纯电动汽车电子控一汽制关键技术研究-

1、中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 1 纯电动汽车电子控制关键技术纯电动汽车电子控制关键技术研究研究 中国第一汽车集团公司技术中心 2010.10.15 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 2 目目 录录 课题研究目标与技术指标课题研究目标与技术指标 3 3 主要研究内容主要研究内容 2 2 课题的目的和意义课题的目的和意义 1 1 项目组织与管理项目组织与管理 5 5 课题研究技术路线课题研究技术路线 4 4 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 3 1.1.课题目的与

2、意义课题目的与意义研究背景研究背景 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation p 纯电动汽车纯电动汽车 可最大幅度减低燃油消耗和改善排放；可最大幅度减低燃油消耗和改善排放； 是近期节能与新能源汽车发展战略的主流。是近期节能与新能源汽车发展战略的主流。 p整车电子控制系统（整车电子控制系统（VCU） 是电动汽车动力系统集成的核心部件，是体现整车企业是电动汽车动力系统集成的核心部件，是体现整车企业自主知识产权和产品水自主知识产权和产品水 平的核心技术平的核心技术； 技术成熟度及产品水平直接影响整车的动力性、安全性及经济性，是纯电动汽技术成熟度及产品水平直接影响整

3、车的动力性、安全性及经济性，是纯电动汽 车产业化成功与否的关键技术车产业化成功与否的关键技术； 是促进节能与新能源汽车创新体系和产业链形成的不可或缺的关键环节，具有是促进节能与新能源汽车创新体系和产业链形成的不可或缺的关键环节，具有 重要的战略意义。重要的战略意义。 pVCU关键技术研究和产品开发关键技术研究和产品开发 有助于推动电动汽车产业化进程有助于推动电动汽车产业化进程，符合国家节能减排发展战略；符合国家节能减排发展战略； 有利于突破外国公司的技术垄断，尽快掌握纯电动汽车的关键技术；有利于突破外国公司的技术垄断，尽快掌握纯电动汽车的关键技术； 有助于推进一汽集团新能源汽车开发进程，增强企

4、业自主开发和自主创新能力有助于推进一汽集团新能源汽车开发进程，增强企业自主开发和自主创新能力。 1.1.课题目的与意义课题目的与意义目的意义目的意义 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 丰田、日产、通用和福特等整车企业，德尔福、大陆、博世集团等汽车电子零部件巨头，都在进行整车控 制器研发和生产。部分汽车设计公司，如奥地利AVL、德国FEV、英国RICARDO等，也为整车厂提供整车控制 器技术方案； 控制器核心软件基本是由整车厂研发，硬件和底层驱动软件一般选择汽车零部件厂商提供； 国外VCU技术趋于成熟，控制策略成熟度高，整车节能效果良好，控制器产品也通

5、过市场检验证实了其可 靠性；控制器产品日趋标准化，AUTOSAR（汽车开放系统架构）已成为控制器开发的一个趋势。 p国内国内 整车控制器主要是以高校为依托进行研究；现阶段各企业和高校初步掌握了整车控制器的软、硬件开发能 力；产品功能较为完备，基本满足电动汽车需求，已经应用到样车及小批量产品。 p存在问题：存在问题： 各厂家技术积累有限，水平参差不齐，控制器基础硬件水平与国外存在一定差距等因素，控制器产品技术 水平和产业化能力与国外相比仍有较大差距。 表现在（1）整车控制器软件多数停留在功能实现，上层软件诊断功能、整车安全控制策略、监控功能均 有待优化和提高；（2）应用软件方面开发与应用工具体系

6、薄弱；（3）控制器硬件设计制造能力有待提高； （4）控制器接口和网络通讯协议尚未标准化。不利于整车控制器产品的产业化发展。 p发展动态发展动态 开展以面向产业化应用为主的工程化、标准化和可靠性等方面的研究工作； 提高整车控制策略的技术成熟度、整车控制器产品的技术水平及其产业化能力； 在动力系统集成和控制系统开发方面突破国外技术垄断，形成具有自主知识产权的产品核心竞争能力。 p专利专利（不完全统计）：国内28，国外13-纯电动汽车， 控制系统（控制器），能量管理 p国外：国外： 1.1.课题目的与意义课题目的与意义研究现状研究现状 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corpo

