Araç kontrolörü donanım ve yazılım olmak üzere iki ana bileşenden oluşur.Temel yazılımı ve programları genellikle üreticiler tarafından geliştirilirken, otomobil parçası tedarikçileri araç kontrol donanımı donanımını ve temel sürücüleri sağlayabilir.Bu aşamada, saf elektrikli araçların araç kontrolörü üzerine yapılan yabancı araştırmalar esas olarak tekerlek içi tahrikli saf elektrikli araçlara odaklanmaktadır.motorlar.Yalnızca tek motorlu tamamen elektrikli araçlarda genellikle bir araç kumandası bulunmaz ancak motor kumandası aracı kontrol etmek için kullanılır.Continental, Bosch, Delphi vb. gibi birçok büyük yabancı şirket olgun araç kontrolörü çözümleri sunabilmektedir.
1. Araç kontrolörünün bileşimi ve prensibi
Saf elektrikli aracın araç kontrol sistemi esas olarak iki şemaya ayrılmıştır: merkezi kontrol ve dağıtılmış kontrol.
Merkezi kontrol sisteminin temel fikri, araç kontrolörünün giriş sinyallerinin toplanmasını tek başına tamamlaması, verileri kontrol stratejisine göre analiz etmesi ve işlemesi ve ardından aracın normal sürüşünü sağlamak için her bir aktüatöre doğrudan kontrol komutları vermesidir. saf elektrikli araç.Merkezi kontrol sisteminin avantajları, merkezi işlem, hızlı yanıt ve düşük maliyettir;Dezavantajı ise devrenin karmaşık olması ve ısıyı dağıtmanın kolay olmamasıdır.
Dağıtılmış kontrol sisteminin temel fikri, araç kontrol cihazının bazı sürücü sinyallerini toplaması ve motor kontrol cihazı ve akü yönetim sistemi ile CAN veri yolu üzerinden iletişim kurmasıdır.Motor kontrolörü ve akü yönetim sistemi sırasıyla araç sinyallerini CAN veri yolu üzerinden toplar.Araç kontrolörüne iletildi.Araç kontrolörü, verileri araç bilgilerine göre ve kontrol stratejisiyle birleştirerek analiz eder ve işler.Motor kontrolörü ve akü yönetim sistemi kontrol komutunu aldıktan sonra motorun ve akünün mevcut durum bilgisine göre motorun çalışmasını ve akü deşarjını kontrol ederler.Dağıtılmış kontrol sistemlerinin avantajları modülerlik ve düşük karmaşıklıktır;dezavantajı nispeten yüksek maliyettir.
Tipik bir dağıtılmış araç kontrol sisteminin şematik diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.Araç kontrol sisteminin en üst katmanı araç kontrolörüdür.Araç kontrolörü, CAN veriyolu aracılığıyla motor kontrolörü ve akü yönetim sisteminin bilgilerini alır ve motor kontrolörüne ve aküye bilgi sağlar.Yönetim sistemi ve araç içi bilgi görüntüleme sistemi kontrol komutları gönderir.Motor kontrolörü ve akü yönetim sistemi sırasıyla tahrik motorunun ve güç aküsünün izlenmesinden ve yönetilmesinden sorumludur.Paket ve araç içi bilgi görüntüleme sistemi, aracın mevcut durum bilgilerini görüntülemek için kullanılır.
Tipik bir dağıtılmış araç kontrol sisteminin şematik diyagramı
Aşağıdaki şekil bir şirket tarafından geliştirilen saf elektrikli araç kontrol cihazının bileşim prensibini göstermektedir.Araç kontrol cihazının donanım devresi, mikro denetleyici, anahtar miktarı koşullandırma, analog miktar koşullandırma, röle sürücüsü, yüksek hızlı CAN veri yolu arayüzü ve güç pili gibi modülleri içerir..
