新能源汽车动力系统控制技术

新能源汽车动力系统控制技术,邹滔亮,New Energy,新能源汽车动力系统控制技术,Page 2,新能源汽车分类及构型介绍,01,纯电动汽车控制技术,02,控制系统开发管理流程,04,电控系统故障诊断,05,动力电池及其管理系统介绍（实操）,06,混动汽车控制技术,03,电机及整车控制系统介绍（实操）,07,新能源汽车动力系统控制技术,Page 3,控制系统开发管理流程,04,开发管理流程概述,04-01,需求管理系统,04-02,变更管理系统,04-03,配置管理系统,04-04,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述控制系统开发流程,Page 4,Page 5,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述控制系统架构,Page 6,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述控制系统开发流程,Page 7,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述控制系统架构,Page 8,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述单元测试及MIL测试,Page 9,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述SIL及PIL测试,Page 10,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述控制系统开发流程,Page 11,控制系统开发管理流程介绍,测试中需要使用的几种典型路况,Page 12,控制系统开发管理流程介绍,Page 13,控制系统开发管理流程介绍,Page 14,控制系统开发管理流程介绍,Page 15,控制系统开发管理流程介绍,Page 16,控制系统开发管理流程介绍,Page 17,控制系统开发管理流程介绍,Page 18,控制系统开发管理流程介绍,基于模型的软件开发（MBD: Model Based Design）项目繁多各种类型产品，各种产品平台产品种类不断增加方案多样每种产品多种配置方案配置方案定期更新开发周期短产品更新换代快项目从立项到结束时间短系统复杂产品功能越来越齐全产品性能提高系统越来越复杂,Page 19,控制系统开发管理流程介绍,Page 20,MATLAB与C比较优点,图形化设计简洁明了，便于交流，便于维护升级测试验证测试简便快捷，可以及早纠错，改善开发过程代码自动生成开发效率高，代码质量高，不易出错文档自动化提高工作效率，方便交流及维护，改善开发过程,控制系统开发管理流程介绍,Page 21,控制系统开发管理流程介绍,Page 22,目前各行业控制系统开发的范例康明斯(Cummins),控制系统开发管理流程介绍,Page 23,美国康明斯(Cummins)软件开发工作减少80%测试工作减少了50%提升了测试覆盖程度提升了产品质量减少了开发支出,控制系统开发管理流程介绍,Page 24,控制系统开发管理流程介绍,Page 25,戴姆勒(DAIMLER),控制系统开发管理流程介绍,Page 26,控制系统开发管理流程介绍,Page 27,控制系统开发管理流程介绍,Page 28,控制系统开发管理流程介绍,Page 29,控制系统开发管理流程介绍,Page 30,丰田(TOYOTA),控制系统开发管理流程介绍,Page 31,控制系统开发管理流程介绍,Page 32,控制系统开发管理流程介绍,Page 33,控制系统开发管理流程介绍,Page 34,福特(Ford),控制系统开发管理流程介绍,Page 35,控制系统开发管理流程介绍,Page 36,德尔福(DELPHI),控制系统开发管理流程介绍,Page 37,控制系统开发管理流程介绍,Page 38,控制系统开发管理流程介绍,Page 39,北汽,控制系统开发管理流程介绍,Page 40,控制系统开发管理流程介绍,Page 41,奇瑞,控制系统开发管理流程介绍,Page 42,控制系统开发管理流程介绍,Page 43,控制系统开发管理流程介绍,Page 44,控制系统开发管理流程介绍,Page 45,柯世达-华阳,控制系统开发管理流程介绍,Page 46,控制系统开发管理流程介绍,Page 47,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述电子产品/系统开发管理平台：包括需求管理平台（Rational DOORs）、需求缺陷变更管理平台（Rational Change）和软件配置管理平台（Rational Synergy），这些管理平台是当今汽车行业在开发阶段流行推广应用的平台管理软件。 Rational DOORs：是做需求管理的时候需要的产品，主要用于定制和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。 Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。 Rational Synergy：是做配置管理的时候需要的产品，主要用于项目的代码和数据的管理。