《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)》 課件 4.2 整車控制策略

新能源汽車電驅(qū)與控制技術(shù)

項(xiàng)目一新能源汽車高壓供電控制系統(tǒng)項(xiàng)目二新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)

項(xiàng)目三新能源汽車電驅(qū)控制系統(tǒng)項(xiàng)目四新能源汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車控制策略

任務(wù)一電驅(qū)熱管理系統(tǒng)檢修

任務(wù)二整車控制策略項(xiàng)目四新能源汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車控制策略一、任務(wù)引入新能源汽車整車控制系統(tǒng)是一個(gè)由多模塊、多層級(jí)協(xié)同控制的綜合控制平臺(tái)，而不是由某一個(gè)控制模塊獨(dú)立完成的系統(tǒng)。了解新能源汽車整車控制系統(tǒng)的組織架構(gòu)，有利于提高維修人員對(duì)新能源車整車控制系統(tǒng)的故障診斷和維修技能水平。二、任務(wù)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解分布式電子電氣整車控制架構(gòu)特點(diǎn)。了解域集中式電子電氣整車控制架構(gòu)特點(diǎn)。了解車輛集中式電子電氣整車控制架構(gòu)特點(diǎn)。了解幾種常用總線類型結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)。技能目標(biāo)：具有新能源汽車分布式電子電氣整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)認(rèn)知及故障診斷能力。職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：嚴(yán)格執(zhí)行新能源汽車檢修操作規(guī)范，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練過程和結(jié)果的習(xí)慣，為下次訓(xùn)練積累經(jīng)驗(yàn)。虛心向他人學(xué)習(xí)，尊重他人勞動(dòng)。養(yǎng)成團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。嚴(yán)格執(zhí)行7S現(xiàn)場(chǎng)管理。三、知識(shí)空間目前，我國(guó)汽車“新四化”整體進(jìn)程較快，電動(dòng)化愈發(fā)成熟，智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展將開啟新能源汽車革命的下半場(chǎng)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展與融合，“軟件定義汽車”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。汽車傳統(tǒng)分布式整車電子電氣架構(gòu)難以滿足日益增長(zhǎng)的智能化需求，能夠集合算力、降低線束及制造成本、提升復(fù)用率的域集中式架構(gòu)乃至車輛集中式架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，汽車域控制器架構(gòu)時(shí)代正在加速到來(lái)。博世將汽車整車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)分為三大階段，其中三大階段分別是分布式電子電氣架構(gòu)、域集中式電子電氣架構(gòu)和車輛集中式電子電氣架構(gòu)。傳統(tǒng)車型采用分布式電子電氣架構(gòu)，目前中高端車型已開始普及域集中式電子電氣架構(gòu)，車輛集中式電子電氣架構(gòu)也已經(jīng)開始應(yīng)用。1.分布式電子電氣整車控制架構(gòu)新能源汽車經(jīng)過近十年的技術(shù)進(jìn)步，由傳統(tǒng)汽車技術(shù)向新能源汽車電動(dòng)化技術(shù)轉(zhuǎn)型已經(jīng)完成，早期新能源汽車整車控制架構(gòu)是由傳統(tǒng)汽車演變而來(lái)，仍采用分布式電子電氣架構(gòu)。1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略傳統(tǒng)汽車的電子電氣架構(gòu)一般采用分布式，分布式電子電氣架構(gòu)過于復(fù)雜且難以快速迭代升級(jí)，其控制中樞由電子控制單元ECU通過CAN總線和LIN總線連接，在傳感器、電源及通信芯片、執(zhí)行器等零部件的配合下，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車狀態(tài)與功能的操控。每個(gè)控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的ECU，不同的電控系統(tǒng)功能保持獨(dú)立性，每增加一個(gè)功能就需要增加一個(gè)ECU，因此傳統(tǒng)汽車智能功能的增加和升級(jí)主要依賴于ECU和傳感器數(shù)量的累加，分布式電子電氣架構(gòu)算力分散、布線復(fù)雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點(diǎn)越來(lái)越突出。1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（1）純電動(dòng)汽車整車控制車策略純電動(dòng)汽車的整車控制系統(tǒng)基本組成如圖所示。1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略純電動(dòng)汽車的整車控制平臺(tái)一般分為三級(jí)。整車控制模塊（VCU）為主系統(tǒng)的頂層控制器，為一級(jí)控制器，是控制內(nèi)容和功能權(quán)限最高的決策層控制器，直接接收反映駕駛?cè)笋{駛意圖的傳感器信號(hào)用于整車控制；主系統(tǒng)二級(jí)控制器為執(zhí)行層控制器，每個(gè)控制模塊接收上層控制器指令和各自控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各自控制系統(tǒng)的專有功能，是該控制系統(tǒng)的控制中心。一級(jí)和二級(jí)控制器構(gòu)成整車控制的主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，共同實(shí)現(xiàn)整車控制功能，目前CAN2.0總線是主系統(tǒng)各控制模塊之間進(jìn)行信息交換的主要網(wǎng)絡(luò)類型。三級(jí)控制器為二級(jí)控制器的子系統(tǒng)，一般采用CAN總線或LIN總線，主要用于信息采集和執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，如電池管理器的子系統(tǒng)電池檢測(cè)模塊（或稱為信息采集器）、空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的控制等。1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略純電動(dòng)汽車分布式整車控制架構(gòu)層級(jí)1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略分布式電池管理系統(tǒng)電池管理器BMS電池監(jiān)測(cè)子網(wǎng)1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略純電動(dòng)汽車的整車控制器VCU是整車控制平臺(tái)的決策中心，負(fù)責(zé)接受駕駛?cè)说鸟{駛意圖，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行整車控制，是整車控制內(nèi)容和功能的最高層級(jí)控制器。