente, hardver i softver.Njegov osnovni softver i programe uglavnom razvijaju proizvođači, dok dobavljači autodijelova mogu obezbijediti hardver za kontroler vozila i osnovne drajvere.U ovoj fazi, strana istraživanja o upravljaču vozila čisto električnih vozila uglavnom se fokusiraju na čisto električna vozila koja se pokreću pomoću in-wheel vozila.motori.Za čisto električna vozila sa samo jednim motorom, obično nije opremljena upravljačem vozila, već se kontroler motora koristi za upravljanje vozilom.Mnoge velike strane kompanije mogu ponuditi zrela rješenja za kontrolu vozila, kao što su Continental, Bosch, Delphi, itd.
1. Sastav i princip kontrolera vozila
Sistem upravljanja vozilom čistog električnog vozila uglavnom je podijeljen u dvije sheme: centralizirano upravljanje i distribuirano upravljanje.
Osnovna ideja centraliziranog upravljačkog sistema je da kontroler vozila sam dovršava prikupljanje ulaznih signala, analizira i obrađuje podatke u skladu sa strategijom upravljanja, a zatim direktno izdaje upravljačke komande svakom aktuatoru kako bi pokrenuo normalnu vožnju. čisto električno vozilo.Prednosti centralizovanog sistema upravljanja su centralizovana obrada, brz odziv i niska cena;nedostatak je što je strujni krug komplikovan i nije lako odvesti toplotu.
Osnovna ideja distribuiranog kontrolnog sistema je da kontroler vozila prikuplja neke signale vozača, te komunicira sa kontrolerom motora i sistemom upravljanja baterijom preko CAN magistrale.Kontroler motora i sistem upravljanja baterijom prikupljaju signale vozila preko CAN magistrale.proslijeđen kontroloru vozila.Kontrolor vozila analizira i obrađuje podatke prema informacijama o vozilu iu kombinaciji sa strategijom upravljanja.Nakon što kontroler motora i sistem upravljanja baterijom dobiju kontrolnu komandu, oni kontroliraju rad motora i pražnjenje baterije prema informacijama o trenutnom stanju motora i baterije.Prednosti distribuiranih upravljačkih sistema su modularnost i niska složenost;nedostatak je relativno visoka cijena.
Šematski dijagram tipičnog distribuiranog upravljačkog sistema vozila prikazan je na donjoj slici.Gornji sloj sistema upravljanja vozilom je kontroler vozila.Kontroler vozila prima informacije o kontroleru motora i sistemu upravljanja baterijom preko CAN magistrale i daje informacije kontroleru motora i akumulatoru.Sistem upravljanja i sistem za prikaz informacija u vozilu šalju kontrolne komande.Kontroler motora i sistem upravljanja baterijom su, respektivno, odgovorni za nadzor i upravljanje pogonskim motorom i baterijom za napajanjepaket, a sistem za prikaz informacija na vozilu se koristi za prikaz informacija o trenutnom statusu vozila.
Šematski dijagram tipičnog distribuiranog upravljačkog sistema vozila
Slika ispod prikazuje princip sastava čistog kontrolera za električno vozilo koje je razvila kompanija.Hardversko kolo kontrolera vozila uključuje module kao što su mikrokontroler, kondicioniranje količine prekidača, kondicioniranje analogne količine, relejni pogon, sučelje CAN sabirnice velike brzine i baterija za napajanje.
Šematski dijagram sastava čistog kontrolera vozila na električni pogon koji je razvila kompanija
(1) Modul mikrokontrolera Modul mikrokontrolera je jezgro kontrolera vozila.Uzimajući u obzir funkciju čistog kontrolera vozila na električni pogon i vanjsko okruženje njegovog rada, modul mikrokontrolera bi trebao imati performanse obrade podataka velike brzine, bogate karakteristike hardverskog sučelja, niske cijene i visoku pouzdanost.
(2) Modul za kondicioniranje količine prekidača Modul za kondicioniranje količine prekidača koristi se za konverziju nivoa i oblikovanje ulazne količine prekidača, čiji je jedan kraj povezan s više senzora količine prekidača., a drugi kraj je povezan sa mikrokontrolerom.
(3) Analogni modul za kondicioniranje Analogni modul za kondicioniranje se koristi za prikupljanje analognih signala pedale gasa i pedale kočnice i njihovo slanje mikrokontroleru.
(4) Relejni pogonski modul Relejni pogonski modul se koristi za upravljanje više releja, čiji je jedan kraj povezan sa mikrokontrolerom preko optoelektronskog izolatora, a drugi kraj je povezan sa više releja.