7、ration 6 目目 录录 课题研究目标与技术指标课题研究目标与技术指标 3 3 主要研究内容主要研究内容 2 2 课题的目的和意义课题的目的和意义 1 1 项目组织与管理项目组织与管理 5 5 课题研究技术路线课题研究技术路线 4 4 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 7 2.2.主要研究内容主要研究内容 重点研究重点研究整车控制系统的核心控制算法与应用软件的开发方法，研究制定研究制定以提高动力 系统能量利用效率并兼顾行驶平顺性为目的的整车驱动与制动控制策略和控制算法， 确定确定满足整车行驶工况的安全控制策略及故障诊断和容错控制算法，构建构建基于

8、CAN通 讯协议的纯电动汽车整车控制系统结构体系，建立建立控制系统快速控制原型开发与测试 标定技术平台。内容包括： p整车控制系统结构与CAN网络设计 从车辆行驶的角度明确细化整车驱动、制动及能量管理、故障诊断等各项控制性能要求， 提出一汽纯电动汽车整车控制系统结构与CAN网络设计方案； 纯电动平台CAN通讯协议的开发：基于整车电子电器架构，根据控制流、诊断流、网络 管理的需求，建立通讯协议体系，保障整车电控系统协调工作的顺利实现； 研究制定基于GPRS、GSM和蓝牙无线技术的远程监控协议； p整车控制系统控制策略制定与控制算法研究 整车驱动控制策略与算法研究开发 整车制动能量回馈控制算法研究

9、开发 整车运行状态安全控制与故障诊断技术研究 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 8 pVCU快速控制原型开发与控制算法标定 在AUTOSAR架构下借助V型开发流程，应用OSEK高可靠性嵌入式控制系统及32位高性 能CPU软硬件原型技术，进行整车控制器快速控制原型开发； 结合整车行驶循环工况，进行整车控制算法与控制参数的在线标定和优化； 研究开发基于CCP(CAN Calibration Protocol)协议的整车控制系统匹配标定和监控软件， 对整车控制系统性能、动力系统能量利用效率以及整车经济性等指标进行评行评估与验证； p整车VCU产品开发 基于

10、汽车计算平台，整合控制算法、标定监控、故障诊断、网络管理、文件下载模块于 一体，形成完整的汽车级用户产品。 pVCU台架测试、装车调试及整车性能验证 完善动力系统试验台架，进行整车控制系统测试平台的调试，对主要控制参数进行标定 和优化，完善系统控制策略和控制算法。 整车VCU装车调试， 对整车控制系统CAN网络性能、整车的动力性能、经济性能等进行 比较全面的试验。 2.2.主要研究内容主要研究内容 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 9 目目 录录 课题研究目标与技术指标课题研究目标与技术指标 3 3 主要研究内容主要研究内容 2 2 课题的目的和意义

11、课题的目的和意义 1 1 项目组织与管理项目组织与管理 5 5 课题研究技术路线课题研究技术路线 4 4 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 10 p研究目标 深入掌握纯电动汽车整车控制系统核心控制算法与应用软件开发技术； 建立整车控制系统关键技术研究、产品开发与性能验证技术平台，形成纯电动汽车电控 系统开发、软硬件设计与参数优化、性能测试和评价相结合的产品研发技术流程； 研制开发满足纯电动汽车使用需要的高容错、高可靠性、低成本的整车控制器产品； 制定整车控制器技术规范等基础性标准，提高整车控制器的通用性与可移植性； 为系统掌握纯电动汽车控制系统核心技

12、术、形成完善的VCU产品自主开发能力并满足产 业化发展需要提供技术支持。 p预期成果 VCU产品可以形成工程化、标准化与系列化的生产和配套能力； VCU产品满足标准化大批量生产工艺设计，实现批量生产并配套纯电动汽车完成大规模 示范； 制订出纯电动汽车整车控制器企业技术规范等基础性标准； 3.3.研究目标与技术指标研究目标与技术指标研究目标研究目标 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 11 pVCU控制系统功能 具有踏板扭矩解析功能；具有驱动、制动能量回收控制功能；具有能量管理、动态协调 功能；具有安全保护与网络通信功能。 pVCU 软硬件 技术指标 3