純電動(dòng)汽車整車控制器VCU整車控制原理1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略控制功能控制內(nèi)容電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制整車控制器根據(jù)司機(jī)的駕駛（加減速、制動(dòng)、換擋等）要求、車輛狀態(tài)、道路及環(huán)境狀況，經(jīng)過分析和處理，計(jì)算蓄電池可用電量、電機(jī)可用扭矩，決定變速檔位，向電機(jī)控制器發(fā)出電機(jī)扭矩指令，滿足駕駛工況要求。對(duì)于多電機(jī)系統(tǒng)，這些控制功能和內(nèi)容同樣存在，還要增加多電機(jī)扭矩分配等控制內(nèi)容。再生制動(dòng)控制整車控制器根據(jù)制動(dòng)踏板和加速踏板信息、車輛行駛狀態(tài)信息、蓄電池荷電狀態(tài)信息，計(jì)算再生制動(dòng)執(zhí)行量、制動(dòng)減速度，向電機(jī)控制器發(fā)出電機(jī)充電扭矩指令，當(dāng)滿足制動(dòng)回饋條件時(shí)，將能量反充給動(dòng)力電池組。整車能量管理與優(yōu)化整車控制器通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)連接共同承擔(dān)整車的能量管理，以提高能量的利用率。在電池管理系統(tǒng)的協(xié)助下完成參數(shù)監(jiān)測(cè)、信息通訊、充放電控制、熱管理、故障診斷等功能；根據(jù)蓄電池信息及空調(diào)控制器的請(qǐng)求電量，發(fā)送最終空調(diào)控制器許可電量，對(duì)空調(diào)進(jìn)行負(fù)荷控制；蓄電池可用電量不足時(shí)，指令電機(jī)控制器功能限制(功率限制和停機(jī))，進(jìn)行低SOC控制；根據(jù)蓄電池信息及車輛的狀態(tài)決定DC/DC工作模式，控制低壓電氣負(fù)荷電源。通過綜合分析判斷，并根據(jù)具體行駛情況實(shí)現(xiàn)車輛安全行駛和能量的合理分配。整車網(wǎng)絡(luò)化管理整車控制器作為信息控制中心，負(fù)責(zé)組織信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理、信息優(yōu)先權(quán)的動(dòng)態(tài)分配（網(wǎng)關(guān)功能）等功能，對(duì)儀表進(jìn)行電量表、能量流、節(jié)能燈、換檔、維修燈及準(zhǔn)備就緒燈點(diǎn)亮請(qǐng)求等顯示控制，并根據(jù)蓄電池可用電量、歷史行駛情況顯示車輛的續(xù)航里程。車輛狀態(tài)監(jiān)示和故障診斷及保護(hù)車載網(wǎng)絡(luò)所連接的各個(gè)子系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)將各自控制對(duì)象的信息發(fā)布至總線上，由整車控制器通過綜合數(shù)字儀表顯示出來(lái)，整車控制器能對(duì)故障信息及時(shí)處理并做出相應(yīng)的安全保護(hù)處理。純電動(dòng)汽車整車控制器VCU主要控制內(nèi)容及功能表1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略整車控制器VCU的硬件和軟件功能決定了其控制功能與內(nèi)容。整車控制器VCU內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能示意圖1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（2）混合動(dòng)力汽車整車控制策略混合動(dòng)力汽車與純電動(dòng)汽車整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相近，只是控制功能和內(nèi)容比純電動(dòng)汽車更為復(fù)雜。在混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中混動(dòng)（整車）控制器HCU為決策層控制器，是層級(jí)最高的控制單元，充當(dāng)各種角色并保持最佳性能。它能控制ECU、MCU、TCU、BMS、OBC、DC-DC、HVAC等?；旌蟿?dòng)力汽車分布式整車控制架構(gòu)層級(jí)1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略混合動(dòng)力汽車的混動(dòng)控制器HCU（也可稱作整車控制器VCU）是整車控制平臺(tái)的控制中心，負(fù)責(zé)接受駕駛?cè)说鸟{駛意圖，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行整車控制，是整車控制內(nèi)容和功能的最高層級(jí)控制器。各系統(tǒng)在混動(dòng)控制器HCU的協(xié)調(diào)控制下，主要服務(wù)于整車能量管理和動(dòng)力控制。混合動(dòng)力汽車整車控制器HCU整車控制功能原理圖1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略HCU的主要功能包括：測(cè)定扭矩需求；協(xié)調(diào)扭矩控制；再生制動(dòng)控制；電動(dòng)驅(qū)動(dòng)（EV）和混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)（HEV）模式判定；動(dòng)力電池充電狀態(tài)（SOC）平衡；發(fā)動(dòng)機(jī)控制；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止控制。HCU接收駕駛員操作的換檔指令、加速踏板、制動(dòng)等信號(hào)，HCU根據(jù)車輛的行駛條件和動(dòng)力電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行不同的控制，以通過通信接收的車輛及動(dòng)力電池信息為基準(zhǔn)，HCU適當(dāng)?shù)胤峙涓骺刂破魉璧母唠妷?。HCU接收信號(hào)通過綜合計(jì)算后，向相關(guān)系統(tǒng)控制模塊發(fā)出指令。整車控制最主要和重要的控制內(nèi)容是動(dòng)力控制，通過協(xié)調(diào)其他控制系統(tǒng)，為電驅(qū)系統(tǒng)提供可靠安全的高壓電源。一定程度范圍內(nèi)，HCU的功能與控制內(nèi)容基本代表和反映了整車的控制功能與內(nèi)容。1.1分布式電子電氣架構(gòu)整車控制策略混合動(dòng)力汽車整車控制器HCU主要控制內(nèi)容及功能表控制功能控制內(nèi)容SOC平衡控制發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保持動(dòng)力電池的最佳SOC值。如果SOC處于過充狀態(tài)時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)增加使電池放電；如果SOC低到一定值，那么汽車的電力輸出將受到限制，發(fā)動(dòng)機(jī)需要輸出額外的動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給動(dòng)力電池充電。驅(qū)動(dòng)扭矩分配（動(dòng)力模式控制或稱為混動(dòng)控制）混動(dòng)控制模塊HCU控制車輛在各種驅(qū)動(dòng)條件下使用最有效的電源。