Bir şirket tarafından geliştirilen saf elektrikli araç araç kontrol cihazının bileşiminin şematik diyagramı
(1) Mikro denetleyici modülü Mikro denetleyici modülü, araç denetleyicisinin çekirdeğidir.Saf elektrikli araç araç kontrolörünün işlevi ve çalışmasının dış ortamı göz önüne alındığında, mikrokontrolör modülü yüksek hızlı veri işleme performansına, zengin donanım arayüzü özelliklerine, düşük maliyete ve yüksek güvenilirliğe sahip olmalıdır.
(2) Anahtar miktarı düzenleme modülü Anahtar miktarı iyileştirme modülü, seviye dönüşümü ve anahtar giriş miktarının şekillendirilmesi için kullanılır; bunun bir ucu çok sayıda anahtar miktarı sensörüne bağlıdırdiğer ucu ise mikrodenetleyiciye bağlanır.
(3) Analog koşullandırma modülü Analog koşullandırma modülü, gaz pedalı ve fren pedalının analog sinyallerini toplamak ve bunları mikro denetleyiciye göndermek için kullanılır.
(4) Röle sürüş modülü Röle sürüş modülü, bir ucu bir optoelektronik izolatör aracılığıyla bir mikro denetleyiciye bağlanan ve diğer ucu çok sayıda röleye bağlanan çok sayıda röleyi sürmek için kullanılır.
(5) Yüksek hızlı CAN veri yolu arayüz modülü Yüksek hızlı CAN veri yolu arayüz modülü, bir ucu optoelektronik izolatör aracılığıyla mikro denetleyiciye bağlanan ve diğer ucu bağlı olan yüksek hızlı CAN veri yolu arayüzü sağlamak için kullanılır. sistemin yüksek hızlı CAN veriyoluna.
(6) Güç kaynağı modülü Güç kaynağı modülü, mikroişlemci ve her giriş ve çıkış modülü için yalıtılmış güç kaynağı sağlar, akü voltajını izler ve mikro denetleyiciye bağlanır.
Araç kontrolörü, aracın enerji kullanım verimliliğini artırmak ve güvenlik ve güvenilirliği sağlamak için elektrikli araç güç zincirinin tüm yönlerini yönetir, koordine eder ve izler.Araç kontrolörü, sürücünün sürüş sinyalini toplar, CAN veriyolu aracılığıyla tahrik motoru ve güç aküsü sistemiyle ilgili bilgileri alır, analiz eder ve hesaplar ve araç sürüş kontrolünü gerçekleştirmek için CAN veriyolu aracılığıyla motor kontrol ve akü yönetimi talimatlarını verir ve enerji optimizasyon kontrolü.ve fren enerjisi geri kazanım kontrolü.Araç kontrolörü ayrıca araç durum bilgilerini görüntüleyebilen kapsamlı bir cihaz arayüz fonksiyonuna sahiptir;tam arıza teşhisi ve işleme fonksiyonlarına sahiptir;Araç ağ geçidi ve ağ yönetimi fonksiyonlarına sahiptir.
2. Araç kumandasının temel fonksiyonları
Araç kontrolörü, gaz pedalı sinyali, fren pedalı sinyali ve vites değiştirme sinyali gibi sürüş bilgilerini toplar ve aynı anda motor kontrolörü ve akü yönetim sistemi tarafından CAN veriyolu üzerinden gönderilen verileri alır ve bilgileri araç kontrol stratejisiyle birlikte analiz eder. ve karar verir, sürücünün sürüş niyetini ve araç çalışma durumu bilgisini çıkarır ve son olarak aracın normal sürüşünü sağlamak için her bir bileşen denetleyicisinin çalışmasını kontrol etmek üzere CAN veri yolu aracılığıyla komutlar gönderir.Araç kumandası aşağıdaki temel işlevlere sahip olmalıdır.
