新能源汽车纯电动车整车控制系统-20150106PPT文件格式下载.pptx
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前,电动汽车动力系统,整车控制方案分层控制方式整车控制器做为第一层,其他各控制器为第二层,各控制器之间通过CAN网络进行信息交互,共同实现整车的功能控制。
VCU,5,MCU,BMS,CHG,Motor,BatteryPack,Charger,EAS,A/C,ICM,Instrument,电动汽车动力系统,整车控制器整车控制核心整车控制器控制功能整车驱动控制-扭矩输出能量管理功能-放电和能量回收整车辅助系统控制-电动空调、暖风等整车安全管理和诊断功能-预警、故障干预整车网关的管理功能-新能源CAN和车身CAN信息交互整车信息管理功能-仪表显示、远程监控等高低压安全管理与保护功能,6,整车控制器功能简介,整车控制器,7,整车状态的获取,驾驶员的意愿识别和控制模式的判断,整车故障的判别及处理,外围相连驱动模块的管理,电动汽车辅助系统控制,整车控制,结合整车控制器控制功能,就以下几个方面介绍整车控制策略,整车控制整车状态获取,8,整车状态获取方式:
a、整车状态的获取:
通过车速传感器、档位信号传感器等采用不同的采样周期时检测整车的运行状态b、通过CAN总线获得原车功能模块、动力电池系统、电机驱动系统等状态信息。
整车状态获取内容:
a.点火钥匙状态OFF、ACC、ON、START,b.c.d.e.f.g.,充电监控状态充电唤醒、快充门板、慢充门板(开-关)档位状态P、R、N、D加速踏板位置加速踏板开度(0-100%)制动踏板状态踩制动、未制动BMS状态继电器、电压、电流等MCU状态工作模式、转速、扭矩等,EAS、PTC信息ABS状态、ICM状态,整车工作模式,9,工作模式:
整车分为两个工作模式:
充电模式、行驶模式;
VCU有低压唤醒后,周期执行整车模式的判断,其中,充电模式优先于行驶模式。
充电模式充电唤醒信号、(快慢充)充电门板信号;
行驶模式点火钥匙ON档、无充电唤醒信号、无充电门板信号;
整车工作模式,10,模式切换:
充电模式不能切换到行驶模式;
钥匙在ON档同时充电中,此时关闭充电口,车辆不能上高压,需驾驶员将钥匙打到非ON档,并再次到ON档时,方可上高压;
行驶模式可以切换到充电模式;
整车在行驶模式时,如果检测有充电需求,VCU需先执行高压下电后,再进行正常的充电流程。
充电模式,行驶模式,整车有慢充和快充两种状态;
如整车处于ON档有高压时,需先进行高压下电后再进行充电。
车辆插枪时,先有充电唤醒信号给VCU、BMS、RMS、仪表等,仪表充电连接指示灯闪烁;
VCU检测到充电门板信号,判断进入充电模式,仪表充电连接指示灯点亮;
进入充电模式后,VCU置位允许充电指令;
BMS与充电机/充电桩建立充电连接,开始充电。
充电过程中,VCU不直接参与充电控制,实时监控充电过程,对异常情况进行紧急充电停止,以及部分信息的仪表显示、监控平台信息上传。
11,整车正常充电过程,纯电动车的点火钥匙采用OFF、ACC、ON、START四个状态;
低压上电当点火钥匙ON时,VCU、BMS、MCU等整车所有零部件低压上电;
高压上电点火钥匙ON档,BMS、MCU当前状态正常、且不满足整车充电条件,开始执行高压上电:
a)BMS、MCU初始化完成,VCU检查BMS反馈电池继电器状态;
b)BMS正极继电器处于断开状态,VCU执行闭合高压主继电器;
c)VCU执行闭合其他高压系统继电器(空调系统高压继电器);
d)VCU发送BMS上电指令,进行预充电操作;
e)电池反馈预充电完成状态,高压连接指示灯熄灭;
检查档位在N档,且上电过程中驾驶员对点火钥匙有STAR的T操作;
仪表显示Ready灯点亮,水泵、DC/DC开始工作。
