整车控制器功能开发(一):低压上下电时序管理
北冥有鱼
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2019.12.31
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1. 概述

在电动汽车中,整车控制器VCU是核心控制部件,是电动汽车各个子系统的调控中心,协调管理整车的运行状态,它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数,从而协调各个动力部件的运动,保障电动汽车的正常行驶。此外,可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。整车控制器结构图如下图所示:

本章节将简要讲述整车控制器功能开发低压上下电时序管理部分。纯电动汽车上下电控制策略开发设计的目的在于,通过采集钥匙及踏板等驾驶员动作信号,并通过CAN总线,与BMS和MCU等节点进行通讯,来控制整车实现安全高低压上电和下电流程。

2. 功能描述

整车控制器(VCU)作为整车控制的核心部件,对部分系统继电器、继电器以及所控制的附件需进行低压管理以满足整车及相关控制器的工作需求。

2.1 低压上电

VCU可以通过检测IG ON信号、充电唤醒信号或CAN信号启动控制器,来完成低压上电,只要以上任一种情况满足,VCU就执行低压上电功能,VCU被唤醒后,则发送网络管理报文或硬线唤醒其它节点。

1)钥匙上电

步骤1:VCU检测到钥匙IG ON硬线信号,VCU被唤醒;

步骤2:VCU开始自检,若自检失败,则VCU自动复位;

步骤3:自检通过,且蓄电池电压满足工作电压,则发送网络管理报文或硬线唤醒其它网络节点。

2)充电唤醒上电

步骤1:VCU检测到充电唤醒硬线信号,VCU被唤醒;

步骤2:VCU开始自检,若自检失败,则VCU自动复位;

步骤3:自检通过,且蓄电池电压满足工作电压,则发送网络管理报文或硬线唤醒其它网络节点。

3)CAN唤醒上电

步骤1:VCU检测到特定的CAN网络信号,VCU被唤醒;

步骤2:VCU开始自检,若自检失败,则VCU自动复位;

步骤3:自检通过,且蓄电池电压满足工作电压,则发送网络管理报文或硬线唤醒其它网络节点。

2.2 低压下电

高压下电结束或者车辆在未上高压情况下,可以进行低压下电,进入低压下电流程,发送下电报文后,在规定时间内断开响应的继电器,系统继电器等完成低压下电。

1)钥匙下电

步骤1:VCU检测到IG OFF信号且高压下电完成或未上高压的条件下,进入低压下电流程;

步骤2:当VCU发送LV Poweroff一定时间后,断开继电器、系统继电器,完成低压下电。

2)充电唤醒下电

步骤1:VCU检测到充电唤醒信号无效,或者收到BMS反馈充电完成或充电故障,且高压下电完成或未上高压的条件下,进入低压下电流程;

步骤2:当VCU发送LV Poweroff一定时间后,断开继电器、系统继电器,完成低压下电。

3)CAN唤醒下电

VCU持续一定时间内检测到该节点上无NM CAN信号,则认为自身睡眠条件满足,停止发送该网络报文,进入低压下电流程,当该节点上均不发送报文后,VCU进行下电休眠。

3. 功能接口

低压上下电输入和输出接口,如下表所示。

4. 功能实现

策略模型包括唤醒方式、高低压状态、休眠状态,通过这些状态去实现对高压上下电、低压继电器等的控制。简化模型示意图如下所示:

低压上下电管理状态控制逻辑模块如下图所示,其包含CAN唤醒状态、充电状态、钥匙ON状态,下电等待状态等。整车根据相应的唤醒模式进入对应的任务状态,充电优先级高于钥匙ON状态,当没有唤醒源时进入休眠等待状态,等休眠条件满足后便进入休眠。

5. 后期展望

本章节简要描述了整车控制器功能开发过程中低压上下电管理功能的一般需求及实现方法,下一章节,将介绍整车控制器功能开发的高压上下电功能。整车控制器功能开发(二):高压上下电时序管理

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