(5) Modul interfejsa CAN sabirnice velike brzine Modul interfejsa CAN sabirnice velike brzine se koristi za obezbeđivanje sučelja CAN sabirnice velike brzine, čiji je jedan kraj povezan sa mikrokontrolerom preko optoelektronskog izolatora, a drugi kraj je povezan na sistemsku CAN sabirnicu velike brzine.
(6) Modul za napajanje Modul za napajanje obezbeđuje izolovano napajanje za mikroprocesor i svaki ulazni i izlazni modul, prati napon baterije i povezan je sa mikrokontrolerom.
Kontrolor vozila upravlja, koordinira i nadgleda sve aspekte lanca napajanja električnog vozila kako bi poboljšao efikasnost korištenja energije vozila i osigurao sigurnost i pouzdanost.Kontrolor vozila prikuplja vozačev signal vožnje, dobija relevantne informacije o pogonskom motoru i sistemu napajanja akumulatora preko CAN sabirnice, analizira i izračunava i daje instrukcije za kontrolu motora i upravljanje baterijom preko CAN sabirnice kako bi se realizovala kontrola vožnje vozila i kontrola optimizacije energije.i kontrola povrata energije kočnica.Kontrolor vozila također ima sveobuhvatnu funkciju sučelja instrumenta, koja može prikazati informacije o statusu vozila;ima potpunu dijagnostiku grešaka i funkcije obrade;ima gateway vozila i funkcije upravljanja mrežom.
2. Osnovne funkcije kontrolera vozila
Kontrolor vozila prikuplja informacije o vožnji kao što su signal papučice gasa, signal papučice kočnice i signal prekidača mjenjača, i istovremeno prima podatke koje šalju kontroler motora i sistem upravljanja baterijom na CAN sabirnici, te analizira informacije u kombinaciji sa strategijom upravljanja vozilom. i prosuđivanje, izdvajaju informacije o namjeri vozača i stanju vožnje vozila i konačno šalju komande preko CAN magistrale za kontrolu rada svake komponente kontrolera kako bi se osigurala normalna vožnja vozila.Kontroler vozila bi trebao imati sljedeće osnovne funkcije.
(1) Funkcija kontrole vožnje vozila Pogonski motor električnog vozila mora proizvesti pogonski ili kočni moment prema namjeri vozača.Kada vozač pritisne papučicu gasa ili papučicu kočnice, pogonski motor treba da proizvede određenu pogonsku snagu ili snagu regenerativnog kočenja.Što je otvor pedale veći, to je veća izlazna snaga pogonskog motora.Stoga bi kontrolor vozila trebao razumno objasniti rad vozača;primati povratne informacije od podsistema vozila kako bi vozaču pružili povratnu informaciju za donošenje odluka;i šalju kontrolne komande podsistemima vozila kako bi se postigla normalna vožnja vozila.
(2) Mrežno upravljanje cijelim vozilom Kontrolor vozila je jedan od mnogih kontrolera električnih vozila i čvor u CAN magistrali.U upravljanju mrežom vozila, kontroler vozila je centar kontrole informacija, odgovoran za organizaciju i prijenos informacija, praćenje statusa mreže, upravljanje mrežnim čvorovima i dijagnostiku i obradu grešaka na mreži.
(3) Povrat energije kočenja Važna karakteristika čisto električnih vozila koja se razlikuje od vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem je da mogu da povrate energiju kočenja.To se postiže radom motora čisto električnih vozila u stanju regenerativnog kočenja.Analiza kontrolera vozila Vozačeve namjere kočenja, status baterije napajanja i informacije o statusu pogonskog motora, u kombinaciji sa strategijom upravljanja povratom energije kočenja, šalju komande za način rada motora i komande zakretnog momenta kontroleru motora u uvjetima povrata energije kočenja, tako da da pogon Motor radi u režimu proizvodnje energije, a energija koja se povrati električnim kočenjem pohranjuje se u bateriju bez utjecaja na performanse kočenja, kako bi se ostvario povrat energije kočenja.
(4) Upravljanje energijom vozila i optimizacija U čisto električnim vozilima, baterija za napajanje ne samo da napaja pogonski motor, već i napaja električnu dodatnu opremu.Stoga, kako bi se postigao maksimalni domet vožnje, kontrolor vozila će biti odgovoran za cjelokupno napajanje vozila.Upravljanje energijom za poboljšanje korištenja energije.Kada je SOC vrijednost baterije relativno niska, kontroler vozila će poslati naredbe nekim električnim dodacima za ograničavanje izlazne snage električnih dodataka kako bi se povećao domet vožnje.
