Kontroler vozila uključuje dvije glavne komponente, hardver i softver.Njegov osnovni softver i programe općenito razvijaju proizvođači, dok dobavljači autodijelova mogu osigurati hardver za upravljanje vozilom i temeljne upravljačke programe.U ovoj fazi, strano istraživanje kontrolera vozila za čisto električna vozila uglavnom se usredotočuje na čisto električna vozila koja se pokreću pomoću kotačamotori.Za čisto električna vozila sa samo jednim motorom, ona obično nisu opremljena kontrolerom vozila, ali se kontroler motora koristi za upravljanje vozilom.Mnoge velike strane tvrtke mogu ponuditi zrela rješenja za upravljanje vozilima, kao što su Continental, Bosch, Delphi itd.
1. Sastav i princip rada kontrolera vozila
Sustav upravljanja vozilom čistog električnog vozila uglavnom je podijeljen u dvije sheme: centralizirano upravljanje i distribuirano upravljanje.
Osnovna ideja centraliziranog upravljačkog sustava je da kontroler vozila sam dovršava prikupljanje ulaznih signala, analizira i obrađuje podatke u skladu sa strategijom upravljanja, a zatim izravno izdaje upravljačke naredbe svakom aktuatoru za pokretanje normalne vožnje čisto električno vozilo.Prednosti centraliziranog sustava upravljanja su centralizirana obrada, brz odziv i niska cijena;nedostatak je što je sklop kompliciran i nije lako odvoditi toplinu.
Osnovna ideja distribuiranog upravljačkog sustava je da kontroler vozila prikuplja neke signale vozača i komunicira s kontrolerom motora i sustavom upravljanja baterijom putem CAN sabirnice.Kontroler motora i sustav upravljanja baterijom prikupljaju signale vozila putem CAN sabirnice.proslijeđen kontroloru vozila.Kontroler vozila analizira i obrađuje podatke u skladu s informacijama o vozilu iu kombinaciji sa strategijom upravljanja.Nakon što kontroler motora i sustav upravljanja baterijom prime upravljačku naredbu, oni kontroliraju rad motora i pražnjenje baterije prema informacijama o trenutnom stanju motora i baterije.Prednosti distribuiranih sustava upravljanja su modularnost i niska složenost;nedostatak je relativno visoka cijena.
Shematski dijagram tipičnog distribuiranog sustava upravljanja vozilom prikazan je na donjoj slici.Gornji sloj sustava upravljanja vozilom je upravljač vozila.Kontroler vozila prima informacije od kontrolera motora i sustava upravljanja baterijom putem CAN sabirnice i daje informacije kontroleru motora i bateriji.Sustav upravljanja i sustav za prikaz informacija u vozilu šalju upravljačke naredbe.Kontroler motora i sustav upravljanja baterijom odgovorni su za nadzor i upravljanje pogonskim motorom i baterijom napajanjapaket, a sustav za prikaz informacija na vozilu koristi se za prikaz informacija o trenutnom statusu vozila.
Shematski dijagram tipičnog distribuiranog sustava upravljanja vozilom
Donja slika prikazuje princip sastava čistog električnog upravljača vozila koji je razvila tvrtka.Hardverski sklop kontrolera vozila uključuje module kao što su mikrokontroler, podešavanje količine prekidača, analogno podešavanje količine, relejni pogon, sučelje CAN sabirnice velike brzine i baterija za napajanje.
Shematski dijagram sastava čistog električnog upravljača za vozilo koje je razvila tvrtka
(1) Modul mikrokontrolera Modul mikrokontrolera jezgra je kontrolera vozila.Uzimajući u obzir funkciju kontrolera čistog električnog vozila i vanjsko okruženje njegovog rada, modul mikrokontrolera trebao bi imati performanse obrade podataka velike brzine, bogate karakteristike hardverskog sučelja, niske cijene i visoku pouzdanost.
(2) Modul za kondicioniranje količine sklopke Modul za kondicioniranje količine sklopke služi za pretvorbu razine i oblikovanje ulazne količine sklopke, čiji je jedan kraj povezan s većim brojem senzora količine sklopke., a drugi kraj je povezan s mikrokontrolerom.
(3) Analogni modul za kondicioniranje Modul za analogno kondicioniranje koristi se za prikupljanje analognih signala papučice gasa i papučice kočnice i njihovo slanje mikrokontroleru.
(4) Pogonski modul releja Pogonski modul releja koristi se za pokretanje većeg broja releja, od kojih je jedan kraj spojen na mikrokontroler preko optoelektroničkog izolatora, a drugi kraj je spojen na više releja.