13、.3.研究目标与技术指标研究目标与技术指标技术指标技术指标 项目技术指标 VCU硬件32位微控制器 软件规范软件规格推荐符合AUTOSAR、IEC-61508和ISO-26262等标准体系； 网络接口 具有CAN总线通信接口，支持网关功能，支持CCP（CAN Calibration Protocol）协议的标定。 具有GPRS、GSM和蓝牙无线技术的远程监控接口。 工作环境 储存环境温度：-4090 工作环境温度：-40(驾驶室内) 工作湿度：90%，不结露 具有过压，过流及短接和反接保护功能，耐电压满足满足QC/T 413要 求 防护等级满足GB/T4942要求 抗振满足满足QC/T 413

14、要求 平均无故障时间6000小时 电磁兼容性满足国家相关标准GB/T18655，GB/T17619，GB/T21437.2 诊断故障诊断协议符合ISO15765 硬件成本成本1000元/套(按1万套产量规模)； 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 12 目目 录录 课题预期成果与技术指标课题预期成果与技术指标 3 3 主要研究内容主要研究内容 2 2 课题的目的和意义课题的目的和意义 1 1 项目组织与管理项目组织与管理 5 5 课题研究技术路线课题研究技术路线 4 4 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 根据

15、整车技术规格和性能指标，结合目标市场定位，确定动力系统技术平台 的技术规范（技术要求和性能指标），通过仿真分析和参数匹配，分解对电机、 电池、变速器等主要总成的技术要求； 确定动力系统技术平台各部件的技术规格。a）根据既定运行工况和所要达到 的整车动力性、燃油经济性等性能指标，确定驱动电机功率需求、动力电池的 类型、容量、比功率和比能量等； b）根据电动汽车电压等级、输出通断等电 气系统方案，确定接触器、熔断器等关键器件的电器参数，并设计整车的电气 安全检测系统。 在选定车型的基础上，确定动力系统技术平台总体方案。 13 纯电动汽车动力系统技术平台方案设计纯电动汽车动力系统技术平台方案设计 4

16、.4.课题研究技术路线课题研究技术路线动力系统设计动力系统设计 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 14 汽车驱动控制汽车驱动控制 整车控制器需根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分析和处整车控制器需根据司机的驾驶要求、车辆状态、道路及环境状况，经分析和处 理，向电机控制器发出指令，满足驾驶工况要求。理，向电机控制器发出指令，满足驾驶工况要求。 制动能量回馈控制制动能量回馈控制 整车控制器根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池荷电状整车控制器根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池荷电状 态信息，计算制动减速度，向

17、电机控制器发出指令当满足制动回馈条件时，将能态信息，计算制动减速度，向电机控制器发出指令当满足制动回馈条件时，将能 量反充给动力电池组。量反充给动力电池组。 整车能量管理与优化整车能量管理与优化 整车控制器通过整车控制器通过CAN总线与电池管理系统连接共同承担整车的能量管理，以提总线与电池管理系统连接共同承担整车的能量管理，以提 高能量的利用率。在电池管理系统的协助下完成参数监测、信息通讯、充放电控高能量的利用率。在电池管理系统的协助下完成参数监测、信息通讯、充放电控 制、热管理、故障诊断等功能，同时针对具体行驶情况实现安全行驶和能量的合制、热管理、故障诊断等功能，同时针对具体行驶情况实现安全

18、行驶和能量的合 理分配。理分配。 整车网络化管理整车网络化管理 车辆状态的监示和故障诊断及保护车辆状态的监示和故障诊断及保护 总线所连接的各个子系统控制器实时将各自控制对象的信息发布至总线所连接的各个子系统控制器实时将各自控制对象的信息发布至CANCAN总线，总线， 由整车控制器通过综合数字仪表显示出来。整车控制器能对故障信息及时处理并由整车控制器通过综合数字仪表显示出来。整车控制器能对故障信息及时处理并 做出相应的安全保护处理。做出相应的安全保护处理。 整车控制器作为信息控制中心，负责组织信息传输，网络状态监控，网络节点整车控制器作为信息控制中心，负责组织信息传输，网络状态监控，网络节点 管

19、理，信息优先权的动态分配等功能。管理，信息优先权的动态分配等功能。 VCU功能功能 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCUVCU功能功能 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 15 整车控制系统结构与原理整车控制系统结构与原理 整车控制系统结构框图 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCUVCU结构结构 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 用以实现整车控制系统的功能。 CAN总线使得汽车各控制单元能够共享信息和资源，达到简化布线、减少传感器数量、避免控 制功能重复、提高系统可靠性和维护性、降低成本、

