新能源汽车多功能试验台的开发

新能源汽车多功能试验台的开发宋雪静，颜广博长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000摘要为满足新能源电控系统开发的需要，长城汽车自行研制了一套适用于新能源车辆的多功能试验台，它可以实现快速原型阶段开发、整车控制器开发、电机控制器开发、DCDC开发、飞思卡尔及英飞凌开发板试验以及手工焊接调试功能。本文对试验台的总体架构以及主要电路模块进行详细介绍。关键词多功能试验台；快速原型；整车控制器；电机控制器；DCDC中图分类号U467523文献标识码A文章编号10038639201312005804DEVELOPMENTOFMULTIFUNCTIONALTESTBEDFORNEWENERGYVEHICLESONGXUEJING，YANGUANGBORDCENTEROFGREATWALLMOTORCO，LTD，BAODING071000，CHINAABSTRACTAMUHIFUNCTIONALTESTBEDHASBEENDEVELOPEDBYTHEAUTHORSTOFULFILLTHEREQUIREMENTSOFELECTRICALCONTROLSYSTEMFORNEWENERGYVEHICLETHETESTBEDSUPPORTSSUCHFUNCTIONSASFOLLOWSRAPIDPROTOTYPEDEVELOPING，VEHICLECONTROLLERDEVELOPING，MOTORCONTROLLERDEVELOPING，DCDCCONVERTERDEVELOPING，FREESCALEANDINFINEONDEMOSYSTEMDEVELOPING，ANDMANUALWELDINGDEBUGGINGTHEAUTHORINTRODUCESTHEOVERALLFRAMEWORKOFTHETESTBEDANDTHEKEYCIRCUITMODULESINDETAILSKEYWORDSMUHIFUNCTIONALTESTBED；RAPIDPROTOTYPE；VEHICLECONTROLLER；MOTORCONTROLLER；DCDCCONVERTER相较于传统汽车，新能源汽车电气化程度更高，电子系统成为其重要的组成部分。日益严格的法规及对安全与舒适性的更高要求，使得新能源源汽车的电控单元越来越复杂。面对电控系统功能不断增强而开发周期却不断缩短的要求，控制系统参数的相互影响、工作状态的变化、传感器与执行器的失效，加大了自诊断系统设计的难度。因此衍生出了现代汽车电子开发流程由离线功能仿真一快速控制原型一自动代码生成一硬件在环仿真一台架及装车试验所构成的V型开发模式。新的开发流程符合国际汽车行业标准ASAMASAP，可以结合现有的测试系统构成统一、从开发到标定阶段的开发流程。在汽车电子V型开发流程中，各个环节都需要进行设计验证，因此适用于开发流程的高效、可靠的测试系统就变得极为重要。本文所述多功能试验台即是为了解决这一需求。它可以作为开发板阶段的调试平台，满足快速原型阶段的设计验证需要，替代硬件在环阶段的开环测试，并且能够进行外购DCDC的验收测试。还能够为电路板焊接调试提供有效的资源。1试验需求分析试验台需同时满足DCDC开发及测试、电路焊接、快速原型开发、飞思卡尔81632位单片机开发平台、英飞凌TRICORE单片机开发平台、DSP开发平台、整车控制器功能测试、电机控制板功能测试的需要，因此需要分析各个模块的基本原理以及测试需求。由于现有的整车控制器是基于飞思卡尔开发平台，故将整车控制器测试集成在飞思卡尔开发板模块中。同理，现有的电机控制板是基于DSP平台，因此电机控制板测试集成在DSP模块中。11DCDC模块图1为新能源汽车上将高压动力电池组向12V低压蓄电池充电的DCDC电路简图。其中，和分别为输入电压和输出电压。该电路分为主功率电图1DCDC电路简图修改稿收稿日期20130922基金项目国家863计划节能与新能源汽车重大专项资助项目2012AA111202；河北省重大技术创新项目12213906Z作者简介宋雪静1983一，女，河北石家庄人，工程师，硕士，主要从事新能源电控系统硬件开发；颜广博1965一，男，吉林长春人，总工程师，主要从事新能源电控系统开发。F,2013年第T2期各个试验模块都有模块的输出电压以及电流检测及显示，提供不同电压等级的直流电压源、I0信号、模拟信号、脉冲信号、传感器单元、负载单元以及其他测量设备等。表1中详细列出了各个试验模块的资源分配情况。表1试验台各模块资源分配3主要模块的电路设计31电源模块试验台能够提供的直流电压为33V、5V、12V、L5V、36V以及0320V可调电源。其中0320V可调电源利用集成的开关电源模块来实现33V、5V、L2V、15V由220AC变压整流并进行电压调整后得到，具体电路结构如图5所示，其中电压调整模块分别为TLE4284、LM7805、LM7812以及LM781536V直流电源直接由变压器降压后整流得到，电路如图6所示。图533V、,5V、12V、15V直流电源调整模块图636V直流电源调整模块32开关量输入输出模块本设计中考虑的是12V汽车电气系统。因此开关量状态高电平为L2V，低电平为GND。开关量输出口的电路如图7A所示，输出口与双向开关相连接，当开关拨向左边时，输出口的状态为低GND，对应的指示灯亮；当开关拨向右边时，输出口的状态为高12V，对应的指示灯亮；当不需要输出电平时，开关置于中间位置，无电连接。开关量输人口的电路如图7B所示，输入EL也与L；D汽车电器2O13年第12期A开关量输出口电路B开关量输入口电路图7开关量输入输出口电路双向开关相连接。当需要输入低电平时将开关拨向左边，低电平输入后对应的状态指示灯亮起；当需要输入高电平时将开关拨向右边当高电平输入后对应的状态指示灯亮起。档位信号模拟利用琴键开关来完成，6档琴键开关可模拟新能源汽车的R、N、D、E、B、P6个档位，琴键开关的电路