當(dāng)車輛起動(dòng)或低速行駛時(shí)發(fā)揮電機(jī)的效率更高，此時(shí)HCU只控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；在需要高扭矩輸出如突然加速時(shí)，HCU為了確保車輛所需的輸出功率，控制發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)工作。起步或低速范圍內(nèi)僅電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中/高速范圍內(nèi)僅發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（不同品牌車型有差異），突然加速或上坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)+電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。ECM控制HCU將發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止指令、扭矩和速度指令發(fā)送給ECM，在行駛時(shí)確保最有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)車輛負(fù)荷只控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作或指令發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起工作，適時(shí)進(jìn)行動(dòng)力源耦合切換。并根據(jù)動(dòng)力電池SOC高低值，控制發(fā)動(dòng)機(jī)利用ISG或HSG給動(dòng)力電池充電，此時(shí)控制切斷發(fā)動(dòng)機(jī)離合器，斷開電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過發(fā)動(dòng)機(jī)離合器連接，在車輛減速時(shí)指令MCU、ECM可以通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)給動(dòng)力電池充電，進(jìn)行能量回收。MCU控制每個(gè)電機(jī)控制模塊MCU主要用于電機(jī)動(dòng)力輸出扭矩控制以及電機(jī)和逆變器的過熱保護(hù),當(dāng)電機(jī)或逆變器溫度過高時(shí)，MCU將限制電機(jī)的動(dòng)力輸出。包括ISG控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。TCU控制對(duì)于多檔位變速器混合動(dòng)力汽車，在行駛中進(jìn)行換擋時(shí)，TCU請(qǐng)求HCU（而不是ECM）指令ECM減少扭矩輸出，HCU根據(jù)電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?cái)?shù)據(jù)獲得最優(yōu)的分配，使自動(dòng)變速器的變速?zèng)_擊降到最低。1.2分布式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)早期新能源汽車分布式電子電氣架構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)仍然是以CAN總線為整車主干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。新能源汽車整車控制器HCU/VCU是車輛控制系統(tǒng)中的“大腦級(jí)”控制器，主要負(fù)責(zé)整車能量管理與動(dòng)力控制。按照功能又分為動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、舒適娛樂系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等幾個(gè)子系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)起路由作用，用于不同子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及傳輸。按數(shù)據(jù)傳輸速度分為500kbps（125～500kbps）高速CAN總線和100kbps低速CAN總線兩種。1.2分布式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)分布式電子電氣架構(gòu)CAN總線車載主干網(wǎng)絡(luò)一般結(jié)構(gòu)示意圖1.2分布式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)CAN總線的優(yōu)點(diǎn)：通信速率最高可達(dá)1MB/s（此時(shí)距離最長(zhǎng)40m）。節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)。每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。通信介質(zhì)一般采用廉價(jià)的非屏蔽雙絞線即可，無(wú)特殊要求。節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。1.2分布式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)2019款比亞迪e5純電動(dòng)汽車車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2分布式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)比亞迪秦Pro-DM混動(dòng)汽車車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.域集中式電子電氣整車控制架構(gòu)隨著信息技術(shù)的發(fā)展與融合，汽車智能化進(jìn)程不斷推進(jìn)，汽車電子電氣架構(gòu)呈現(xiàn)出顯著的功能集成化趨勢(shì)。傳統(tǒng)分布式電子電氣架構(gòu)已經(jīng)難以滿足日益增長(zhǎng)的智能化需求，能夠集合算力、降低線束及制造成本、提升復(fù)用率的域集中式電子電氣架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，“軟件定義汽車”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（1）域集中式電子電氣架構(gòu)的產(chǎn)生及優(yōu)點(diǎn)不同于“ECU+CAN/LIN”的分布計(jì)算與低速總線架構(gòu)，域集中架構(gòu)的特點(diǎn)在于高算力（域控制器）和快傳輸（Ethernet以太網(wǎng)）。和ECU采用MCU（即微控制處理器，單片機(jī)）不同，域控制器多采用SoC芯片，即系統(tǒng)級(jí)（集運(yùn)算和存儲(chǔ)一體功能）的芯片，在算力上領(lǐng)先于MCU。處理器計(jì)算和決策的集中化是智能駕駛的未來(lái)趨勢(shì)之一，而域控制器是實(shí)現(xiàn)集中式架構(gòu)的主要載體，其主要組成包括域主控處理器、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件及算法。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略域集中式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)主要包括：①域集中式架構(gòu)可以節(jié)約成本、降低裝配難度。