纯电动汽车整车控制器(TAC)

纯电动汽车车辆控制器(TAC)项目简介：纯电动汽车车辆控制器对新能源汽车的动力、安全、经济性、操作稳定性和舒适性等有重要影响，是新能源汽车的核心设备。车辆控制器通过交换机输入端口、模拟转换模块、CAN总线等硬件线路收集交通信息、驾驶员意图、车辆状态、设备运行状态等参数，通过高速操作CPU和控制端口执行预设控制算法和管理策略，通过CAN总线、交换机输出端口等实时、可靠、科学地控制电力系统的运行组件，实现车辆的动力、可靠性和经济性。硬件结构图如图1所示。车辆控制器实物图如图2所示。性能指标：1)工作环境温度：-30 802)相对湿度：5%至93%3)海平面高度：3000米以上4)工作电压：18 VDC-32 VDC5)保护级别：IP65功能指标：1)快速系统响应，高实时性2)使用双插槽CAN总线(商用车SAE J1939协议)3)多通道模拟采样(采样精度10位)；双向模拟输出(精度12位)4)多通道低/高端交换机输出5)多个I/O输入6)关键信息存储7)脉冲输入捕获8)低功耗、休眠唤醒功能此项目中使用的INFINEON的BOM表：TC1782TLE7368-3ETLE6240GPBTS4880RIPG20N06S2L-65XxxXxx2012-5-23 113366733369045 |仅查看作者|反向浏览|读取模式车辆控制器(VMS，vehicle management Syetem)，即动力系统控制器。收集并适当判断油门踏板信号、刹车踏板信号和其他部件信号，然后控制下部控制器的行为，使汽车正常行驶的整个汽车的核心控制部件。作为汽车指挥管理中心的动力系统控制器的主要功能包括驱动力矩控制、制动能量的优化控制、车辆的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障诊断和处理、车辆状态监控等。因此，VMS的优缺点直接影响车辆性能。纯电动汽车车辆控制器是纯电动汽车车辆控制系统的核心部件，在汽车的正常运行、可再生能源回收、网络管理、故障诊断和处理、车辆状态和监控等功能方面发挥着关键作用。与每个部件控制器的动态控制相比，车辆控制器是管理协调控制。整个车辆系统使用统一控制和分布式处理车辆控制系统的体系结构，每个部件都有单独的控制器。车辆控制器执行整个系统的能源管理和每个部件的协调控制。为了满足系统数据交换量大的实时、高可靠性要求的特性，在整个分布式控制系统中使用CAN总线进行通信。车辆控制器主要包括控制器主芯片、闪存和RAM内存以及相关电路，控制器主芯片的输出与闪存和RAM内存的输入相关联。车辆控制器在通过CAN总线接口连接到车辆的CAN网络中与其馀车辆控制节点进行信息交换和控制。控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串行通信模块、电源和保护电路模块等。选择MCgS12的微处理器是Motorola为汽车电子开发的，它具有实现复杂车辆控制策略和算法的快速计算速度、内部资源和丰富的接口功能。CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，使用多种抗干扰设计，如光绝缘、电源隔离等。BDM调试模块用于实时调试和修改控制程序。串行通信模块用于控制系统的诊断和校准。电源模块采用二次滤波器冗馀设计，在给车辆12V系统供电的同时，控制器工作，并具有短路保护功能。CAN，全部称为“控制器区域网络”，控制器区域网络是国际标准、昂贵的现场总线，在自动控制领域发挥着重要作用。CAN是具有高实时性能的多主体串行通信总线，因此广泛应用于汽车工业、航空工业、工业控制、安全保护等领域。决策层控制单元是车辆智能的核心，在车辆运行过程中收集信息，并根据智能算法的决定将命令发送到物理设备层控制单元。