12,整车正常上电过程,整车驱动控制,13,整车驱动控制-即扭矩控制-是整车控制器的主要功能之一其核心是工况判断需求扭矩扭矩限制扭矩输出四部分,整车控制器VCU,加速踏板信号制动踏板信号,动力电池状态,驱动电机状态电辅助状态,驱动电机控制系统,电动/发电、正转/反转、目标扭矩指令,工况判断-反映驾驶员的驾驶意图通过整车状态信息(加速/制动踏板位置、当前车速和整车是否有故障信息等)来判断出当前需要的整车驾驶需求(如起步、加速、减速、加速、减速、匀速行驶、跛行、限车速、紧急断高压)工况划分紧急故障工况怠速工况加速工况能量回收工况零扭矩工况跛行工况各工况间互斥且唯一,14,整车驱动控制,整车驱动控制,15,扭矩需求-驾驶员驾驶意图的转换根据判断得出的整车工况、动力电池系统和电机驱动系统状态计算出当前车辆需要的扭矩。
各工况的需求扭矩紧急故障工况零扭矩后切断高压怠速工况目标车速7Km/h加速工况加速踏板的跟随能量回收工况发电零扭矩工况零扭矩跛行工况限功率、限车速,整车驱动控制,16,扭矩限制与输出-驾驶员驾驶意图的实现根据整车当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态,计算出当前车辆的扭矩能力,根据当前车辆需要的扭矩,最终计算出合理的最终需要实现的扭矩。
限制因素动力电池的允许充放电功率温度、SOC驱动电机的驱动扭矩/制动扭矩温度电辅助系统工作情况放电、发电最大车速限制前进档和倒车档,整车高压及辅助系统控制,17,外围相连驱动模块的控制高压主负继电器、空调系统高压继电器、水泵、DC/DC、冷却风扇、电子转向助力系统、,整车信息管理,18,整车信息系统显示与监控平台信息管理仪表显示Ready、档位、车速、SOC、故障等监控平台信息上传,整车故障管理,19,整车故障管理:
a.b.c.,判断整车的各个传感器、执行机构的状态。
置出相应的错误标志,协调在故障情况下各个模块的计算、执行。
将故障状态记录、输出、消除。
故障管理过程:
疑似故障确诊故障故障处理故障恢复,整车控制器根据电机、电池、DC/DC等零部件故障、整车CAN网络故障及VCU硬件故障进行综合判断,确定整车的故障等级,并进行相应的控制处理。
现对整车的故障等级进行4级划分:
20,整车故障等级,等级名称故障后处理一级致命故障紧急断开高压,二级严重故障,零扭矩,三级一般故障,四级轻微故障,跛行降功率限功率7Kw限速15km/h只仪表显示(维修提示)能量回收故障,仅停止能量回收。
故障列表MCU直流母线过压故障、BMS一级故障;
MCU相电流过流、IGBT、旋变等故障;
电机节点丢失故障;
档位信号故障;
加速踏板信号故障MCU电机超速保护跛行故障、SOC1%、BMS单体欠压、内部通讯、硬件等二级故障低压欠压故障、制动故障MCU电机系统温度传感器、直流欠压故障;
VCU硬件、DCDC异常等故障,电池故障电池系统通过CAN报送的故障绝缘等级低电机故障电机系统通过CAN报送的故障电机系统温度高通讯故障VCU与仪表的CAN通讯中断低压电故障蓄电池电压低、DCDC工作异常档位闪烁档位信号异常电池充电故障电池故障、充电机故障,21,仪表显示故障定义,充电异常情况:
1)充电连接指示灯闪烁,22,充电唤醒信号、充电门板信号、VCU硬件;
充电连接指示灯不亮ON档唤醒信号、充电唤醒信号、充电门板信号、VCU硬件;
充电故障充电机故障、BMS故障;
充电电流咨询电池系统;
诊断仪读取数据流信息:
充电唤醒信号电压6V、充电门板状态=打开;
整车充电异常诊断,上电异常情况:
仪表READ灯Y未点亮,通过观察仪表信息,进行原因排查:
通讯故障检查VCU连接情况、CAN网络连接情况、VCU硬件;
充电连接指示灯闪烁/亮检测有充电门板信号、充电唤醒;
23,重新ON上电后,如仍亮,表明电池有故障;
档位重新换到N档,如仍闪烁,检查档位相关;
BMS、MCU初始化完成情况;
BMS上电流程;
VCU,动力电池故障灯亮档位显示状态闪烁高压连接指示灯亮硬件情况;
诊断仪读取数据流信息:
ON档唤醒信号电压6V、充电唤醒信号电压0V、CC连接信号电压3V;
整车上电异常诊断,故障诊断思想:
24,OBD是什么?