在分布式架構(gòu)中，隨著ECU數(shù)量增加產(chǎn)生的大量?jī)?nèi)部通信需求，導(dǎo)致線束成本增加并加大裝配難度；而域集中式架構(gòu)將傳感與處理分開，傳感器和ECU不再一對(duì)一，管理更便捷，有效減少了ECU和線束的數(shù)量，從而降低硬件成本和人工安裝成本，同時(shí)更有利于部件布局。②域集中式架構(gòu)可以提高通信效率，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，便于整車OTA升級(jí)。分布式架構(gòu)中，來(lái)自不同供應(yīng)商的ECU的軟件開發(fā)框架和底層代碼不同，導(dǎo)致冗余，并提高維護(hù)和OTA統(tǒng)一升級(jí)難度；而域集中式架構(gòu)做到對(duì)各ECU（可稱為執(zhí)行ECU）進(jìn)行統(tǒng)一管理與信息交互，統(tǒng)一軟件底層開發(fā)框架，從而便于未來(lái)的OTA升級(jí)和拓展功能的實(shí)現(xiàn)。③域集中式架構(gòu)能進(jìn)一步集中算力，減少冗余。分布式架構(gòu)中的各個(gè)ECU之間算力無(wú)法協(xié)同，相互冗余，產(chǎn)生極大浪費(fèi)。而域控制架構(gòu)將原本分散的ECU進(jìn)行算力集中，統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)，減少算力冗余，更能滿足高階自動(dòng)駕駛對(duì)于算力的高要求。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（2）域的劃分2016年博世等傳統(tǒng)Tier1提出了按照功能分區(qū)（即功能域）的五域架構(gòu)，將汽車電子控制系統(tǒng)分為動(dòng)力域、底盤域、座艙域、自動(dòng)駕駛域和車身域五域。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略博世域集中式電子電氣架構(gòu)2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略動(dòng)力域用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣故障智能診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。動(dòng)力域控制器是一種智能化的動(dòng)力總成管理單元，借助CAN/FlexRay實(shí)現(xiàn)變速器管理、引擎管理、電池監(jiān)控、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于為多種動(dòng)力系統(tǒng)單元（內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電池、變速箱）計(jì)算和分配扭矩、通過預(yù)判駕駛策略實(shí)現(xiàn)CO2減排、通信網(wǎng)關(guān)等，主要用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣故障智能診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，可以分為機(jī)械式、液力式和電力式等；行駛系統(tǒng)把汽車各個(gè)部分連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛；制動(dòng)系統(tǒng)迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)，其功能是減速停車、駐車制動(dòng)。底盤域可在傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)中集成多種功能，較為常見的有空氣彈簧的控制、懸架阻尼器的控制、后輪轉(zhuǎn)向功能、電子穩(wěn)定桿功能、轉(zhuǎn)向柱位置控制功能等。若提前預(yù)留足夠的算力，底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。實(shí)現(xiàn)底盤域的功能，需要實(shí)現(xiàn)底盤域驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向算法的集成。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略智能座艙域?qū)UD（抬頭顯示）、儀表、車載信息娛樂等座艙電子集成，實(shí)現(xiàn)“一芯多屏”。智能座艙的構(gòu)成部件主要包括全液晶儀表、大屏中控系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)、流媒體后視鏡等。座艙域控制器通過以太網(wǎng)/MOST/CAN，實(shí)現(xiàn)抬頭顯示、儀表盤、導(dǎo)航等部件的融合，不僅具有傳統(tǒng)座艙電子部件，還進(jìn)一步整合智能駕駛ADAS系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)V2X系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化智能駕駛、車載互聯(lián)、信息娛樂等功能。智能座艙域可以實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立感知”和“交互方式升級(jí)”。一方面，車輛具有“感知”人的能力；另一方面，車內(nèi)交互方式從僅有“物理按鍵交互”升級(jí)至“觸屏交互”、“語(yǔ)音交互”、“手勢(shì)交互”并存的狀態(tài)，體驗(yàn)感更好。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略自動(dòng)駕駛域能夠使車輛具備多傳感器融合、定位、路徑規(guī)劃、決策控制、圖像識(shí)別、高速通訊、數(shù)據(jù)處理的能力。自動(dòng)駕駛域通常需要外接多個(gè)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等等車載傳感器來(lái)感知周圍環(huán)境，通過傳感器數(shù)據(jù)處理及多傳感器信息融合，以及適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｐ椭贫ㄏ鄳?yīng)的策略，進(jìn)行決策與規(guī)劃。域控制器的輸入為各項(xiàng)傳感器的數(shù)據(jù)，所進(jìn)行的算法處理涵蓋了感知、決策、控制三個(gè)層面，最終將輸出傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行車輛的橫縱向控制。自動(dòng)駕駛域所集成的功能基本不涉及機(jī)械部件，且與座艙域交互密切，并和智能座艙域一樣需要處理大量數(shù)據(jù)，對(duì)算力要求較高，因此需要匹配核心運(yùn)算力強(qiáng)的芯片，來(lái)滿足自動(dòng)駕駛的算力需求，簡(jiǎn)化設(shè)備，大大提高系統(tǒng)的集成度。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略車身域?qū)⒓蓚鹘y(tǒng)BCM功能和空調(diào)風(fēng)門控制、胎壓監(jiān)測(cè)、PEPS、網(wǎng)關(guān)等功能，未來(lái)率先與智能座艙域融合。傳統(tǒng)的車身控制器(BCM)功能主要包括內(nèi)/外部車燈、雨刮、車窗、車門、電子轉(zhuǎn)向鎖等的控制，通過CAN/LIN與各個(gè)小節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，節(jié)點(diǎn)較多，線束設(shè)計(jì)、軟件控制邏輯均較復(fù)雜。