纯电动汽车整车控制器TAC

1、纯电动汽车整车限制器(TAC)工程介绍：纯电动汽车整车限制器对新能源汽车的动力性、平安性、经济性、操纵稳定性和舒适性等都有重要影响,它是新能源汽车上的一种关键装置.在车辆行驶过程中,整车限制器通过开关输入端口、模拟量转换模块、CAN总线等硬件线路采集路况信息、驾驶员意图、车辆状态、设备运行状态等参数,依托高速运行的CPU和限制端口来执行预设的限制算法和治理策略,再将指令和信息等通过CAN总线、开关输出端口等对动力系统的执行部件进行实时的、可靠的、科学的限制,以实现车辆的动力性、可靠性和经济性.其硬件结构框图如图一所示.先他JTKi'J4r耻礼中者H靶MC#墨加稠|比哥美嗯速取离|RN微

2、限制器I-'J-.d一乳工整车限制器实物图如图二所示.电把斗主单电泡Slf血的捐小L*P常通*堂鼎惧电.rx,DC-w,tfi工马十性能指标:1工作环境温度：-30C+80C2相对湿度：5%93%3海拔高度：不大于3000m4工作电压：18VDC-32VDC5防护等级：IP65功能指标：1系统响应快,实时性高2采用双路CAN总线商用车SAEJ1939协议3多路模拟量采样采样精度10位；2路模拟量输出精度12位4多路低/高端开关输出5多路I/O输入6关键信息存储7脉冲输入捕捉8低功耗,休眠唤醒功能该工程使用的INFINEON的物料清单：TC1782TLE7368-3ETLE6240GPB

3、TS4880RIPG20N06S2L-65xxxxxx发表于2021-5-2311:27:45|只看该作者卜|整车限制器(VMSvehiclemanagementSyetem),即动力总成限制器.是整个汽车的核心限制部件,它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号,并做出相应判断后,CAN网限制下层的各部件限制器的动作,驱动汽车正常行驶.作为汽车的指挥治理中央,动力总成限制器主要功能包括：驱动力矩限制、制动能量的优化限制、整车的能量治理、络的维护和治理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等,它起着限制车辆运行的作用.因此VMSW优劣直接影响着整车性能.纯电动汽车整车限制器(VehicleCon

4、troller)是纯电动汽车整车限制系统的核心部件,它对汽车的正常行驶,再生能量回收,网络治理,故障诊断与处理,车辆的状态与监视等功能起着关键的作用.与各部件限制器的动态限制相比,整车限制器属于治理协调型限制.整个车辆系统采用一体化集成限制与分布式处理的车辆限制系统的体系结构,各部件都有独立的限制器,整车限制器对整个系统进行能量治理及各部件的协调限制.为满足系统数据交换量大,实时性、可靠性要求高的特点,整个分布式限制系统之间采用CAN总线进行通讯.整车限制器主要由限制器主芯片,Flash存储器和RAMi?储器及相关电路组成,限制器主芯片的输出与Flash存储器和RAMi?储器的输入相连.整车限

5、制器通过CAN总线接口连接到整车的CAN3络上与整车其余限制节点进行信息交换和限制.限制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等.微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点,适合实现整车复杂的限制策略和算法.CANa信模块符合CAN2.0B技术标准,采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计；BDM调试模块用于实时对限制程序进行调试、修改；串口通信模块用于对限制系统的诊断和标定；电源模块进行了二级滤波的冗余设计,保证限制器在车载12V系统供电情况下正常工作,并具短路保护功能.CAN全称

6、为"ControllerAreaNetwork",即限制器局域网,是一种国际标准的,高性价的现场总线,在自动限制领域具有重要作用.CAN一种多主方式的串行通讯总线,具有较高的实时性能,因此,广泛应用于汽车工业、航空工业、工业限制、平安防护等领域.决策层限制单元是车辆智能化的关键,其收集车辆运行过程中的信息,并根据智能算法的决策向物理器件层限制单元发送命令；动力源限制单元负责调节动力源系统部件以满足决策层限制单元的命令要求；驱动/制动限制单元那么调节双向变量电机和能耗制动系统实现车辆的各种工况,如驱动限制、防抱制动等.整车限制器功能需求：整车限制器在汽车行驶过程中执行多项任务