(5) Nadgledanje i prikaz statusa vozila Informacije kao što su snaga, ukupni napon, napon ćelije, temperatura baterije i greška, a zatim pošaljite ove informacije u realnom vremenu sistemu za prikaz informacija o vozilu preko CAN magistrale za prikaz.Osim toga, kontroler vozila redovno otkriva komunikaciju svakog modula na CAN magistrali.Ako ustanovi da čvor na sabirnici ne može normalno komunicirati, prikazat će informacije o grešci na sistemu za prikaz informacija vozila i poduzeti razumne mjere za odgovarajuće hitne situacije.obradu kako bi se spriječila pojava ekstremnih uvjeta, tako da vozač može direktno i precizno dobiti informacije o trenutnom radnom stanju vozila.
(6) Dijagnoza i obrada grešaka Kontinuirano nadgledajte elektronski kontrolni sistem vozila radi dijagnoze greške.Indikator greške pokazuje kategoriju greške i neke kodove grešaka.U skladu sa sadržajem kvara, pravovremeno izvršiti odgovarajuću sigurnosnu zaštitu.Za manje ozbiljne kvarove moguće je voziti malom brzinom do obližnje stanice za održavanje radi održavanja.
(7) Eksterno upravljanje punjenjem ostvaruje vezu punjenja, prati proces punjenja, izvještava o statusu punjenja i završava punjenje.
(8) On-line dijagnostika i offline detekcija dijagnostičke opreme odgovorna je za povezivanje i dijagnostičku komunikaciju sa eksternom dijagnostičkom opremom, te ostvaruje UDS dijagnostičke usluge, uključujući čitanje tokova podataka, čitanje i brisanje kodova grešaka, te otklanjanje grešaka na kontrolnim portovima .
Slika ispod je primjer čistog kontrolera vozila na električni pogon.On utvrđuje namjeru vozača prikupljanjem kontrolnih signala tokom vožnje i punjenja, upravlja i raspoređuje elektroničku kontrolnu opremu vozila preko CAN magistrale i koristi različite modele za različite modele.Strategija upravljanja za realizaciju kontrole vožnje vozila, kontrole optimizacije energije, kontrole povrata energije kočenja i upravljanja mrežom.Kontroler vozila usvaja tehnologije kao što su mikroračunar, inteligentni pogon za napajanje i CAN sabirnica, i ima karakteristike dobrog dinamičkog odziva, visoke preciznosti uzorkovanja, jake sposobnosti protiv smetnji i dobre pouzdanosti.
Primjer čistog kontrolera vozila na električni pogon
3. Zahtjevi za dizajn kontrolora vozila
Senzori koji direktno šalju signale kontroleru vozila uključuju senzor papučice gasa, senzor papučice kočnice i prekidač mjenjača, pri čemu senzor papučice gasa i senzor papučice kočnice izlaze analogne signale, a izlazni signal prekidača mjenjača je signal prekidača.Kontrolor vozila indirektno kontroliše rad pogonskog motora i punjenje i pražnjenje akumulatora tako što šalje komande kontroleru motora i sistemu za upravljanje baterijom, a realizuje paljenje-isključivanje ugrađenog modula kontrolom glavnog releja. .
U skladu sa sastavom mreže upravljanja vozilom i analizom ulaznih i izlaznih signala kontrolera vozila, kontroler vozila treba da ispunjava sledeće tehničke uslove.
① Prilikom dizajniranja hardverskog kola, treba u potpunosti uzeti u obzir vozno okruženje električnog vozila, obratiti pažnju na elektromagnetnu kompatibilnost i poboljšati sposobnost zaštite od smetnji.Kontrolor vozila bi trebao imati određenu sposobnost samozaštite u softveru i hardveru kako bi spriječio nastanak ekstremnih situacija.
② Kontrolor vozila mora imati dovoljno I/O sučelja da bi mogao brzo i precizno prikupiti različite ulazne informacije i najmanje dva A/D kanala za konverziju za prikupljanje signala pedale gasa i signala papučice kočnice.Digitalni ulazni kanal koristi se za prikupljanje signala prijenosa vozila, a trebalo bi postojati više izlaznih kanala za napajanje releja vozila.
③ Kontrolor vozila treba da ima različite komunikacione interfejse.CAN komunikacioni interfejs se koristi za komunikaciju sa kontrolerom motora, sistemom upravljanja baterijom i sistemom za prikaz informacija o vozilu.Komunikacioni interfejs RS232 se koristi za komunikaciju sa glavnim računarom, a RS-485 komunikacioni interfejs je rezervisan./422 komunikacioni interfejs, koji može biti kompatibilan sa uređajima koji ne podržavaju CAN komunikaciju, kao što su neki modeli automobila osetljivih na dodir.
④ U različitim uslovima na putu, automobil će naići na različite udare i vibracije.Kontroler vozila treba imati dobru otpornost na udarce kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost automobila.
Vrijeme objave: Nov-09-2022