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1、整车控制器介绍资料整车控制器介绍资料整车控制系统部目录1.整车控制器控制功能和原理42.整车控制器特征53.整车控制器接口定义及其电气参数64.整车控制器电气原理图105.控制策略描述11版本：V0.1第 4 页 共 12 页2009-12-14修改记录版本号作者修改时间修改描述V0.12009-12-11初稿版权说明：禁止任何未经天津清源电动车辆有限责任公司书面同意部分或完全使用本文件！1. 整车控制器控制功能和原理电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、变速箱、制动等动力系统，以及其它附件如空调、助力转向等。各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目
2、标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配。因此，纯电动也需要一个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。纯电动车辆以整车控制器为主节点的、基于高速CAN总线的分布式动力系统控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。整车控制器的功能如下： （1） 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆动力分配。（2） 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。（3） 仪表的辅助驱动。（4） 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系
3、统其他部件故障并进行相应的故障处理，按照标准格式存储故障码。标准故障码显示。（5） 在线配置和维护：通过车载标准CAN端口，进行控制参数修改，匹配标定，功能配置，监控，基于标准接口的调试能力等。（6） 能量管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管理，以获得最佳的能量利用率。（7） 功率分配：通过综合车辆信息、电池和电机信息计算电机功率的分配，进行车辆的驱动和制动能量回馈控制。从而在系统的允许下能获得最佳的驾驶性能。（8） 真空助力泵的控制及故障诊断，真空泵故障时电制动辅助控制。（9） 坡道驻车辅助控制。（10） 坡道起步时防止往后溜车控制。2. 整车控制器特征由于电动汽车
4、整车控制器是在高干扰环境下运行，同时整车控制器是否正常工作直接影响系统的安全性，因此整车控制器的设计基于高要求、高可靠的基础进行设计。整车控制器的特征为： 电压的工作范围为630V； 整车控制器接电池的常电，要求其关闭后漏电流小于1mA； 整车控制器工作的温度范围-40 to 85； 采用4层电路板设计； 不带防水功能。 带两路CAN总线及一路K线（用于接诊断设备）； 预留钥匙加密接口（串口）； ECU输出+5V电源给传感器供电（50mA带电流限制）； 接受油门踏板、制动压力信号及节气门开度等模拟量信号； 接受暖风请求、空调开关、钥匙信号ON/start、前进挡、倒挡、纯电动开关、制动开关信号
5、、真空泵压力信号、车速信号、充电状态、手刹信号等开关信号； 有六路继电器控制的驱动、2路指示灯驱动及2路DA输出；可靠性特征： 电源反接保护； 电源的浪涌，过压保护； ESD保护(防静电)； 功率器件过压，过流，过温保护； 输入和输出管脚对地，对电源短接和开路保护及诊断； 所有的传感器都具有故障时的默认状态。 符合GB/T 2423.1电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法的规定。 符合GT/T2423.2电工电子产品基本环境试验规程 试验B：高温试验方法的规定。 符合GB/T 2423.10电工电子产品环境试验 第二部分：试验发放 试验Fc和导则：振动（正弦）的规定。 符合GB/T
