新能源汽車技術(shù) 課件 項(xiàng)目四任務(wù)6 熟知純電動(dòng)汽車的其他輔助電器系統(tǒng)

熟知純電動(dòng)汽車其他輔助系統(tǒng)重慶電子科技職業(yè)大學(xué)CONTENTS整車控制器基礎(chǔ)1整車控制器與其他子系統(tǒng)連接故障2整車供斷電控制故障3一、整車控制器基礎(chǔ)

整車控制器的主要功能包括：整車控制模式判斷和驅(qū)動(dòng)控制、整車能量?jī)?yōu)化管理、整車通信網(wǎng)絡(luò)管理、制動(dòng)能量回饋控制、故障診斷和處理、車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)與顯示等。

整車控制器原理如下圖所示。其根據(jù)自己的功能模塊將輸入信號(hào)處理后輸出給其他子系統(tǒng)，從而控制整車的運(yùn)行。VCU控制原理制動(dòng)開關(guān)加速踏板傳感器換檔手柄點(diǎn)火開關(guān)安全氣囊手剎開關(guān)倒車?yán)^電器儀表HVACOBC高壓互鎖CAN繼電器VCU充電鎖止真空泵IPUBMSRMU真空壓力預(yù)約充電開關(guān)低速報(bào)警開關(guān)直流充電口溫度CAN（一）整車控制模式判斷和驅(qū)動(dòng)控制

整車控制器通過各種狀態(tài)信息（啟動(dòng)鑰匙、充電信號(hào)、加速/制動(dòng)踏板位置、當(dāng)前車速和整車是否有故障信息等）來判斷當(dāng)前需要的整車工作模式（充電模式和行駛模式）。然后根據(jù)當(dāng)前的參數(shù)和狀態(tài)及前一段時(shí)間的參數(shù)及狀態(tài)，算出當(dāng)前車輛的扭矩能力，按當(dāng)前車輛需要的扭矩，計(jì)算出合理的最終實(shí)際輸出的扭矩。例如，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時(shí)，整車控制器向電機(jī)控制單元發(fā)送電機(jī)輸出扭矩信號(hào)，電機(jī)控制系統(tǒng)控制電機(jī)按照駕駛員的意圖輸出扭矩。

整車控制器根據(jù)加速踏板、制動(dòng)踏板、檔位等信號(hào)通過CAN網(wǎng)絡(luò)向電機(jī)控制器發(fā)送指令，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，以實(shí)現(xiàn)整車的怠速、加速、停車、能量回收等功能。電機(jī)控制器能對(duì)自身溫度、電機(jī)運(yùn)行溫度、轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并把相關(guān)信息傳遞給整車控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵和冷卻電子風(fēng)扇工作，使電機(jī)保持理想狀態(tài)下工作。（二）整車能量?jī)?yōu)化管理

純電動(dòng)汽車有很多用電設(shè)備，包括電機(jī)和空調(diào)設(shè)備等。整車控制器可以對(duì)能量進(jìn)行合理優(yōu)化來提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。例如當(dāng)動(dòng)力電池組電量較低時(shí)，整車控制器發(fā)送控制指令關(guān)閉部分起輔助作用的電氣設(shè)備，將電能優(yōu)先保證車輛的安全行駛。（三）整車通信網(wǎng)絡(luò)管理

在整車的網(wǎng)絡(luò)管理中，整車控制器是信息控制的中心，負(fù)責(zé)信息的組織與傳輸，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理,信息優(yōu)先權(quán)的動(dòng)態(tài)分配以及網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與處理等功能。通過CAN(EVBUS)線協(xié)調(diào)電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、空調(diào)系統(tǒng)等模塊相互通信。（四）制動(dòng)能量回饋控制

純電動(dòng)汽車的電機(jī)可以工作在再生制動(dòng)狀態(tài)，對(duì)制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用是電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)能源汽車的重要區(qū)別。整車控制器根據(jù)行駛速度、駕駛員制動(dòng)意圖和動(dòng)力電池組狀態(tài)(如電池荷電狀態(tài)SOC值)進(jìn)行綜合判斷后，對(duì)制動(dòng)能量回饋進(jìn)行控制。如果達(dá)到回收制動(dòng)能量的條件，整車控制器向電機(jī)控制單元發(fā)送控制指令，使電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，將部分制動(dòng)能量?jī)?chǔ)存在動(dòng)力電池組中，提高車輛能量利用效率。（五）故障診斷和處理