电源控制单元的作用是调整电源系统部件，以满足决策层控制单元的命令要求。驱动/制动控制装置调节双向可变电动机和能耗制动系统，实现驱动控制、防抱制动等车辆的各种条件。车辆控制器功能要求：车辆控制器在汽车行驶过程中，(1)接收和处理驾驶员的驾驶指示，向每个部件控制器发送控制指示，确保车辆按照驾驶预期行驶等多项任务。(2)马达、DC/DC、电池组等可靠的通信通过CAN总线(和重要信息的模拟)执行状态收集输入和控制命令量的输出。(3)与能源管理设备一起处理单个组件信息，以提供当前能源状态信息。(4)系统错误的判断和存储，系统信息的动态检测，发生的故障的记录。(5)车辆有保护功能，根据故障种类对车辆分级，在紧急情况下关闭发电机，切断总线高压系统。(六)协调汽车其他电气设备的管理。车辆控制器是多输入、多输出、数字模拟电路共存的复杂系统，每个功能电路相对独立。因此，以模块化方式设计硬件系统的各种模块，包括最小应用程序系统模块、电源模块、CAN通信模块、串行通信模块、数字模拟I/o模块等。其中MCU是车辆控制器的核心，负责数据收集和处理、逻辑计算、控制实施等，MCU的选择是整个硬件设计过程中最重要的任务。天津清远电动车在车辆开发方面由天津清远电动车有限责任工程和日天天津哈里有限公司主导，由中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平湾工程和天津蓝天高中工程等十多个团员共同开发了XL2000型纯电动轿车。纯电动车共有9种操作模式：停车状态、充电状态、启动状态(也称为自检状态)、操作状态、车辆向前/向后状态、反馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、主要故障状态。每个状态的具体含义如下：1，静止状态：纯电动总线处于静止状态，此时系统的主继电器断电，系统的每个节点死机。2、充电状态：纯电动公交车在静止状态下插入充电插头或按充电按钮，车辆控制器控制仪表显示电池充电状态，实时监控电池运行状态。电池ECU进入充电程序，强制切断电源马达继电器的电路电源。3、启动状态：当车辆控制器确认拔掉充电插头时，拨出汽车钥匙位置，系统中的每个节点进入自检状态。4、运行状态：将汽车钥匙拨到指定位置，车辆控制器向电机ECU发送驾驶准备说明；车辆控制器收到准备命令后，关闭主继电器，进入驾驶程序。同时，电池ECU进入电池管理程序。5、车辆前进、后退状态：车辆控制器计算当前车辆功率的要求和电池的当前状态，向电动机控制器发送信号，电源电动机控制器接收到方向信号和驱动扭矩给定的信号后，电源电动机进入工作状态，根据方向信号确定电源电动机的方向，驱动扭矩根据给定的设置信号确定电源电动机输出扭矩的大小，控制电动机的输出功率以实现功率目标。6，反馈制动状态：当油门恢复到0，制动踏板处于反馈制动时，车辆控制器满足反馈制动要求的负转矩为电机ECU发送到。马达ECU进入发电计划，电池ECU进入电池反馈管理计划。7、机械制动状态：制动踏板脱离反馈制动区域，电机ECU停止发电过程，车辆控制器进入机械制动程序，电池ECU停止反馈。8、一般故障状态：ECU检测到一般故障，车辆控制器警报(警报指示灯闪烁，通过CAN总线发送相关警报信息以通知其他节点)，整体系统性能下降的操作。9、主要故障状态：ECU警报(紧急情况通过对其他节点使用紧急呼叫命令通知)，如有必要，切断主继电器电源，系统挂起。车辆可以进行网络拓扑车辆控制器从实时性和安全性方面直接收集控制信号的一部分，包括制动踏板、加速踏板等模拟信号和其他数字音量信号。车辆控制器具有直接控制电动装置部件(如PWM和数字输出)的信号通道。