7、,具体功能包括：(1)接收、处理驾驶员的驾驶操作指令,并向各个部件限制器发送限制指令,使车辆按驾驶期望行驶.(2)与电机、DC/DC蓄电池组等进行可靠通讯,通过CAN总线以及关键信息的模拟量进行状态的采集输入及限制指令量的输出.3接收处理各个零部件信息,结合能源治理单元提供当前的能源状况信息.4系统故障的判断和存储,动态检测系统信息,记录出现的故障.5对整车具有保护功能,视故障的类别对整车进行分级保护,紧急情况下可以关掉发电机及切断母线高压系统.6协调治理车上其他电器设备.整车限制器是一个多输入、多输出、数模电路共存的复杂系统,其各个功能电路相对独立.因此,根据模块化思想设计硬件系统的各个模块

8、,主要包括：最小应用系统模块,电源模块,CAN!讯模块,串口通讯模块,数模输入输出模块.其中MCU是整车限制器的核心,它负责数据的采集和处理、逻辑运算以及限制的实现等,MCU的选取是整个硬件设计过程中最重要的任务.天津清源电动汽车在整车开发方面,天津清源电动车辆有限责任公司和一汽天津夏利股份牵头,中国汽车技术研究中央、天津大学、天津和平海湾公司和天津蓝天高科公司等十几个单位共同参与合作开发出XL2000型纯电动轿车.纯电动汽车一共有9个工作模式：停车状态、充电状态、启动状态也可以称为自检状态、运行状态、车辆前进/后退状态、回馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、重大故障状态.每个状态的具体含

9、义如下：1、停车状态：纯电动客车处于停车状态,此时系统的主继电器断电,系统中各个节点停止运行.2、充电状态：当纯电动客车在停车状态下,插上充电插头或者按下充电按钮时,整车限制器限制组合仪表显示电池充电状态,并对电池工作状态进行实时监测；电池ECUS入充电程序,并强制切断动力电机继电器的回路电源.3、启动状态：在整车限制器确认拔掉充电插头时,拨动汽车钥匙位置,这时系统中各个节点进入自检状态.4、运行状态：拨动汽车钥匙到指定位置,整车限制器向电机ECU发送准备开车指令；整车限制器收到就绪指令后,闭合主继电器,进入行车程序.同时,电池ECUS入电池治理程序.5、车辆前进、后退状态：整车限制器通过对当

10、前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机限制器发出信号,动力电机限制器接收到方向信号和驱动转矩给定值信号后,限制动力电机进入运转状态,并根据方向信号确定动力电机的转向,以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小,限制电机的输出功率以实现动力性目标.6、回馈制动状态：当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时,整车限制器发送符合回馈制动要求的负扭矩给电机ECU电机ECU®入发电程序,电池ECU进入电池回馈管理程序.7、机械制动状态：制动踏板离开回馈制动区,电机ECU停止发电程序,整车限制器进入机械制动程序,电池ECU停止回馈.8、一般故障状态：ECU佥测到一般故障,整车

11、限制器报警报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息,通知其他的节点,整个系统降级运行.9、重大故障状态：ECU艮警紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点,必要时切断主继电器电源,系统停车.整车CAN网络拓扑结构从实时性和平安性的角度出发,该整车限制器可直接采集局部限制信号,这些信号包括制动踏板、油门踏板等模拟信号以及其它一些数字量信号.整车限制器具有对动力总成部件进行直接限制的信号通道,包括PWM口数字量输出等.电动汽车限制器高尔夫车限制器电动游览车限制器特点：* 强大智能的微处理器* 高速低损耗同步整流PW蜩制* 严格的电流限制和转矩限制* 低电磁干扰,抗干扰、抗震动性能强* 故障指示灯指