20、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。 需要CAN连接通信的系统有电机及其管理系统、电池及其管理系统、整车控制 器、车载显示系统和电动附件等。 16 控制系统控制系统CAN网络体系网络体系 CAN网络结构原理 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线CANCAN网络体系网络体系 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 整车驱动控制策略与算法研究整车驱动控制策略与算法研究 通过采集输入信息，分析驾驶员的操控意图，根据当前车辆状况和操控意图分 析结果，给出电机、电池的执行指令，达到对整车启动、行驶等工况的平稳操控。 驱动模型数学函数： Fdrive=f（Acc,

21、 Dacc, Bpp, Motor_speed, Motor_temp,Speed,V, I,SOC） 式中 ，Acc： 加速踏板的位置；Dacc： 加速踏板的加速度；Bpp ：制动缸内的压力；Motor_speed： 电机转速； Motor_temp：电机温度；Speed：车速；V、I ：电池的电压和电流；SOC ：电池荷电状态。 关键技术： 电机驱动模式切换动态协调控制技术； 电动汽车牵引力控制技术。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 整车驱动控制关键技术整车驱动控制关键技术

22、p电机驱动模式转换动态协调控制电机驱动模式转换动态协调控制 在对路面驱动阻力进行识别的基础上，通过对制动踏板、电机转速、保持转 速时的电机负荷率以及转矩的协调控制，改善EV从电爬行启车及巡航控制状态 到加速踏板开度决定的转矩控制转换过程中，电机从转速控制模式转换到转矩 控制模式时的扭矩冲击。 p电动汽车牵引力控制电动汽车牵引力控制 通过对驱动轮与从动轮转速对比，判别车轮打滑状态，结合路面峰值附着系 数的辨识结果，降低电机负荷，对驱动轮减速，保证驱动轮附着性能最佳。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 牵引力控制中电机最优负荷率控制相关参量牵引力控制中电机最优负

23、荷率控制相关参量 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 创新点创新点1，2 p电动汽车路面峰值附着系数识别理论电动汽车路面峰值附着系数识别理论 在各种条件下实时识别汽车行驶路面附着特性、打滑状态及对应的最佳滑移率。为EV 汽车实现低成本高性能的制动防抱死、牵引力控制及电子稳定控制系统提供新的解决方 案，对提高EV综合性能及增强其相对于传统汽车的竞争力，加速EV的市场普及率具有重 要意义。 专利：用于车辆牵引力控制系统的车轮最佳滑转率实时识别方法 200710055467.6靳立 强 王庆年 轮速获取：ABS控制器通过CAN协议发送 p电动汽车路面驱动阻力

24、识别算法研究及其在电机协调控制中的应用电动汽车路面驱动阻力识别算法研究及其在电机协调控制中的应用 专利：无 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 整车制动能量回馈控制算法研究整车制动能量回馈控制算法研究 VCU根据制动踏板和加速踏板信息，结合车辆行驶状态，电机、电池的有效负 荷，计算制动减速度，当满足制动回馈条件时，将能量回馈给动力电池。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 目标：采用串联式制动能量回馈系统，通过协调 回馈制动与摩擦制动，在正常制动情况

25、下实现串 联回馈制动策略，可以在有效回收制动能量的同 时保证制动感觉；在车轮抱死或有抱死趋势时， 实现摩擦制动与电机回馈制动的联合防抱死控制 策略。简化现有电动汽车制动系统的复杂程度， 提高控制的一体化程度，能够在保证制动安全的 同时对制动能量进行有效回收。 关键技术：电动汽车复式制动控制技术及其实现方法电动汽车复式制动控制技术及其实现方法 作用：通过对驱动轮与从动轮转速对比，判别车轮打滑状态，结合路面峰值附 着系数的辨识结果，降低电机负荷，对驱动轮减速，保证驱动轮附着性能最佳。 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 创新点创新点3 4.4.课题研究技术

26、路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 制定以提高制动能量回馈并兼顾整车行 驶平顺性的控制系统控制策略，建立包括 摩擦制动器、电机再生制动、轮胎和转向 系统在内的基于多体结构的复式制动系统 非线性动力学模型与仿真方法，制定摩擦 制动和电机再生制动联合作用时汽车制动 工作模式切换过程中的具体控制策略，解 决影响摩擦制动和电机再生制动联合作用 时复式制动系统的结构参数和控制参数的 耦合问题，确定整车复式制动过程中制动 效能和行驶稳定性的综合控制目标函数， 构建整车复式制动系统协调控制的综合控 制算法。实现整车再生制动和行驶舒适性 的协调控制。 p电动汽车复式制动模式切换综合控制理论电动汽