,Page 48,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述,Page 49,控制系统开发管理流程介绍,控制系统开发管理流程概述,Page 50,新能源汽车动力系统控制技术,Page 51,控制系统开发管理流程,04,开发管理流程概述,04-01,需求管理系统,04-02,变更管理系统,04-03,配置管理系统,04-04,控制系统开发管理流程介绍,需求管理系统,Page 52,控制系统开发管理流程介绍,需求管理系统在需求阶段发现错误与在维护阶段发现错误的成本比是 200:1 56%的漏洞源于需求阶段的错误,Page 53,控制系统开发管理流程介绍,需求管理系统,Page 54,控制系统开发管理流程介绍,需求管理系统需求要确保可跟踪同时要确保需求的一致性,Page 55,控制系统开发管理流程介绍,需求管理系统,Page 56,新能源汽车动力系统控制技术,Page 57,控制系统开发管理流程,04,开发管理流程概述,04-01,需求管理系统,04-02,变更管理系统,04-03,配置管理系统,04-04,控制系统开发管理流程介绍,变更管理系统,Page 58,控制系统开发管理流程介绍,变更管理系统,Page 59,控制系统开发管理流程介绍,变更管理系统,Page 60,新能源汽车动力系统控制技术,Page 61,控制系统开发管理流程,04,开发管理流程概述,04-01,需求管理系统,04-02,变更管理系统,04-03,配置管理系统,04-04,控制系统开发管理流程介绍,配置管理系统配置管理(configuration Management)是通过对在产品生命周期的不同的时间点上的产品配置项进行标识，并对这些标识的产品配置项的更改进行系统控制，从而保持产品完整性、一致性和可溯性的过程。 完整的CM工具包括变更跟踪、版本管理、配置、内部版本管理、产品发布管理,Page 62,控制系统开发管理流程介绍,配置管理系统,Page 63,控制系统开发管理流程介绍,配置管理系统,Page 64,控制系统开发管理流程介绍,配置管理系统,Page 65,新能源汽车动力系统控制技术,Page 66,新能源汽车分类及构型介绍,01,纯电动汽车控制技术,02,控制系统开发管理流程,04,电控系统故障诊断,05,动力电池及其管理系统介绍（实操）,06,混动汽车控制技术,03,电机及整车控制系统介绍（实操）,07,新能源汽车动力系统控制技术,Page 67,电控系统故障诊断,05,故障诊断概述,05-01,电池故障诊断,05-02,电机故障诊断,05-03,整车故障诊断,05-04,电控系统故障诊断,故障诊断概述车辆的诊断主要用来进行：功能监控错误检测记录、存储故障信息读取数据程序刷写更新等等,Page 68,电控系统故障诊断,故障诊断概述,Page 69,电控系统故障诊断,故障诊断概述客户端(Client)发送诊断请求，如诊断仪（Tester）服务器端(Server)响应诊断请求，车辆上的ECU远程客户端/服务器端(Remote Client/Server)与客户端/服务器端不在一个网段，中间通过网关转发信号,Page 70,电控系统故障诊断,协议数据单元(PDU)一组数据和信息的组合，包含发送方和接收方之间传递的数据和信息。包括：协议控制信息(PCI)和数据(Data)单针传输数据长度6/7字节报文类型：单帧(SF)多针传输数据长度6/7字节，最多允许4095个字节报文类型：第一帧(FF)：传输的开始流控制帧(FC)：报文流控制连续帧(CF)：传输数据,Page 71,电控系统故障诊断,故障诊断概述源地址：发送节点地址目标地址：接收节点地址物理通信(1:1)采用物理寻址的方式通信，客户端与服务器1对1的诊断通讯功能通信(1:N)采用功能寻址的方式通信，客户端向多个服务器发送统一功能的诊断通讯,Page 72,电控系统故障诊断,故障诊断概述相关诊断规范ISO 14230KWP2000，K线(串行传输，最大通信速率10.4Kbps)ISO 14229-1UDS，只定义诊断服务，不涉及网络及实现ISO 15765基于CAN网络的诊断协议，目前主流CAN网络(串行传输，最大通信速率1Mbps)定义了网络传输层(Part 2),Page 73,电控系统故障诊断,故障诊断概述OBDOn-Board Diagnostics第一代OBD(OBD-I)美国加州环保局(CARB)1985年立法，1988年开始实施诊断要求针对硬件失效诊断主要零部件包括氧传感器、EGR、供油系统和EMS没有同意的故障码和通讯协议第二代OBD(OBD-II)美国加州环保局1989年立法扩大了诊断零部件范围增加了对系统的诊断要求，如催化器失效、失火、蒸汽泄漏等建立了标准化故障码和通讯协议,Page 74,电控系统故障诊断,故障诊断概述K线,Page 75,电控系统故障诊断,故障诊断概述CAN网络,Page 76,电控系统故障诊断,故障诊断概述基于K线与基于CAN网络的区别,Page 77,电控系统故障诊断,故障诊断概述,Page 78,电控系统故障诊断,故障诊断概述,Page 79,电控系统故障诊断,诊断服务ISO 15031-5,Page 80,电控系统故障诊断,故障诊断概述网络层功能发送方与接收方的数据传递保证数据传输的可靠性多包数据传输：打包解包、同步定时、流控制以及错误处理应用层数据CAN数据帧网络层协议PDU定义单帧/多帧报文传输定时处理,Page 81,电控系统故障诊断,故障诊断概述,Page 82,电控系统故障诊断,各功能单元诊断服务诊断和通讯管理功能单元数据传输功能单元传输储存的数据功能单元输入输出控制功能单元远程激活例程功能单元上传下载功能单元,Page 83,电控系统故障诊断,应用层协议A_SDU 应用层服务数据单元SA, TA, TA_type ,RA ,parameter, A_PCI 应用层协议控制信息A_PCI(SI): Service ID(Request和Positive Response)A_PCI(NR_SI, SI): Negative Service IDA_PDU 应用层协议数据单元SA, TA,TA_type ,RA, A_DataA_Data = A_PCI + parameter, A_PDU = A_PCI + A_SDU,Page 84,电控系统故障诊断,服务标识符SI,Page 85,电控系统故障诊断,否定响应吗NRC最常见的否定响应码如下表,Page 86,电控系统故障诊断,带子功能参数的请求消息的响应物理寻址方式,Page 87,电控系统故障诊断,带子功能参数的请求消息的响应功能寻址方式,Page 88,电控系统故障诊断,不带子功能参数的请求消息的响应物理寻址方式,Page 89,电控系统故障诊断,不带子功能参数的请求消息的响应功能寻址方式,Page 90,电控系统故障诊断,Page 91,代码应答流程,电控系统故障诊断,故障诊断概述统一的诊断服务ISO 14229-1,Page 92,电控系统故障诊断,故障诊断概述诊断与通信管理ISO 14229-1,Page 93,电控系统故障诊断,故障诊断概述DiagnosticSessionControl(0x10)服务诊断会话模式状态转移,Page 94,电控系统故障诊断,故障诊断概述DiagnosticSessionControl(0x10)服务DiagnosticSessionType子功能模式,Page 95,电控系统故障诊断,DiagnosticSessionControl(0x10)服务不同会话模式所允许的诊断服务,Page 96,电控系统故障诊断,Page 97,SecurityAccess (0x27)服务子功能securityAccessType,电控系统故障诊断,Page98,CommunicationControl (0x28)服务子功能ControlType,电控系统故障诊断,Page 99,LinkControl (0x87)服务子功能LinkControlType,电控系统故障诊断,诊断和通信管理ECUReset(0x11)服务请求ECU复位AccessTimingParameter(0x83)服务读取和修改通信链路的定时参数SecuredDataTransmission(0x84)服务保护数据传输免遭第三方攻击，通过ISO 15764安全保护子层实现ControlDTCSetting(0x85)服务停止或恢复诊断故障码的设置ResponseOnEvent(0x86)服务启动或停止服务器中某特定事件触发的响应,Page 100,电控系统故障诊断,数据传输功能单元,Page 101,电控系统故障诊断,数据传输功能单元ReadDataByIdentifier(0x22)服务数据标识符DID(Data Identifier)ReadMemoryByAddress(0x23)服务客户端读取服务器中指定的内存数据DynamicallyDefineDataIdentifier(0x2C)服务通过现有的DID或存储器地址定义新的DID,Page 102,电控系统故障诊断,传输存储的数据功能单元ReadDTCInfomation(0x19)服务ClearDiagnosticInformation(0x141)服务DTCDiagnostic Trouble CodeJ 1939-73 DTC FormatISO 14229-1, ISO 15031-6 DTC Format,Page 103,电控系统故障诊断,传输存储的数据DTC的状态(DTC Status),Page 104,电控系统故障诊断,Page 105,电控系统故障诊断,Page 106,诊断故障码老化计数器,电控系统故障诊断,传输存储的数据ISO 15031-6 DTC格式描述,Page 107,电控系统故障诊断,传输存储的数据ClearDiagnosticInformation(0x14)服务ReadDTCInformation(0x19)服务,Page 108,电控系统故障诊断,传输存储的数据,Page 109,电控系统故障诊断,输入输出控制功能单元InputOutputControlByIdentifier(0x2F)服务用于控制电子系统的输出(执行器)例程控制功能单元RoutineControl(0x31)服务远程请求启动/停止某个例程或请求例程的执行结果上传下载功能单元RequestDownload(0x34)服务RequestUpload(0x35)服务TransferData(0x36)服务RequestTransferExit(0x37)服务,Page 110,新能源汽车动力系统控制技术,Page 111,电控系统故障诊断,05,故障诊断概述,05-01,电池控制系统故障诊断,05-02,电机控制系统故障诊断,05-03,整车控制系统故障诊断,05-04,电控系统故障诊断,电池故障诊断动力电池的故障失效模式,Page 112,电控系统故障诊断,Page 113,电控系统故障诊断,Page 114,电控系统故障诊断,Page 115,电控系统故障诊断,Page 116,电控系统故障诊断,Page 117,电池故障诊断,电控系统故障诊断,Page 118,电池故障诊断,电控系统故障诊断,Page 119,电池故障诊断,电控系统故障诊断,电池故障诊断,Page 120,电控系统故障诊断,电池故障诊断绝缘检测,Page 121,电控系统故障诊断,绝缘检测无源接地检测原理图有源接地检测原理图,Page 122,电控系统故障诊断,高压互锁,Page 123,电控系统故障诊断,电池故障诊断,Page 124,电控系统故障诊断,电池故障诊断主要开发内容,Page 125,新能源汽车动力系统控制技术,Page 126,电控系统故障诊断,05,故障诊断概述,05-01,电池控制系统故障诊断,05-02,电机控制系统故障诊断,05-03,整车控制系统故障诊断,05-04,电控系统故障诊断,电机故障诊断,Page 127,电控系统故障诊断,电机