12、示各种故障,方便用户检测和维护* 设有电池保护功能：当电池电压较低时会及时进行报警并进行电流衰减,过低时停止输出以保护电池* 美观并能快速散热的铝制带散热刺外壳* 镀了多层金属的铜制连接器,插拔式接头,防锈导电性能强* 设有过温保护功能：当温度过高或过低时会自动进行电流衰减,以保护限制器和电池* 倒车时速度限制为全速的一半,以保证平安* 设有油门、刹车信号传感器开路检测及保护* 油门保护：当翻开钥匙时将检测油门信号,如果信号较高将不输出以保证平安* 电流倍增：在绝大多情况下电机电流远大于电池电流* 安装简易：使用一个2线0-5K油门电位器即可工作* 连接计算机串口可以对限制器进行配置,限制器配

13、置程序可运行所有的Windows版本之上仅能使用我们提供的专用电缆附加功能在反面板：* 可选主继电器PW喻出,省电并可保护继电器* 可选倒车喇叭、车速指示表pwM1号输出* 刹车开关信号用于限制发电* 刹车模拟信号用于可调发电功能* 油门开关提供更佳的平安* 第二个油门信号5K-0K提供更佳的平安特性* 高端驱动方式提供了最正确的电磁兼容性及更好的平安特性推荐使用,免费升级！规格：* 工作频率：16.6KHZ* 待机电流：小于15mA* 标准踏板输入：0-5K电阻土10%也可用其它方式* 全功率工作温度范围：-30°C至90°C,100°C关机限制器环境温度* 1

14、分钟工作电流：200A/300A/400A/500A/600A* 3分钟工作电流：150A/220A/300A/360A/420A* 连续工作电流：120A/160A/200A/250A/300A* 主继电器驱动水平：3A峰值及1A保持驱动* 电流指示表或喇叭输出：200mA多能源动力总成限制器的软件系统分为以下5个主要模块：1系统初始化模块,主要完成CAN定时器、系统状态参数的初始化工作,系统初始化是启动HCUE常运行的前提;2CAN通迅*II块,完成总线上各信息的接收,作为HCU制定限制策略的输入条件,同时将HCU的功率分配和系统限制策略发送到CAN总线上.其它限制器接收到HCU$制信息后

15、执行控制目标；(3)定时器模块,根据通讯协议定时启动CAN信息的发送,同时给系统提供时间参量,用于总线故障监测模块中故障判断的时间参考,和在限制算法中的积分运算的时间基准;(4)总线故障监测模块,根据通讯协议定时启动CAN言息的发送,同时负责定时检查线上各模块的通讯状况,一旦总线上同时由节点不能正常参与总线通讯那么向系统发出报警信息；(5)限制算法模块,限制算法模块负责制动整车的限制策略,它是整个HCU©制程序的核心.限制算法模块主要包括系统工作模式判断、当前状态下的ISG功率需求分析、系统故障诊断,基于故障的ISG能量衰减限制和系统输出预备.纯电动轿车的主限制器的主要功能包括：驱动

16、力矩限制、制动能量的优化限制、整车的能量治理、CAN网络的维护和治理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等.某研究机构开发的主限制器照片如图2-9所示.(1)汽车驱动限制根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况,经分析和处理,向电机限制器发出指令,满足驾驶工况要求.包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况.(2)整车能量优化治理通过对电动汽车的电机驱动系统、电池治理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统(如空调)的协调和治理,以获得最正确的能量利用率.(3)网络治理整车限制器作为信息限制中央,负责组织信息传输,网络状态监控,网络节点治理等功能,网络故障诊断和处理.(4)回馈制动限制根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息,向电机限制器发出制动指令,在不影响原车制动性能的前提下,回收局部能量.(5)故障诊断和处理连续监视整车电控系统,进行故障诊断.存储故障码,供维修时查看.故障指示灯指示出故障类别和局部故障码.根据故障内容,及时进行相应平安保护处理.对于不太严重的故障,能做到“跛行回家.(6)车辆状态监测和显示主限制器通过传感器和CAN总线,检测车辆状态及其各子系统状态