而車身域控制器對(duì)車身節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了功能和零部件的集成，對(duì)于各個(gè)車身電子進(jìn)行集中控制，對(duì)采集到的信息進(jìn)行統(tǒng)一的分析和處理，效率更高；技術(shù)上，車身域控制器要求傳統(tǒng)BCM開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、硬件集成能力、軟件架構(gòu)能力、芯片保供能力，未來(lái)將集成網(wǎng)關(guān)以及一些低等級(jí)ADAS功能，并率先與智能座艙域?qū)崿F(xiàn)融合。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略有些廠商并不是按功能劃分域的，而使按位置進(jìn)行劃分（即位置域）。如特斯拉搭載在早期版本的Model3上的車身域按位置由劃分為前/左/右車身域，由三個(gè)域控制器構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)配電和車身電氣系統(tǒng)控制。特斯拉將大量ECU集成后，車身上只需保留負(fù)責(zé)各個(gè)功能的執(zhí)行器，而主要的控制功能都統(tǒng)一在域控制器中，采用少量的MCU，更多使用軟件來(lái)完成功能控制。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（3）域控制器結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，域控制器主要由硬件(主控芯片和元器件等)和軟件(底層基礎(chǔ)軟件、中間件以及上層應(yīng)用算法)構(gòu)成，其功能的實(shí)現(xiàn)主要來(lái)自于主控芯片、軟件操作系統(tǒng)及中間件、應(yīng)用算法軟件等多層次軟硬件之間的有機(jī)結(jié)合。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略1）域控制器硬件主要包括主控芯片、PCB板、電源、I/O接口、電阻電容等無(wú)源元器件、射頻元器件、支架、散熱組件、密封性金屬外殼等部分，其中主控芯片是核心部件。目前來(lái)看，對(duì)算力要求較高的智能座艙域和自動(dòng)駕駛域所使用的主控芯片普遍由提供控車功能的MCU芯片和包括中央處理器CPU、圖像處理器GPU、音頻處理器DSP、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU、圖像信號(hào)處理器ISP、應(yīng)用型專用集成芯片ASIC、半定制電路芯片F(xiàn)PGA等部件的SoC芯片來(lái)共同提供所需算力，以支撐各種場(chǎng)景下的硬件加速需求。而底盤域、車身域、動(dòng)力域由于相對(duì)較低的算力要求和成本考量，其主控芯片仍然多為較為傳統(tǒng)的MCU芯片。預(yù)計(jì)主控芯片的未來(lái)趨勢(shì)會(huì)走向單獨(dú)使用更高算力的SoC芯片。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略2）軟件主要包括底層操作系統(tǒng)、中間件和開發(fā)框架、上層應(yīng)用軟件層。底層操作系統(tǒng)包括基礎(chǔ)汽車操作系統(tǒng)、定制操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)、系統(tǒng)內(nèi)核等。中間層和開發(fā)框架包括APAutoSar、SOA等，處于底層操作系統(tǒng)與上層應(yīng)用軟件之間，為應(yīng)用軟件功能實(shí)現(xiàn)層屏蔽掉特定處理器和底層操作系統(tǒng)相關(guān)的細(xì)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)與車輛網(wǎng)絡(luò)、電源等系統(tǒng)交互所需的基礎(chǔ)服務(wù)。上層應(yīng)用軟件層包括智能座艙HMI、ADAS/AD算法、網(wǎng)聯(lián)算法、云平臺(tái)等，實(shí)際實(shí)現(xiàn)對(duì)于車輛的控制與各種智能化功能。其中，預(yù)計(jì)底層操作系統(tǒng)將是眾多Tier1的發(fā)力重點(diǎn)，而上層應(yīng)用軟件層、中間層將是各整車廠重點(diǎn)研發(fā)打造差異化的領(lǐng)域。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略域控制器軟件結(jié)構(gòu)2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（4）域控制器性能特點(diǎn)域控制器相較于傳統(tǒng)汽車ECU，最大差別在于是能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬解耦，通過高算力芯片、系統(tǒng)軟件進(jìn)行功能模塊集成，減少整車ECU的數(shù)量，因而域控制器常被視為汽車運(yùn)算決策中心，是驅(qū)動(dòng)智能汽車軟硬件功能耦合的核心系統(tǒng)，其多功能模塊的實(shí)現(xiàn)主要依賴于主控芯片強(qiáng)大的算力及并行處理能力，以及軟件操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用算法等軟件架構(gòu)與硬件性能的有機(jī)結(jié)合。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略1）智能座艙域控制器智能座艙的構(gòu)成主要包括全液晶儀表、大屏中控系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)、流媒體后視鏡等，核心控制部件是域控制器。智能座艙域控制器（DCU）通過以太網(wǎng)/MOST/CAN，實(shí)現(xiàn)抬頭顯示、儀表盤、導(dǎo)航等部件的融合，不僅具有傳統(tǒng)座艙電子部件，還進(jìn)一步整合智能駕駛ADAS系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)V2X系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化智能駕駛、車載互聯(lián)、信息娛樂等功能。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略2）自動(dòng)駕駛域控制器目前，自動(dòng)駕駛域控制器已具有輔助與部分自動(dòng)駕駛功能，支持達(dá)到最高功能安全ASIL-D等級(jí)，可實(shí)現(xiàn)前方碰撞預(yù)警FCW、車道偏離預(yù)警LDW、自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB、自適應(yīng)巡航控制ACCA、車道保持輔助LKA、駕駛員確認(rèn)換道DCLC等功能；泊車方面包括360度全景影像AVM、低速自動(dòng)駕駛APA、遙控泊車輔助RPA等功能，可實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助和自動(dòng)變道等L2-L4級(jí)別功能，支持OTA持續(xù)功能升級(jí)。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略域控制器支持的自動(dòng)駕駛功能2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括感知層、決策層和執(zhí)行層三大核心部分。