(1) Aracın sürüşünü kontrol etme işlevi Elektrikli aracın tahrik motoru, sürücünün isteğine göre sürüş veya frenleme torku üretmelidir.Sürücü gaz pedalına veya fren pedalına bastığında, tahrik motorunun belirli bir sürüş gücü veya rejeneratif frenleme gücü sağlaması gerekir.Pedal açıklığı ne kadar büyük olursa, tahrik motorunun çıkış gücü de o kadar büyük olur.Bu nedenle araç kontrolörü, sürücünün çalışmasını makul bir şekilde açıklamalıdır;sürücüye karar verme geri bildirimi sağlamak için aracın alt sistemlerinden geri bildirim bilgileri almak;ve aracın normal sürüşünü sağlamak için aracın alt sistemlerine kontrol komutları gönderin.
(2) Tüm aracın ağ yönetimi Araç kontrolörü, elektrikli araçların birçok kontrol cihazından biridir ve CAN veriyolundaki bir düğümdür.Araç ağ yönetiminde, araç kontrolörü bilgi kontrolünün merkezidir; bilgi organizasyonu ve iletimi, ağ durumunun izlenmesi, ağ düğümü yönetimi ve ağ arıza teşhisi ve işlenmesinden sorumludur.
(3) Fren enerjisinin geri kazanımı Saf elektrikli araçların içten yanmalı motorlu araçlardan farklı olan önemli özelliği fren enerjisini geri kazanabilmeleridir.Bu, tamamen elektrikli araçların motorunun rejeneratif frenleme durumunda çalıştırılmasıyla elde edilir.Araç kontrol cihazının analizi Sürücünün frenleme niyeti, güç aküsü durumu ve tahrik motoru durum bilgisi, frenleme enerjisi geri kazanım kontrol stratejisi ile birlikte, frenleme enerjisi geri kazanımı koşulları altında motor modu komutlarını ve tork komutlarını motor kontrolörüne gönderir, böylece Tahrik motoru güç üretim modunda çalışır ve elektrikli frenlemeyle geri kazanılan enerji, frenleme performansını etkilemeden güç aküsünde depolanır, böylece frenleme enerjisi geri kazanımı sağlanır.
(4) Araç enerji yönetimi ve optimizasyonu Tamamen elektrikli araçlarda, güç aküsü yalnızca tahrik motoruna güç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda elektrikli aksesuarlara da güç sağlar.Bu nedenle maksimum sürüş menzilini elde etmek için araç kontrolörü aracın tüm güç kaynağından sorumlu olacaktır.Enerji kullanımını iyileştirmek için enerji yönetimi.Pilin SOC değeri nispeten düşük olduğunda, araç kontrolörü bazı elektrikli aksesuarlara, sürüş menzilini artırmak amacıyla elektrikli aksesuarların çıkış gücünü sınırlamak için komutlar gönderecektir.
(5) Güç, toplam voltaj, hücre voltajı, akü sıcaklığı ve arıza gibi araç durumunun izlenmesi ve görüntülenmesi ve ardından bu gerçek zamanlı bilgilerin görüntülenmesi için CAN veriyolu aracılığıyla araç bilgi görüntüleme sistemine gönderilmesi.Ayrıca araç kontrolörü, CAN veri yolu üzerindeki her modülün iletişimini düzenli olarak algılar.Otobüsteki bir düğümün normal şekilde iletişim kuramadığını tespit ederse, arıza bilgisini araç bilgi görüntüleme sisteminde görüntüleyecek ve ilgili acil durumlar için makul önlemler alacaktır.Sürücünün aracın mevcut çalışma durumu bilgisini doğrudan ve doğru bir şekilde alabilmesi için aşırı koşulların oluşmasını önlemek için işleme.
(6) Arıza teşhisi ve işlenmesi Arıza teşhisi için aracın elektronik kontrol sistemini sürekli olarak izleyin.Arıza göstergesi arıza kategorisini ve bazı arıza kodlarını gösterir.Arıza içeriğine göre ilgili güvenlik koruma işlemini zamanında gerçekleştirin.Daha az ciddi arızalarda, bakım için yakındaki bir bakım istasyonuna düşük hızda gitmek mümkündür.
(7) Harici şarj yönetimi, şarj bağlantısını gerçekleştirir, şarj işlemini izler, şarj durumunu bildirir ve şarjı sonlandırır.