电动汽车控制器高尔夫控制器电动巡回控制器特性：*功能强大、智能的微处理器*高速低损耗同步整流PWM调制*严格的电流限制和转矩控制*低电磁干扰、抗干扰、强震动电阻*故障指示灯表示各种故障，便于用户检测和维护*提供电池保护：在电池电压低时立即发出警报，进行电流衰减，在电流过低时停止输出以保护电池*漂亮、快速的铝制外壳*多层金属电镀铜连接器、插头连接器、防锈导电*防止过热：温度过高或过低时，自动降低电流以保护控制器和电池*落后速度限制在最高速度的一半，以确保安全*节气门、制动信号传感器断路检测和保护*节流保护：打开钥匙时检测节流信号，信号高时不输出，因此很安全*电流乘数：大多数情况下，电动机电流比电池电流大得多*简单安装：可使用一个2线0-5K节流电位器*连接计算机串行端口允许运行所有Windows版本的控制器配置器配置控制器(仅限戴尔提供的专用电缆)其他功能(背板):*可选主继电器PWM输出、节电和保护继电器*可选反转扬声器，速度指示器PWM信号输出*制动开关信号用于控制发电。*可调整发电功能的制动模拟信号*节流开关提供了更好的安全性*第二个节流信号(5K-0K)提供了更好的安全功能*高端驱动器，提供最佳的电磁兼容性和增强的安全功能(推荐，免费升级！)，以获取详细信息规格：*工作频率：16.6KHz*大气电流：小于15毫安*标准踏板输入：0-5K电阻10%(其他方法也可以使用)*整体电源工作温度范围：-30C至90C，100C关机(控制器环境温度)*1分钟工作电流：200A/300A/400A/500A/600A*3分钟工作电流：150A/220A/300A/360A/420A*连续工作电流：120A/160A/200A/250A/300A*主继电器驱动器容量：3A峰值和1A保留驱动器*电流指示器或扬声器输出：200毫安多能量动力系统控制器的软件系统分为以下5个主要模块： (1)系统初始化模块，主要完成CAN、计时器、系统状态参数初始化任务：系统初始化是HCU正常运行的前提条件。(2) CAN通信模块完成总线上的信息接收，作为控制策略的输入条件，同时将HCU的电源分配和系统控制策略发送到CAN总线。其他控制器接收HCU控制信息，然后执行控制目标。(3)计时器模块在根据通信协议调度开始传输CAN信息的同时，向系统提供总线错误监控模块判断错误的时间参考和控制算法中积分运算的时间基准的时间参数。(4)总线故障监视模块根据通信协议定期启动CAN信息传输，同时定期检查每个联机模块的通信状态，如果节点未正常参与总线通信，则向系统发送警告消息。(5)作为整体HCU控制程序核心的控制算法模块，负责制动车辆的控制策略。控制算法模块主要包括判断系统运行模式、分析当前状态的ISG电源要求、排除系统故障、基于错误的ISG能量衰减控制和系统输出准备。纯电动汽车主控制器的主要功能包括驱动转矩控制、制动能量的优化控制、车辆的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障诊断和处理，以及车辆状态监控等。研究机构开发的主控制器照片如图2-9所示。(1)汽车驱动控制根据驾驶员的驾驶要求、车辆状态等进行分析和处理，指示电机控制器满足驾驶条件要求。包括启动、前进、倒退、反馈制动、故障检测和处理等工作条件。(2)车辆能量优化管理通过电动汽车的马达驱动系统、电池管理系统、驱动系统和其他汽车能源动力系统(如空调)的调整和管理，可以达到最佳能效。(3)网络管理车辆控制器是信息控制中心，负责组织信息传输、网络状态监控、网络节点管理等功能，网络故障诊断和处理。(4)反馈制动控制根据制动踏板和油门信息、车辆行驶状态信息、电池状态信息，向电机控制器发出制动指示，在不影响原车制动性能的情况下回收部分能量。(5)故障排除和处理连续监控车辆电子控制系统，进行故障诊断。储存错误代码，以便在服务时检阅。故障指示灯指示故障类别和某些故障代码。根据故障内容及时执行适当的安全处理。对于不太严重的故障，可以“跛脚的家”。(6)车辆状态监测和显示主控制器通过传感器和CAN总线检测车辆状态和每个子系