(5) Modul sučelja CAN sabirnice velike brzine Modul sučelja sabirnice CAN velike brzine koristi se za pružanje sučelja CAN sabirnice velike brzine, čiji je jedan kraj spojen na mikrokontroler preko optoelektroničkog izolatora, a drugi kraj je povezan na CAN sabirnicu velike brzine sustava.
(6) Modul napajanja Modul napajanja osigurava izolirano napajanje za mikroprocesor i svaki ulazni i izlazni modul, nadzire napon baterije i spojen je na mikrokontroler.
Kontroler vozila upravlja, koordinira i nadzire sve aspekte lanca napajanja električnog vozila kako bi se poboljšala učinkovitost korištenja energije vozila i osigurala sigurnost i pouzdanost.Kontroler vozila prikuplja vozačev signal za vožnju, dobiva relevantne informacije o pogonskom motoru i sustavu baterije putem CAN sabirnice, analizira i izračunava i daje upute za upravljanje motorom i baterijom putem CAN sabirnice kako bi se ostvarila kontrola vožnje vozila i kontrola optimizacije energije.i kontrolu povrata energije kočenja.Kontroler vozila također ima sveobuhvatnu funkciju sučelja instrumenta, koja može prikazati informacije o statusu vozila;ima potpunu dijagnostiku grešaka i funkcije obrade;ima pristupnik vozila i funkcije upravljanja mrežom.
2. Osnovne funkcije upravljača vozila
Kontroler vozila prikuplja informacije o vožnji kao što su signal papučice gasa, signal papučice kočnice i signal prekidača mjenjača, i istovremeno prima podatke koje šalje kontroler motora i sustav upravljanja baterijom na CAN sabirnici, te analizira informacije u kombinaciji sa strategijom upravljanja vozilom i prosudbu, izdvaja vozačevu namjeru vožnje i informacije o stanju vozila te na kraju šalje naredbe kroz CAN sabirnicu za kontrolu rada svakog kontrolera komponente kako bi se osigurala normalna vožnja vozila.Kontroler vozila trebao bi imati sljedeće osnovne funkcije.
(1) Funkcija upravljanja vožnjom 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 proizvesti određenu snagu vožnje ili regenerativnu snagu kočenja.Što je veći otvor pedale, to je veća izlazna snaga pogonskog motora.Stoga bi kontrolor vozila trebao razumno objasniti rad vozača;primati povratne informacije od podsustava vozila kako bi se vozaču pružila povratna informacija za donošenje odluka;i šalju upravljačke naredbe podsustavima vozila kako bi se postigla normalna vožnja vozila.
(2) Mrežno upravljanje cijelim vozilom Kontroler vozila je jedan od mnogih kontrolera električnih vozila i čvor u CAN sabirnici.U upravljanju mrežom vozila, kontroler vozila je središte kontrole informacija, odgovoran za organizaciju i prijenos informacija, praćenje statusa mreže, upravljanje mrežnim čvorovima te dijagnostiku i obradu mrežnih grešaka.
(3) Obnavljanje energije kočenja Važna značajka čisto električnih vozila koja se razlikuje od vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem jest da mogu povratiti energiju kočenja.To se postiže radom motora čisto električnih vozila u stanju regenerativnog kočenja.Analiza kontrolera vozila Vozačeva namjera kočenja, status naponske baterije i informacije o statusu pogonskog motora, u kombinaciji s kontrolnom strategijom povrata energije kočenja, šalju naredbe načina rada motora i naredbe zakretnog momenta kontroleru motora pod uvjetima povrata energije kočenja, tako da da pogon Motor radi u načinu rada za proizvodnju električne energije, a energija dobivena električnim kočenjem pohranjuje se u paketu baterija bez utjecaja na performanse kočenja, kako bi se ostvarila obnova energije kočenja.
(4) Upravljanje energijom vozila i optimizacija U isključivo električnim vozilima, baterija ne samo da napaja pogonski motor, već također napaja električnu dodatnu opremu.Stoga, kako bi se dobio maksimalni domet vožnje, upravljač vozila će biti odgovoran za cjelokupno napajanje vozila.Upravljanje energijom za poboljšanje iskorištenja 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) Praćenje i prikaz statusa vozila Informacije kao što su snaga, ukupni napon, napon ćelija, temperatura baterije i kvar, a zatim šalju te informacije u stvarnom vremenu sustavu za prikaz informacija o vozilu putem CAN sabirnice za prikaz.Osim toga, kontroler vozila redovito otkriva komunikaciju svakog modula na CAN sabirnici.Ako utvrdi da čvor na sabirnici ne može normalno komunicirati, prikazat će informacije o kvaru na sustavu za prikaz informacija o vozilu i poduzeti razumne mjere za odgovarajuće hitne situacije.obrada za sprječavanje pojave ekstremnih uvjeta, tako da vozač može izravno i točno dobiti podatke o trenutnom radnom stanju vozila.
