新能源汽车机械基础课件：新能源汽车底盘电控系统

新能源汽车底盘电控系统目录01底盘电控系统概述02核心控制功能与系统03技术演进与未来方向任务目标：1.了解汽车底盘电控系统的特点。2.掌握汽车底盘电控系统的控制功能。3.了解汽车底盘电控系统的基本组成。4.掌握汽车故障自诊断技术。底盘电控系统概述01系统特点与目标现代汽车底盘采用大量电控装置，电子技术广泛应用，如ABS、ESP等系统，通过传感器、电子控制单元和执行器实现精准控制，大大改善了汽车的动力学性能。电子化特点01、汽车底盘控制技术从单控制功能系统发展到线控技术，再到如今的底盘集成控制系统，将多个子系统进行统一协调，使车辆整体动力学性能达到最佳。集成化特点02、系统特点与目标安全性目标底盘电控系统通过防滑系统（ABS）、驱动防滑控制系统（ASR）等，确保紧急制动和易打滑路面的制动稳定性、方向稳定性和安全性，减少交通事故率。舒适性目标电控悬架控制系统能提高车辆行驶的平顺性和舒适性，定速巡航控制系统（CCS）可使车辆在设定时速下行驶，减轻驾驶者操作强度，提升乘坐体验。系统基本组成CPU由运算器和控制器组成，是微机的核心部分。运算器完成各种算术和逻辑运算，控制器按程序工作，指挥系统各部分协调运行。中央处理器（CPU）ECU是电子控制系统的指挥中心，由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O接口）、总线（BUS）及电源供给电路等组成。它接收传感器传来的信息，经过处理和计算后，向执行机构发出控制信号。电子控制单元（ECU）信号输入装置主要是各类传感器，如转速传感器等，负责采集车辆的各种状态信息，如车轮转速等，并将这些信息传递给电子控制单元。信号输入装置系统基本组成01存储器分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM存放临时性工作程序和数据，断电后内容消失；ROM存放永久性程序和常量，断电后内容不丢失。存储器02I/O接口用于协调微处理器与外部设备之间的数据流动和格式转换，进行A/D、D/A转换、数据缓存、电平匹配和时序匹配等操作。输入/输出接口（I/O接口）系统基本组成执行机构根据ECU发出的控制指令执行相应动作，如制动压力调节装置、转向电机等，直接影响车辆的行驶状态。执行机构核心控制功能与系统02名称功能自动变速控制系统自动切换挡位，提高车辆行驶平顺性防滑系统(ABS)确保紧急制动、易打滑路面的制动的稳定性，方向稳定性和安全性驱动防滑控制系统(ASR)控制驱动轮牵引力，减少驱动轮空转电控悬架控制系统提高车辆行驶的平顺性、通过性、舒适性定速巡航控制系统(CCS)使车辆在设定时速下行驶，提高燃油经济性电控转向控制系统(EPS)使用电能或液压控制转向系统助力的大小，减小驾驶员疲劳，提高安全性四轮转向控制系统(4WS)提高车辆的灵活性、转向时的稳定性和减小转弯半径核心控制功能与系统ABS与ASR系统ABS系统即防抱死制动系统，是在车辆原制动系统基础上附加的控制设备。车辆制动时，转速传感器将转速信息输入ECU，ECU按设定策略处理计算，控制制动压力调节装置，使轮胎滑移率保持在20%左右，获得最佳制动效果。如车辆在紧急制动时，可防止车轮抱死，确保方向稳定性和安全性。ASR系统即驱动防滑控制系统，主要控制驱动轮牵引力，减少驱动轮空转。当车辆在易打滑路面起步或加速时，该系统能通过调节发动机输出功率或制动单个车轮等方式，使驱动轮保持合适的牵引力。ABS系统功能原理ASR系统功能原理ABS与ASR系统在冰雪、湿滑等低附着路面上，ABS系统可避免车辆制动时侧滑、甩尾；ASR系统则能防止车辆起步或加速时驱动轮打滑，提高行驶安全性和通过性。实际应用场景电控悬架与线控转向与传统机械悬架相比，电控悬架可根据车辆行驶状态和路面条件，实时调整悬架的刚度和阻尼。如在高速行驶时，可降低车身高度，提高行驶稳定性；在颠簸路面上，可增加悬架行程，提高舒适性。电控悬架优势线控转向系统取消了传统转向盘与转向轮之间的机械连接，能自由设计转向的力传递和角传递特性。日本大学和本田汽车公司设计出理想的转向系统传动比，使汽车稳态增益不随车速变化。线控转向优势电控悬架和线控转向系统提高了车辆的操控灵活性和行驶性能，能更好地满足驾驶者对舒适性和安全性的需求，适应不同的驾驶场景。灵活性与性能提升四轮转向与定速巡航四轮转向系统（4WS）在车辆转向时，后轮可与前轮同向或反向转动。在低速转弯时，后轮与前轮反向转动，能有效缩小转弯半径，提高车辆的灵活性，使车辆在狭窄空间内更易转向。4WS缩小转弯半径机制4WS和CCS系统分别在车辆的操控性和经济性方面发挥重要作用，提升了车辆的整体性能和使用体验。综合应用效果定速巡航控制系统（CCS）可使车辆在设定时速下行驶，避免了因驾驶员频繁踩油门和刹车导致的车速波动，使发动机保持在经济转速区间，从而提高燃油经济性。CCS对燃油经济性的提升技术演进与未来方向03从单系统到集成控制兴起于较早时期，部分技术成熟，代表有4WS、ABS、ESP、TCS等。由传感器、电子控制单元（ECU）、执行机构3部分组成。如ABS系统，车辆制动时，转速传感器将信息输入ECU，ECU控制制动压力调节装置，使轮胎滑移率保持在20%左右获最佳制动效果。引发汽车底盘控制系统技术革命，以线控转向系统（SBWS）为代表，取消了传统转向盘与转向轮的机械连接。日本大学和本田汽车公司设计出理想转向系统传动比；国内通过建模模拟生成方向盘转向回正力矩并设计前轮转向控制算法。但因费用及可靠性限制，全车线控系统未广泛应用。第一代单功能系统第二代线控技术从单系统到集成控制为解决多系统存在时的功能重叠、目标冲突、资源浪费等问题而发展。早在20世纪90年代，日本及欧美厂商就开始尝试，如今已广泛采用分层阶梯式集合控制结构。未来将采用更精确模型，开发专用控制策略，提升控制精度和效果。第三代底盘集成控制（GCC/ICC）从单系统到集成控制不同系统间功能重叠、控制目标冲突，导致系统耦合不良；各系统独立配置传感器和执行机构造成资源浪费和成本提高；不同厂家提供的子系统标准不统一，协调困难。升级面临的挑战智能化与自动化趋势底盘集成控制技术的发展为自动驾驶提供了基础，未来底盘控制系统将与自动驾驶系统深度融合，实现车辆的自动转向、制动、加速等操作，进一步提高驾驶的安全性和舒适性。例如，通过底盘控制系统的精确控制，自动驾驶车辆能更好地应对复杂路况。底盘控制与自动驾驶融合1底盘集成控制逐渐扩展到对“人-车-路”大闭环系统的集成控制。该系统可根据驾驶员状态、车辆性能和道路状况进行实时调整，优化车辆的行驶状态。如在恶劣天气或复杂路况下，系统能自动调整