感知層主要傳感器包括車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)、智能照明系統(tǒng)等，車輛自身運(yùn)動(dòng)信息主要通過車身上的速度傳感器、角度傳感器、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等部件獲取。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基本組成2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略目前自動(dòng)駕駛技術(shù)路線有兩種，特斯拉采取的是單車智能技術(shù)路線，國(guó)內(nèi)廠商采取的是車路協(xié)同技術(shù)路線。智能駕駛輔助功能（即ADAS功能）通過座艙域控制器，可實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立感知”和“交互方式升級(jí)”。一方面，車輛具有“感知”人的能力。智能座艙系統(tǒng)通過獨(dú)立感知層，能夠拿到足夠的感知數(shù)據(jù)，例如車內(nèi)視覺（光學(xué)）、語(yǔ)音（聲學(xué)）以及方向盤、剎車踏板、油門踏板、檔位、安全帶等底盤和車身數(shù)據(jù)，利用生物識(shí)別技術(shù)（車艙內(nèi)主要是人臉識(shí)別、聲音識(shí)別），來(lái)綜合判斷駕駛員（或其他乘員）的生理狀態(tài)（人像、臉部識(shí)別等）和行為狀態(tài)（駕駛行為、聲音、肢體行為），隨后根據(jù)具體場(chǎng)景推送交互請(qǐng)求。另一方面，車內(nèi)交互方式從僅有“物理按鍵交互”升級(jí)至“觸屏交互”、“語(yǔ)音交互”、“手勢(shì)交互”并存的狀態(tài)。此外，多模交互技術(shù)通過融合“視覺”、“語(yǔ)音”等模態(tài)的感知數(shù)據(jù)，做到更精準(zhǔn)、更智能、更人性化的交互。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略3）車身域控制器車身域控制器是車身控制模塊BCM的進(jìn)一步集成產(chǎn)品，在傳統(tǒng)BCM的內(nèi)/外部車燈、雨刮、車窗、中控、車門、電子轉(zhuǎn)向鎖、座椅、電動(dòng)尾門、后視鏡等功能的基礎(chǔ)上，和空調(diào)、熱管理、EPB、胎壓監(jiān)測(cè)、無(wú)鑰匙進(jìn)入及一鍵啟動(dòng)、主動(dòng)進(jìn)入及接近燈光、座椅調(diào)節(jié)及記憶、多色氛圍燈控制、燈光秀控制、大數(shù)據(jù)采集、整車OTA升級(jí)、遠(yuǎn)程診斷等系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行進(jìn)一步集成，車身域控制器的功能是配電和車身電氣的控制。目前來(lái)看，車身域控制器對(duì)主控芯片的算力要求不高，在目前階段主要使用MCU芯片。未來(lái)，車身域?qū)②呄蛴诩删W(wǎng)關(guān)、低級(jí)ADAS等功能，按照就近原則進(jìn)行區(qū)域集成，并采用大量HSD（HighSideDriver，高邊開關(guān)）芯片替代繼電器和保險(xiǎn)絲，可靠性提高，而且可以編程，能更好實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略車身域控制器的基本組成及功能2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略4）底盤域控制器為了配套高階自動(dòng)駕駛，底盤域控制器產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，智能化推動(dòng)線控底盤發(fā)展。底盤域控制器從整個(gè)車輛和環(huán)境中收集傳感器信息，判斷并優(yōu)化集成控制底盤、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)集成線控制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架、換擋等功能。集成減震器阻尼控制、空氣彈簧高度控制、電子駐車冗余控制等已有的底盤功能，還可以集成后輪轉(zhuǎn)向功能、電子穩(wěn)定桿功能、轉(zhuǎn)向柱位置控制功能等。通過與智能執(zhí)行器的結(jié)合，預(yù)留足夠算力的底盤域控制器可以支持集成整車轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，完成整車的高水平底盤協(xié)調(diào)控制與車輛運(yùn)動(dòng)軌跡控制，支持L3及以上智能駕駛。一方面承接與智能駕駛系統(tǒng)的交互工作，執(zhí)行自動(dòng)駕駛系統(tǒng)下發(fā)的各項(xiàng)操作指令，讓車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛；另一方面還可在底盤各個(gè)執(zhí)行器之間建立聯(lián)系，使各子系統(tǒng)相互交互，提升車輛的動(dòng)態(tài)性能。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略5）動(dòng)力域控制器動(dòng)力域控制器是一種智能化的動(dòng)力總成管理單元，借助CAN/FlexRay實(shí)現(xiàn)變速器管理、引擎管理、電池監(jiān)控、交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于為多種動(dòng)力系統(tǒng)單元（內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電池、變速箱）計(jì)算和分配扭矩、通過預(yù)判駕駛策略實(shí)現(xiàn)CO2減排、通信網(wǎng)關(guān)等，主要用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣故障智能診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略（5）域控制器發(fā)展趨勢(shì)：從分布式到域集中式，再到車輛集中式博世將電子電氣架構(gòu)演進(jìn)分為三大階段、六小階段，分類標(biāo)準(zhǔn)受到業(yè)界認(rèn)可。其中三大階段分別是分布式電子電氣架構(gòu)、域集中式電子電氣架構(gòu)和車輛集中式電子電氣架構(gòu)，六小階段分別是模塊化階段、集成化階段、區(qū)域集中化階段、域融合階段、車載電腦+區(qū)域控制器階段和車-云計(jì)算階段。根據(jù)國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心與中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟對(duì)2022年度汽車技術(shù)趨勢(shì)研究結(jié)果顯示，當(dāng)前汽車行業(yè)的整車電子電氣架構(gòu)正處于從分布式電子電氣架構(gòu)向域集中電子電氣架構(gòu)過渡的階段，中央域控制器+車云協(xié)同計(jì)算將成為整車電子電氣架構(gòu)的長(zhǎng)期發(fā)展方向。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略目前，主流量產(chǎn)車型基本遵循博世E/E架構(gòu)路線，由分布式向域集中式過渡，推進(jìn)“功能域”控制器集成。主流車企量產(chǎn)車型正在從分布式架構(gòu)向“功能域”集中架構(gòu)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)博世五域中全部或部分域的集成。新勢(shì)力車企和部分傳統(tǒng)車企已經(jīng)實(shí)現(xiàn)域集中式架構(gòu)車型的搭載和量產(chǎn)。