(6) Dijagnostika kvara i obrada Kontinuirano nadzirite elektronički upravljački sustav vozila radi dijagnoze kvara.Indikator greške pokazuje kategoriju greške i neke kodove grešaka.U skladu sa sadržajem greške, pravovremeno izvršite odgovarajuću sigurnosnu zaštitnu obradu.Za manje ozbiljne kvarove, moguće je voziti malom brzinom do obližnje stanice za održavanje radi održavanja.
(7) Vanjsko upravljanje punjenjem ostvaruje vezu punjenja, prati proces punjenja, javlja status punjenja i završava punjenje.
(8) On-line dijagnoza i izvanmrežna detekcija dijagnostičke opreme odgovorna je za povezivanje i dijagnostičku komunikaciju s vanjskom dijagnostičkom opremom i ostvaruje UDS dijagnostičke usluge, uključujući čitanje tokova podataka, čitanje i brisanje kodova grešaka i otklanjanje pogrešaka kontrolnih priključaka .
Slika ispod je primjer čistog električnog upravljača vozila.Određuje namjeru vozača prikupljanjem kontrolnih signala tijekom vožnje i punjenja, upravlja i raspoređuje elektroničku upravljačku opremu vozila putem CAN sabirnice i koristi različite modele za različite modele.Kontrolna strategija za realizaciju kontrole vožnje vozila, kontrole optimizacije energije, kontrole povrata energije kočenja i upravljanja mrežom.Kontroler vozila usvaja tehnologije kao što su mikroračunalo, inteligentni pogon snage i CAN sabirnica i ima karakteristike dobrog dinamičkog odgovora, visoke točnosti uzorkovanja, snažne sposobnosti sprječavanja smetnji i dobre pouzdanosti.
Primjer čistog električnog upravljača vozila
3. Zahtjevi za dizajn kontrolera vozila
Senzori koji izravno šalju signale upravljaču vozila uključuju senzor papučice gasa, senzor papučice kočnice i prekidač mjenjača, pri čemu senzor papučice gasa i senzor papučice kočnice emitiraju analogne signale, a izlazni signal prekidača mjenjača je signal prekidača.Kontroler vozila neizravno upravlja radom pogonskog motora te punjenjem i pražnjenjem akumulatorske baterije slanjem naredbi kontroleru motora i sustavu upravljanja baterijom, te realizira uključivanje/isključivanje ugrađenog modula upravljanjem glavnog releja. .
Prema sastavu mreže za upravljanje vozilom i analizi ulaznih i izlaznih signala kontrolera vozila, kontroler vozila treba zadovoljiti sljedeće tehničke zahtjeve.
① Pri projektiranju hardverskog kruga treba u potpunosti uzeti u obzir okruženje za vožnju električnog vozila, obratiti pozornost na elektromagnetsku kompatibilnost i poboljšati sposobnost zaštite od smetnji.Upravljač vozila trebao bi imati određenu sposobnost samozaštite u softveru i hardveru kako bi spriječio pojavu ekstremnih situacija.
② Kontroler vozila treba imati dovoljno I/O sučelja kako bi mogao brzo i točno prikupiti razne ulazne informacije, i najmanje dva kanala A/D konverzije za prikupljanje signala papučice gasa i signala papučice kočnice.Digitalni ulazni kanal koristi se za prikupljanje signala brzine vozila, a trebalo bi postojati više izlaznih kanala pogonskog signala za pokretanje releja vozila.
③ Kontroler vozila trebao bi imati različita komunikacijska sučelja.Komunikacijsko sučelje CAN koristi se za komunikaciju s kontrolerom motora, sustavom upravljanja baterijom i sustavom prikaza informacija o vozilu.Za komunikaciju s glavnim računalom koristi se RS232 komunikacijsko sučelje, a rezervirano je RS-485 komunikacijsko sučelje./422 komunikacijsko sučelje, koje može biti kompatibilno s uređajima koji ne podržavaju CAN komunikaciju, kao što su neki modeli automobila osjetljivih na dodir.
④ U različitim uvjetima na cesti, automobil će naići na različite udarce i vibracije.Kontroler vozila mora imati dobru otpornost na udarce kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost automobila.
Vrijeme objave: 9. studenog 2022