6、 4942.2低压电器外壳防护等级的要求。 符合GB/T 17619机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法的规定。3. 整车控制器接口定义及其电气参数ECU的接口的管脚分配如表1所示：表1：整车控制器接口管脚分配插座型号：J1插座管脚外形示例：管脚号功能电气参数管脚号功能电气参数1电池供电（常电）630V/8.75V(高电平有效)3钥匙ON信号8.75V(高电平有效)4钥匙Start信号8.75V(高电平有效)5地线6地线7NC.8地线9NC.10NC.11串口-发送RS-232电平12串口-接受RS-232电平插座型号：J2插座管脚外形示例：管脚号功能电气参数管脚号功能电气参数13
7、传感器5V供电50mA14地线15油门踏板_105V16油门踏板_205V17制动压力传感器05V18真空压力传感器05V19预留模拟量输入05V20预留模拟量输入05V21预留模拟量输入05V22预留模拟量输入05V23地线24地线25电机温度模拟输出05V/10mA26SOC模拟输出信号05V/10mA27电机转速模拟输出PWM/低端开关28故障灯PWM/低端开关插座型号：J3插座管脚外形示例：管脚号功能电气参数管脚号功能电气参数29CANH1兼容ISO/DIS 1189830CANL1兼容ISO/DIS 1189831CANH2兼容ISO/DIS 1189832CANL1兼容ISO/DI
8、S 1189833K线34地线35空调开关高/低电平有效36车速输入PWM输入37倒档高/低电平有效38前进档高/低电平有效39制动踏板开关高电平有效40预留输入高/低电平有效41地线42地线43压力开关高/低电平有效44暖风开关高/低电平有效45压力开关2高/低电平有效46充电指示灯47继电器控制1A/低端开关48继电器控制1A/低端开关49地线50地线51继电器控制1A/低端开关52继电器控制1A/低端开关53继电器控制1A/低端开关54继电器控制1A/低端开关整车控制器采用AMP公司ECU用高密度接插件：ECU端54引脚，型号：175448-1插头3个： 第1个26个引脚，型号：1745
9、16-1第2个16个引脚，型号：175442-1第3个12个引脚，型号：174514-1 MOQ整车控制器接口连接的原理图如图1所示，整车控制器的接线方式应参考原理图的连接关系，否则容易损坏整车控制器。图1 整车控制器接口连接的原理图4. 整车控制器电气原理图整车控制器电气原理图如图2所示，其包括： 微控制器模块，为整车控制器的控制中心，负责数据的运算及处理, 也是控制方法实现的载体； 信号处理模块，用于模拟和数字量输入量的滤波和调理，其一端与多个传感器或开关相连，另一端与微控制器相接； 功率驱动模块，用于驱动多个继电器、状态指示灯和模拟仪表接口等驱动，与微控制器通过I/O相连，同时微处理器还
10、通过SPI总线进行故障的诊断。另一端与多个继电器或指示灯相接； 电源模块，可为各输入和输出模块提供电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连； 通讯接口模块，作为与其它设备相连的接口与微控制器相连。包括两路CAN总线、KWP总线及RS232总线。图2 整车控制器电气原理图5. 控制策略描述整车控制策略主要是为了使车辆在整车的条件允许下获得最佳的动力性、经济性及驾驶舒适性。其具体的功能如下： 在没有电池能量限值条件下，在所有工况下，如何获得最优的动力系统的加速性能； 在没有电池允许的条件下，如何获得最多的回馈能量； 确保司机可以接受的驾驶感觉； 在车辆系统状态正确情况下，如何获得高的能量利用率
11、； 在电池能量限制的条件下，如何避免“切断”； 在故障的运行情况下，如何确保车辆的安全及“跛行”。整车控制策略框图如图3所示。控制策略包括司机驾驶意图解析、车辆模式管理及能量管理算法三部分组成。在司机驾驶意图解析模块中，整车控制策略通过钥匙信号、档位位置、油门踏板位置和制动踏板位置传感器能捕获司机的操作过程，从而得到司机的驾驶意图。其中油门踏板传感器决定车辆的驱动力矩请求，而制动踏板传感器位置决定了司机的制动力矩的请求。在车辆模式管理中，控制器通过钥匙信号及档位位置能决定车辆处于那种模式。当钥匙在“ON”档时，控制模式从停车进入系统自检、就绪模式，当检测到钥匙的“Start”信号时，系统进入预驾驶模式，在这个模式下，系统会合上主接触器等附件，处于随时整备行车的状态；经过这个模式后，整车控制器软件检查司机的档位能判断车辆是前进、后退和怠速模式等。能量管理算法中，整车控制器根据车辆当前的状态和司机的驾驶需求来分配电机的功率。图3 整车控制策略框图