新勢(shì)力、頭部自主率先進(jìn)入域集中電子電氣架構(gòu)階段，合資、外資車企陸續(xù)發(fā)展出域集中架構(gòu)車輛。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略未來(lái)，車輛電子電氣架構(gòu)將向車輛集中式電子電氣架構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展。相對(duì)于域集中式電子電氣架構(gòu)，車輛集中式集成化程度進(jìn)一步提升，將幾個(gè)域融合為一體，各域控制器也將逐漸融合為一體成為中央計(jì)算平臺(tái)“整車大腦”。預(yù)計(jì)底盤域、動(dòng)力域、車身域的決策層會(huì)與智能座艙域、自動(dòng)駕駛域進(jìn)行融合，成為中央計(jì)算平臺(tái)，而感知層、執(zhí)行層會(huì)分置于不同的區(qū)域域控制器，分布在車身的不同區(qū)域。新勢(shì)力車企和頭部自主車企也進(jìn)行了未來(lái)車輛集中式架構(gòu)的研發(fā)和布局。2.1域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制策略蔚來(lái)正在研發(fā)的下一代整車集中式電子電氣架構(gòu)包括中央計(jì)算平臺(tái)、區(qū)域控制器，將搭載在下一代車型上；小鵬2021年發(fā)布的X-EEA3.0電子電氣架構(gòu)采用中央超算+區(qū)域控制的硬件架構(gòu)，已搭載在G9車型上；理想LEEA3.0架構(gòu)為中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制架構(gòu)，并且會(huì)加入800V快充技術(shù)，將搭載在2023年上市的純電新車上；長(zhǎng)城汽車第五代電子電氣架構(gòu)GEEP5.0已經(jīng)啟動(dòng)研發(fā)將實(shí)現(xiàn)全車只有一個(gè)大腦，100%SOA化，全面完成整車標(biāo)準(zhǔn)化軟件平臺(tái)的搭建，并將于2024年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地；廣汽埃安星靈架構(gòu)包括中央運(yùn)算單元、信息娛樂控制器、自動(dòng)駕駛控制器和前后左右4個(gè)區(qū)域控制器，配以高速以太網(wǎng)、5G、信息安全和功能安全等技術(shù)，組成可高效支撐純電、混動(dòng)車型的車云一體化集中計(jì)算式電子電氣架構(gòu)，預(yù)計(jì)將于2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。預(yù)計(jì)到2025年，汽車行業(yè)整車電子電氣架構(gòu)將加速進(jìn)入域集中電子電氣架構(gòu)階段，各車企搭載域集中式架構(gòu)的車型將開始大批放量。2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)

在域控制器增加算力的同時(shí)，域控制器之間以及域控制器與各執(zhí)行ECU之間的數(shù)據(jù)傳輸速度也要相應(yīng)加快。以太網(wǎng)Ethernet以及FlexRay、CANXL、CANFD等更高速度的通信網(wǎng)絡(luò)正得到快速普及應(yīng)用。目前，眾多車廠正在開發(fā)新的汽車通信架構(gòu)，而這個(gè)架構(gòu)主要就是由車載以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。域集中式汽車車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由一個(gè)中央網(wǎng)關(guān)和數(shù)個(gè)域控制器（DomainController）單元組成。車輛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已從分布式ECU開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺接蚩刂破鞯拈_發(fā)；整車功能已從分散式軟件開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一軟件架構(gòu)的聚合開發(fā)。中央網(wǎng)關(guān)和域控制器之間，通過百兆或千兆以太網(wǎng)連接，域內(nèi)可通過百兆以太網(wǎng)、FlexRay或者CAN總線（包括CANXL、CANFD總線）、LIN總線連接。這個(gè)架構(gòu)是整車廠目前正在積極布局的架構(gòu)。目前先進(jìn)域控制器都是使用100BASE-T1或1000BASE-T1車載以太網(wǎng)，未來(lái)的汽車電子架構(gòu)，CAN與FlexRay都會(huì)被以太網(wǎng)取代。2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)如今以GPS、V2X、3G/4G為主的無(wú)線連接已經(jīng)打通汽車與外網(wǎng)連接的通道，將來(lái)汽車內(nèi)部的每個(gè)域、每個(gè)ECU單元，包括座椅、車窗、油門、剎車、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向、輪胎、懸掛、電力系統(tǒng)都可接入云中心，連接大數(shù)據(jù)的服務(wù)，以及OTA在線升級(jí)的服務(wù)等等，這會(huì)引發(fā)汽車更多新的應(yīng)用。車載以太網(wǎng)和CAN的網(wǎng)絡(luò)撲拓結(jié)構(gòu)不同，車載以太網(wǎng)采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而CAN總線采用的是總線型結(jié)構(gòu)。2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)域集中式汽車車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)2021款比亞迪秦PlusEV純電動(dòng)汽車車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)2021款比亞迪秦PlusEV純電動(dòng)汽車已開始采用域控制器，但主干網(wǎng)仍采用CAN總線。CAN：均為500kbps，網(wǎng)關(guān)集成在右車身控制器。包括：底盤網(wǎng)、能量網(wǎng)、車身網(wǎng)、智能進(jìn)入網(wǎng)。LIN1：儀表臺(tái)氛圍燈。LIN2：前排腳部氛圍燈、天窗防夾電機(jī)。2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)圖中右車身控制器、左車身控制器、后車身控制器為域控制器，右車身控制器兼有中央網(wǎng)關(guān)作用。2021款比亞迪秦PlusEV車身域控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2域集中式電子電氣架構(gòu)整車控制網(wǎng)絡(luò)博世是最早提出域控制器概念的企業(yè)之一，但博世的思路仍然受到傳統(tǒng)的模塊化電子架構(gòu)影響。在當(dāng)時(shí)看來(lái)，這一方案已經(jīng)能夠大大減少了ECU數(shù)量，然而用今天的眼光來(lái)看，每個(gè)域內(nèi)部仍然需要較為復(fù)雜的線束連接，整車線束復(fù)雜度仍然較高。與博世形成對(duì)比，特斯拉model3在2016年發(fā)布，2017年量產(chǎn)上市，與博世的報(bào)告幾乎處于同一時(shí)期。然而，model3的域控制器架構(gòu)核心直接從功能變成了位置，3個(gè)車身控制器就集中體現(xiàn)了特斯拉造車的新思路。