27、车复式制动模式切换综合控制理论 复式制动控制流程图复式制动控制流程图 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation p目的：提高整车能量利用率，提高一次充电的续驶里程，维护整车的安全性。 p目标： 在没有电池能量限值的条件下，在所有工况下，如何获得最优的动力系统的加速性能； 确保可以接受的驾驶感觉； 在有电池能量限制的条件下，如何避免“切断”。 p任务： 在系统性能限制条件和司机驾驶力矩需求的条件下，计算和调整实际输出的驱动力矩； 计算最佳的传动比； 管理动力总成的工况模式和过渡工况的平滑。 22 能量管理与优化控制策略能量管理与优化控制策略 p工况的控制流程和

28、切换 p驱动力的能量限制 SOC 管理：不同电池SOC 状态最大的驱动力不同的； 限制最大的电池放电电流，来保证电池不会被“切断”。 p电动附件管理 电量不足时，关闭空调； 在快速启动时，关闭空调；在加速中 ， 关闭空调。 工况的控制流程和切换 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 整车运行状态安全控制技术研究整车运行状态安全控制技术研究 研究整车电气系统高压电安全、漏 电检测和保护技术。实时检测和诊断 高压电系统的工作状态，快速地与整 车控制器等交换信息并响应其命令， 正确地实施对高

29、压电的控制，确保高 压电路运行的可靠性，采取必要的保 护装置以减少安全隐患； 整车运行状态监控应用软件开发。 电气安全检测子系统硬件电路电气安全检测子系统硬件电路 安全检测子系统主要监测整车电气状 态信息：总电压、总电流、正负母线 对地电压值、正负母线绝缘电阻值、 辅助电压、继电器连接状况、保险丝 的通断状态等。 整车整车CAN总线网络拓扑总线网络拓扑 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 整车故障诊断技术研究整车故障诊断技术研究 整车故障识别与处理（OBD）技术 研究与容错控制算法开

30、发 内容：研究不同工况下纯电动车动 力系统总成、通讯系统和整车的失 效模式，研究在各种故障状态下的 故障诊断和容错控制，以及相应的 安全控制策略和整车跛行回家控制 策略； 方法：安全检测子系统通过CAN 总 线输出测得的各部分的状态及数值、 输出系统的报警状态和通断状态， 这些信息在车载智能仪表上进行显 示。通过CAN 总线, 系统与PC 机或 其他诊断设备仪表相互通信, 以读 取各被测部分的状态, 并进行参数 设定, 如设定主电路、辅助电路报 警电压、处理电压，设定绝缘电阻 报警值、处理值等。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线控制策略与算法控制策略与算法 中国第一汽车集团公司 Chi

31、na FAW Group Corporation 25 软件总体结构软件总体结构 整车控制器主程序软件流程图整车控制器主程序软件流程图 p主控制器软件分为两个层次设计，即 驱动层和管理层。 p仪表显示、继电器组和CAN 接口的硬 件及其底层的驱动软件可以看作是驱动 控制指令的执行系统，管理层则是根据 汽车不同运行状态的控制策略发出相应 的控制指令，是电控系统中的高层软件 控制部分。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCUVCU软件设计软件设计 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation p主程序包括上电自检，系统初始化，标度变换，故障诊断，工况判断，M

32、AP运算， 控制量修正，通信管理。 系统初始化：配置MC68376 的SIM、TPU、QSPI、AD、CTM 等模块的有关寄存器，进行系统功能的设 置。 标度变换：将AD 结果进行软件的平均，并根据传感器标定曲线将数字量转换为相应的物理值。 故障诊断：根据传感器的输入及其他通过CAN 总线通信得到的电机、电池的信息，判断传感器、继 电器和电池、电机及整车的故障状态，一方面将故障码存入EEPROM,另一方面向TPU 提供故障码参数， 用于驱动故障指示灯。 工况判断：根据司机操作信息，加速踏板，制动踏板以及电机转速，车速，电池状态，电机状态和 运行模式来判断车辆的运行工况。运行工况包括停车、充电、