On-BoardDiagnostics车载诊断(OBD)系统的定义:
指排放控制用车载诊断(OBD)系统。
它必须具有识别可能存在故障的区域的功能,并以故障代码的方式将该信息储存在电控单元存储器内。
GB18352.3-2005,故障诊断,OBD口定义,25,CAN定义:
OBD接口线束定义:
Pin1:
新能源CAN高,线号32Pin9:
新能源CAN低,线号33Pin6:
原车CAN高,线号52Pin14:
原车CAN低,线号53Pin16:
常电(BAT+)Pin5:
信号地线,故障诊断,故障诊断流程,26,当仪表显示整车故障时正确的诊断流程检修前提,车辆必须能够与故障诊断仪通讯,但凡故障诊断仪无法连接的车辆,请按以下顺序首先排查:
使用万用表,检查VCU的供电是否正常,包括ON档电、常电;
同时,需要检查低压电气盒中VCU的各个供电保险是否正常;
使用万用表,检查OBD诊断口与VCU的CAN总线线束连接是否牢固、正常;
如果以上都正常,请更换全新的整车控制器。
排查结束,故障诊断仪将可以顺利与整车控制器VCU建立CAN总线通讯连接。
进入诊断界面,按照流程进行其它故障的定位、排查、维修,最后清除故障码,试车,将车辆交还用户。
当仪表显示整车故障时正确的诊断流程读取故障码读取冻结帧读取数据流维修清除故障码关闭钥匙,再打开钥匙到ON档,再次读取故障码,确认故障不再存在,那么维修完成,27,故障诊断流程,EV专用故障诊断仪,28,匹配多个车型,诊断多个ECU,多种诊断能力,下线测试能力,ECU程序灌装能力,故障诊断仪使用,读故障码,29,读冻结帧,30,故障冻结帧及作用意义:
当车辆确认有故障的瞬间,由整车控制器存储车辆在“这个瞬间”的整车状态信息,比如车辆发生故障时车辆的车速是多少?
高压多少?
档位状态?
驾驶员踩的加速踏板开度?
制动状态这些信息,有助于分析故障时的状态和故障原因,为我公司电动车辆的检修提供重要依据。
目前整车控制器存储记录了16个变量:
车速铅酸电池电压扭矩电机转速高压电压锂电池电流档位状态加速踏板开度制动状态电机本体温度电机控制器温度SOC车辆工况电池状态电机状态,读数据流,31,12V低压铅酸电池电压,可以分析电池是否馈电、是否DC/DC正在充电等低压铅酸电池是否馈电、DC/DC是否正常;
加速踏板开度,可以分析当前加速踏板的开度加速油门踏板是否正常;
电机系统状态:
电机初始化、预充电状态、电机扭矩、电机本体温度、电机控制器温度、电机转速、电机生命信号等电机是否正常;
电池系统状态:
电池总电压、电池当前放电电流、电池电量SOC、单体电池最低电压、单体电池最高电压、单体电池最高温
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- 新能源 汽车 电动车 整车 控制系统 20150106