纯电动汽车整车控制器开发

轻型汽车技术201556技术纵横13纯电动汽车整车控制器开发姜朋昌王春芳戴能红钟国华于海燕南京汽车集团有限公司汽车工程研究院摘要本文在分析纯电动汽车对整车控制器需求的基础上，进行了整车控制器的硬件设计、基础软件设计和应用软件设计，并进行了整车控制系统的集成实现和测试验证，测试结果表明开发的整车控制器满足整车需求。关键词纯电动汽车整车控制器开发引言面对能源安全、环境污染和全球气候变暖的急迫形势，节能减排减碳是汽车产业的重要任务，电动汽车是汽车行业发展的必然选择。整车控制器VEHICLECONTROLUNIT，简称为VCU是电动汽车的核心部件，VCU技术是体现整车企业自主知识产权和产品水平的核心技术；VCU的技术水平的高低和成熟度直接影响整车的动力性、经济性及安全性。本论文所述的VCU是为满足南汽某款即将上市的纯电动汽车而开发的。1需求分析11整车控制器的功能VCU作为上层控制单元负责协调动力系统各个部件的运行，根据驾驶员操作信号进行驾驶意图解释、根据各部件和整车工作状态进行整车安全管理和能量分配决策，向各部件控制器发送控制指令，并向仪表、多功能显示单元等设备输出动力系统状态信息。各部件控制器根据其指令控制相应部件，驱动汽车正常行驶。概括起来整车控制系统就是实现1动力系统的控制信号采集及处理、驾驶意图识别、能量管理、上下电管理2附件管理，3整车网络管理，4车辆状态的监示和故障诊断及保护。整车控制器技术水平直接影响整车的动力性、经济性及安全性，是电动汽车的关键技术1。12整车控制器的组成电控系统的一般组成为传感器、ECUELECTRONICCONTROLUNIT、执行器三部分组成。传感器又叫“转换器”，把非电量物理量变为电量，以模拟量和数字量的形式输出给ECU。ECU是许多半导体基片制成模拟电路，数字电路和逻辑分析、运算电路。其中中央处理器CPU是核心部件。执行器多为继电器、电机、阀等部件，它把电量变成非电量，定时、定量的完成ECU的指令任务，实现随机伺服控制2。VCU是一种车用ECU，作为电动汽车的“大脑”，采集车辆传感器的相关信号，控制车辆上相关的执行器，实现驾驶员的意图，保证车辆的安全行驶，VCU主要由VCU硬件、VCU基础软件和VCU应用软件三部分组成，其中硬件是软件运行的载体；应用软件实现驾驶员意图解析，路况及车辆运行状态的判断、能量管理、故障诊断及处理等功能，是VCU的核心；基础软件是应用软件与硬件的桥梁和通道，三者相互配合，缺一不可，VCU的组成如图1所示。16技术纵横轻型汽车技术201556家，驻坡等辅助、紧急情况下自动下电等功能。5集成实现与验证VCU集成开发模式如图7所示，应用层软件是在MATLABSIMULINK环境下开发的，通过RTW自动代码生成工具将控制策略模型生成C代码，之后与VCU基础软件手工写的C代码进行胶合，在CODEWARRIOR环境下进行编译调试，调试通过后生成S19目标文件代码，通过BOOTLOADER服务程序和下载工具如CANAPE将目标文件下载到目标VCU硬件中。在进行RTWREALTIMEWORKSHOP代码生成之前，首先对应用层的控制模型进行了单元测试和MILMODELINTHELOOP测试，其次采用RCP技术RAPIDCONTROLPROTOTYPE，简称RCP对图7VCU集成开发模式控制策略进行了实际的功能逻辑测试，最后采用上述介绍的VCU集成开发模式的办法将VCU的软硬件结合起来，进行了HIL测试和实车测试，经测试验证发现部分BUG,并进行了改进设计，最终VCU功能不断完善，使开发的整车性能逐渐提高。6结论本文通过分析纯电动汽车对VCU的功能需求，进行了VCU硬件设计、VCU基础软件设计和VCU应用软件的设计，并进行VCU系统的集成实现和测试验证，完成了30000公里的实车测试，测试结果表明搭载所开发VCU的纯电动汽车具有良好的动力性、经济性和安全性，所开发的VCU达到了预期目标。参考文献1朱军新能源汽车动力系统控制原理及应用FM】上海上海科学技术出版社，20132谭秋平汽车电子北京北京理工大学出版社20113窦国伟，刘奋纯电动轿车整车驱动控制策略开发实践田上海汽车，20105564魏学哲、戴海峰汽车嵌入式系统原理、设计与实现IM】北京电子工业出版社，2010上接第48页经过改进后售后该故障下降约10倍，改进前后售后故障频次见图6，实际和理论以及台架试验是一致的。6结论整车制动抖动产生的原因很多，其中制动盘产生厚薄差是其产生抖动的最重要原因之一。而产生制动盘厚薄差的因素也众说纷纭，本文通过各种检测数据、试验对比和售后验证，均有利的证明了制动盘的铸造工艺以及制动盘中微量元素的含量对制动盘产生厚薄差会生产重大的影响，是其最重要的原因。从解决制动盘铸造工艺以及微量元素含量人手，能够对解决售后疑难的质量问题一制动抖动起到了有效的作用。参考文献1尹东晓张立军等制动力矩波动