3.車輛集中式電子電氣整車控制架構(gòu)車輛集中式電子電氣整車控制架構(gòu)也稱作整車集中式或中央集中式電子電氣整車控制架構(gòu)。相對(duì)于域集中式電子電氣架構(gòu)，車輛集中式集成化程度進(jìn)一步提升，將幾個(gè)域融合為一體，各域控制器也將逐漸融合為一體成為中央計(jì)算平臺(tái)“整車大腦”。預(yù)計(jì)底盤域、動(dòng)力域、車身域的決策層會(huì)與智能座艙域、自動(dòng)駕駛域進(jìn)行融合，成為中央計(jì)算平臺(tái)，而感知層、執(zhí)行層將成為區(qū)域控制器，分布在車身的不同區(qū)域。3.1特斯拉車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)特斯拉最新搭載在Model3上的電子電氣架構(gòu)主要包括中央計(jì)算模塊CCM、左/右車身控制模塊。中央計(jì)算模塊CCM將IVI(信息娛樂系統(tǒng))、ADAS/Autopilot(輔助駕駛系統(tǒng))和車內(nèi)外通信三部分集成在一起，左/右車身控制模塊負(fù)責(zé)車身與便利系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)以及動(dòng)力系統(tǒng)的功能，車載以太網(wǎng)開始取代CAN總線結(jié)構(gòu)，基本上實(shí)現(xiàn)了車輛集中式架構(gòu)的雛形。3.1特斯拉車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)新款特斯拉Model3車輛集中式電子電氣架構(gòu)3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)比亞迪e4平臺(tái)控制架構(gòu)2023年1月5日比亞迪發(fā)布“易四方e4”平臺(tái)新車型高端硬派越野仰望U8和轎跑U9，采用中央計(jì)算平臺(tái)+域控制器高度協(xié)同的控制架構(gòu)。該平臺(tái)為純電動(dòng)車型與混動(dòng)車型共用平臺(tái)，并且首次應(yīng)用以太網(wǎng)。3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)（1）比亞迪易四方e4平臺(tái)配備三大核心控制技術(shù)1）四電機(jī)獨(dú)立控制：平臺(tái)通過四電機(jī)可以對(duì)每個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行矢量控制，無(wú)需制動(dòng)器介入即可實(shí)現(xiàn)每個(gè)車輪以不同的扭矩向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)、原地掉頭、應(yīng)急浮水等功能，四電機(jī)系統(tǒng)可稱為輪邊電機(jī)系統(tǒng)（而非輪轂電機(jī)）。2）極限防滑控制：平臺(tái)通過多傳感器的融合感知，計(jì)算每個(gè)車輪與地面的最大摩擦力，并根據(jù)需求快速響應(yīng)，能夠保證在積水、冰雪等路面下的車輛橫向穩(wěn)定性和快速平穩(wěn)的起步。3）車身穩(wěn)定性控制：平臺(tái)可以為每個(gè)車輪獨(dú)立分配扭矩，給車輛帶來(lái)橫向、縱向的車身穩(wěn)定性調(diào)節(jié)能力，可實(shí)現(xiàn)120km/h以內(nèi)的高速爆胎控制。3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)比亞迪易四方e4平臺(tái)四電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)架構(gòu)3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)（2）比亞迪易四方e4平臺(tái)三電、智駕等配置全面領(lǐng)先1）電驅(qū)方面：平臺(tái)單電機(jī)功率達(dá)220-240kW，扭矩達(dá)320-420N·m，最高效率達(dá)97.7%，最高轉(zhuǎn)速達(dá)20500轉(zhuǎn)，整車馬力超1100匹。2）電控方面：平臺(tái)標(biāo)配碳化硅SiC，最高效率達(dá)99.5%，電流輸出能力+50%，功率密度+100%，整車工控效率+3pct以上。電池方面，平臺(tái)采用了刀片電池。3）感知方面：平臺(tái)深度融合IMU、旋變等整車傳感器，以及攝像頭、激光雷達(dá)等智駕傳感器數(shù)據(jù)。計(jì)算平臺(tái)方面，平臺(tái)采用了中央計(jì)算平臺(tái)加域控制器高度協(xié)同的控制架構(gòu)。3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)比亞迪易四方e4平臺(tái)電驅(qū)總成3.2比亞迪車輛集中式整車控制結(jié)構(gòu)比亞迪易四方e4平臺(tái)整車深度融合感知系統(tǒng)3.車輛集中式電子電氣整車控制架構(gòu)整體來(lái)看，統(tǒng)一的中央計(jì)算機(jī)雖然集成度高，但不可避免地帶來(lái)了控制器和受控器件的距離增加，從而增加線束長(zhǎng)度，提高成本，而且元件集成密度也有一定的限制，不可能在有限的空間內(nèi)無(wú)限制集成，因此集中化也是有上限的。4.故障案例----2019款比亞迪e5CAN通訊故障新能源汽車的“高壓上電”相當(dāng)于傳統(tǒng)油車的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。導(dǎo)致新能源汽車“高壓不上電”的因素很多，主要有低壓供電不正常、通訊故障、高壓互鎖故障、接觸器控制回路故障等。本任務(wù)針對(duì)“CAN通訊故障”而導(dǎo)致的“高壓不上電”故障進(jìn)行分析。當(dāng)?shù)蛪荷想娬：螅ūＷC各個(gè)控制單元的供電端和搭鐵端正常），首先進(jìn)行的是各個(gè)控制單元的CAN總線通訊，當(dāng)控制單元之間無(wú)法通訊，則無(wú)法上高壓電，OK不能點(diǎn)亮。因此，在故障診斷過程中，必須了解總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時(shí)，也應(yīng)該熟練掌握總線波形特點(diǎn)（125～500kbit/s波形相同），根據(jù)故障波形準(zhǔn)備判斷故障類型。4.故障案例----2019款比亞迪e5CAN通訊故障2019款比亞迪E5CAN總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖4.故障案例----2019款比亞迪e5CAN通訊故障比亞迪E5動(dòng)力網(wǎng)、ESC網(wǎng)和舒適網(wǎng)CAN線標(biāo)準(zhǔn)波形圖1.任務(wù)準(zhǔn)備安全防護(hù)：做好安全防護(hù)與場(chǎng)地隔離(車內(nèi)外三件套、車輪擋塊、警示標(biāo)志及隔離帶等)。工具設(shè)備：舉升機(jī)、人身安全防護(hù)套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝、萬(wàn)用表。車輛臺(tái)架：比亞迪e5分控聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)(行云新能INW-EV-E5-FL)；比亞迪e5教學(xué)版整車。輔助資料：教材、維修手冊(cè)、任務(wù)工單、記號(hào)筆。2.操作步驟注意：在操作前應(yīng)首先做好場(chǎng)地安全防護(hù)、車輛安全防護(hù)、人身安全防護(hù)等防護(hù)措施。四、任務(wù)實(shí)施----2019款比亞迪e5CAN通訊故障診斷四、任務(wù)實(shí)施----2019款比亞迪e5