33、启动、运行、车辆前进、车辆后退、制 动回馈等。 MAP 运算：依据运行工况和工作模式，查找相应的加速踏板特性参数，驱动扭矩参数，制动回馈扭 矩参数，并进行线性插值，计算扭矩值。MAP 为一个一维的数表，横坐标为转速，纵坐标为扭矩负荷。 MAP 是根据电机的全工况试验，采用优化算法优化得到的结果。 控制量修正：根据电池的电压和电流、温度，电机的温度、过载状态对驱动扭矩进行修正。根据电 池的电流作闭环控制。 通信管理：解释外设发来的控制指令和数据，向发送缓冲区提供发送的数据。 智能仪表驱动：通过TPU 通道的PWM 波输出驱动智能仪表显示驾驶信息，包括车速，电机转速、电 池电压、电流、SOC、故障

34、码、温度、充电指示。 26 主程序主要功能模块主程序主要功能模块 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCUVCU软件设计软件设计 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 驱动策略仿真（加速性能仿真，功率限制仿真，电机的过载管理等） 制动控制策略仿真 整车性能仿真 EV仿真平台仿真平台 p应用电动汽车通用仿真软件ADVISOR，对EV进行建模仿真计算。应用Matlab/simulink分 别对控制策略进行建模，并嵌入到整车模型中进行仿真分析。 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线系统建模与仿真系统建模与仿真 纯电动汽车整车仿真模型 电机过载管理模块

35、 再生制动策略模块 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 28 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCU RCPVCU RCP开发开发 利用图形化的工程软件MATLAB/SIMULINK，建立电动客车 整车模型及控制模型，调试控制算法； 在AUTOSAR架构下借助V型开发流程，应用OSEK高可靠性 嵌入式控制系统及32位高性能CPU软硬件原型技术，通过 DSPACE和TargetLink代码自动生成工具，进行整车控制器快 速控制原型开发及控制器产品代码开发。 VCU快速控制原型开发实施方案快速控制原型开发实施方案 中国第一汽车集团公司 China

36、FAW Group Corporation p 试验设备 pAVL测功机 pDigatron电池测试及模拟系统 pdSPACE开发系统 p 试验目的 p对电机、动力电池等主要总成的性能进行比较全面的试验； p联合调试电机和电机控制器，电池和电池控制器，动力总成控制器的协同工作策略，并对主 要控制参数进行标定和优化，完善系统控制策略和控制算法。 29 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线动力系统试验动力系统试验 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation p搭建如图所示的纯电动整车控制系统开发 试验台架，整车负载使用AVL测功机进行模拟。 p整车控制器通过开

37、关量采集钥匙门及档位信息， 判断驾驶员上电请求及行驶需求；同时通过CAN总 线收取动力电池、驱动电机、DC/DC转换器状态信息， 完成整车上电自检及故障诊断；通过模拟量采集驾驶 员的加速和制动踏板，解析出驾驶员扭矩需求； 通过接受驾驶员充电请求及电池组温度、SOC等状态， 实时地完成与充电器的信息交互，确保充电安全顺利进行。 30 纯电动纯电动汽车汽车整车控制系统开发试验台架整车控制系统开发试验台架 4.4.课题研究技术路线课题研究技术路线VCUVCU台架试验台架试验 VCU标定与性能试验标定与性能试验 结合整车行驶循环工况，进行整车控制算法与控 制参数的在线标定和优化； 研究开发基于CCP(

38、CAN Calibration Protocol)协 议的整车控制系统匹配标定和监控软件； 搭建试验台架，对控制系统基本功能进行验证， 完善系统控制策略和控制算法。 中国第一汽车集团公司 China FAW Group Corporation 31 n继电器驱动；采用NUD3124汽车专用继电器驱动芯 片驱动车用12V继电器。 nPWM驱动；PWM输驱动采用MC33385芯片实现功 率驱动。 n数字12V驱动；数字输出需要提供12V电压，同时 设备输入阻抗为10K欧姆，故选用BTS462 MOS管实 现该功能。 1 5 3 2 4 CPU 供电电源 前端输入电路 后端驱动电路 其他电路组成 CPU采用32位Motorola MPC565处理器，最高工作频 率56MHz。系统外扩4M Flash, 2M 高速SRAM，外部 晶振4MHz。 n采用Infineon 公司的 TLE6361 电源芯片。 n电源输入范围：直流5.5-60V。 n电源输出范围：5V / 800m A; 3.3V or 2.6V