(8) Teşhis ekipmanının çevrimiçi teşhisi ve çevrimdışı tespiti, harici teşhis ekipmanıyla bağlantı ve teşhis iletişiminden sorumludur ve veri akışlarının okunması, arıza kodlarının okunması ve temizlenmesi ve kontrol bağlantı noktalarında hata ayıklama dahil olmak üzere UDS teşhis hizmetlerini gerçekleştirir. .
Aşağıdaki şekil saf elektrikli araç araç kontrolörünün bir örneğidir.Sürüş ve şarj sırasında kontrol sinyallerini toplayarak sürücünün niyetini belirliyor, aracın elektronik kontrol ekipmanını CAN veri yolu üzerinden yönetip programlıyor ve farklı modeller için farklı modeller kullanıyor.Araç tahrik kontrolünü, enerji optimizasyon kontrolünü, frenleme enerjisi geri kazanım kontrolünü ve ağ yönetimini gerçekleştirmek için kontrol stratejisi.Araç kontrolörü, mikro bilgisayar, akıllı güç sürücüsü ve CAN veri yolu gibi teknolojileri benimser ve iyi dinamik yanıt, yüksek örnekleme doğruluğu, güçlü anti-parazit yeteneği ve iyi güvenilirlik özelliklerine sahiptir.
Saf elektrikli araç araç kontrolörü örneği
3. Araç Kontrol Cihazı Tasarım Gereksinimleri
Araç kontrol cihazına doğrudan sinyal gönderen sensörler arasında gaz pedalı sensörü, fren pedalı sensörü ve vites anahtarı yer alır; burada gaz pedalı sensörü ve fren pedalı sensörü çıkış analog sinyalleridir ve vites anahtarının çıkış sinyali bir anahtar sinyalidir.Araç kumandası, motor kumandasına ve akü yönetim sistemine komutlar göndererek tahrik motorunun çalışmasını ve güç aküsünün şarj ve deşarjını dolaylı olarak kontrol eder ve ana röleyi kontrol ederek yerleşik modülün açma-kapama işlemini gerçekleştirir. .
Araç kontrol ağının bileşimine ve araç kontrolörünün giriş ve çıkış sinyallerinin analizine göre, araç kontrolörünün aşağıdaki teknik gereksinimleri karşılaması gerekir.
① Donanım devresini tasarlarken elektrikli aracın sürüş ortamı tamamen dikkate alınmalı, elektromanyetik uyumluluğa dikkat edilmeli ve parazit önleme yeteneği geliştirilmelidir.Araç kontrolörünün aşırı durumların ortaya çıkmasını önlemek için yazılım ve donanım açısından belirli bir kendini koruma yeteneğine sahip olması gerekir.
② Araç kontrol cihazının, çeşitli giriş bilgilerini hızlı ve doğru bir şekilde toplayabilmesi için yeterli I/O arayüzüne ve gaz pedalı sinyallerini ve fren pedalı sinyallerini toplamak için en az iki A/D dönüşüm kanalına sahip olması gerekir.Araç vites sinyalini toplamak için bir dijital giriş kanalı kullanılır ve araç rölesini sürmek için birden fazla güç tahrik sinyali çıkış kanalı bulunmalıdır.
③ Araç kumandası çeşitli iletişim arayüzlerine sahip olmalıdır.CAN iletişim arayüzü, motor kontrolörü, akü yönetim sistemi ve araç bilgi görüntüleme sistemi ile iletişim kurmak için kullanılır.Ana bilgisayarla iletişim kurmak için RS232 iletişim arayüzü kullanılır ve bir RS-485 iletişim arayüzü ayrılmıştır./422 iletişim arayüzü, bazı araç dokunmatik ekran modelleri gibi CAN iletişimini desteklemeyen cihazlarla uyumlu olabilir.
④ Farklı yol koşullarında araç farklı şok ve titreşimlerle karşılaşacaktır.Araç kontrol cihazının, aracın güvenilirliğini ve emniyetini sağlamak için iyi bir şok direncine sahip olması gerekir.
Gönderim zamanı: Kasım-09-2022