連續(xù)監(jiān)視整車電控系統(tǒng)，進(jìn)行故障診斷，并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)安全保護(hù)處理。根據(jù)傳感器的輸入及其他通過CAN總線通信得到的電機(jī)、電池、充電機(jī)等的信息，對(duì)各種故障進(jìn)行判斷、等級(jí)分類、報(bào)警顯示；存儲(chǔ)故障碼，供維修時(shí)查看。故障指示燈指示出故障類型和部分故障碼。對(duì)于不太嚴(yán)重的故障，能做到“跛行回家”。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（MCU）將故障信息發(fā)送給整車控制器（VCU）。整車控制器根據(jù)電機(jī)、電池、DC/DC等零部件故障和整車CAN網(wǎng)絡(luò)故障及VCU硬件故障進(jìn)行綜合判斷，確定整車的故障等級(jí)，并進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。整車故障的4級(jí)劃分等級(jí)名稱故障后處理4級(jí)致命故障電機(jī)零扭矩，1S緊急斷開高壓，系統(tǒng)故障燈亮3級(jí)嚴(yán)重故障2級(jí)電機(jī)故障，電機(jī)零扭矩；2級(jí)電池故障，系統(tǒng)故障燈亮2級(jí)一般故障進(jìn)入如跛行工況/降功率，系統(tǒng)故障燈亮1級(jí)輕微故障4級(jí)故障屬于維修提示，但VCU不對(duì)整車進(jìn)行限制，只儀表顯示。4級(jí)能量回收故障，僅停止能量回收，行駛不受影響。逸動(dòng)460整車控制器低壓接插件如圖所示：管腳功能縮寫額定電流輸入/輸出功能說明1GearP/Nposn0.3A數(shù)字輸出與PEPS交互信號(hào)：

當(dāng)前為P/N的時(shí)候，將端口拉低；非P/N狀態(tài)，端口為高阻狀態(tài)4WakeUpCtrl0.3A數(shù)字輸出

5ChrgConnectLampCtrl0.3A數(shù)字輸出Highside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為L(zhǎng)ED指示燈6VcuPwrHldCtrl0.3A數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器7ChrgReadyLampCtrl

數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器8ChrgLockLockCtrl

數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器10ChrgnLamp1Ctrl

數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為L(zhǎng)ED指示燈14VacPSnsrGnd

傳感器電源輸出傳感器地215VcuPwrHldSply

電源輸入受控電源供電16VacPSnsrPwrSply50mA±0.5%電源輸出傳感器電源218VacPmpCtrlHi0.3A數(shù)字輸出Highside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器19EdsWakeup

數(shù)字輸出Highside驅(qū)動(dòng)輸出，硬線喚醒EDS20ChrgnLamp2Ctrl

數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為L(zhǎng)ED指示燈21ChrgLockUnlLockCtrl0.3A數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器管腳功能縮寫額定電流輸入/輸出功能說明22LowSpdWrmCtrl

數(shù)字輸出Highside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器23GearRPosn0.3A數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器24VacPmpCtrlLo0.3A數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為繼電器25ChrgnLamp3Ctrl

數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為L(zhǎng)ED指示燈26ChrgStsLampCtrl0.3A數(shù)字輸出Lowside驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)部件為L(zhǎng)ED指示燈28AccrPedlSnsr1Gnd

地傳感器地129AccrPedlSnsr1PwrSply100mA±0.5%傳感器電源輸出傳感器電源130EmiGnd

地車身地31Agnd

地車身地32VcuPwrSply

電源輸入常電電源供電33CrsSwtPosn

模擬輸入電壓信號(hào)34Vacp

模擬輸入電壓信號(hào)35AcChrgSocketT

模擬輸入電壓信號(hào)36AccrPedlPosn1模擬輸入加速踏板開度137NewPowerCanHiHS-NewPowerCANHCAN1高管腳功能縮寫額定電流輸入/輸出功能說明38PtCanHi

HS-PTCANHCAN2高39CalCanHi

標(biāo)定CANHCAN3高42BrkPedlPosn1

數(shù)字輸入制動(dòng)踏板第一路開關(guān)狀態(tài)，該開關(guān)與制動(dòng)燈相關(guān)聯(lián)43ChrglockPosn1

數(shù)字輸入電子鎖狀態(tài)的第一路反饋44VacPumpPwrDiag

數(shù)字輸入用于診斷真空泵的電源是否正常45KeyOnPosn

數(shù)字輸入鑰匙ON檔喚醒信號(hào)46DcChrgWakeup

數(shù)字輸入直流充電喚醒信號(hào)47ChrglockPosn2

數(shù)字輸入電子鎖狀態(tài)的第二路反饋48AccrPedlSnsr2PwrSply250mA±0.5%傳感器電源輸出傳感器電源349BrkPedlPosn2

數(shù)字輸入制動(dòng)踏板第二路開關(guān)狀態(tài)50CrashSig

PWM輸入碰撞信號(hào)51AcChrgWakeup硬線喚醒交流充電喚醒信號(hào)52HvilOut高壓互鎖輸出口高壓互鎖輸出口54AbsltP模擬輸入大氣絕對(duì)壓力值55AccrPedlPosn2模擬輸入加速踏板開度2管腳功能縮寫額定電流輸入/輸出功能說明56DcChrgSocketT

模擬輸入直流充電插座溫度57NewPowerCanLo

CANCAN1低58PtCanLo

CANCAN2低59CalCanLo

CANCAN3低62RgnSwtPosn

數(shù)字輸入能量回收強(qiáng)度選擇開關(guān)狀態(tài)63KeyStrPosn

數(shù)字輸入鑰匙Start信號(hào)67DrvModSwtPosn

數(shù)字輸入駕駛模式開關(guān)68AccrPedlSnsr2Gnd

傳感器電源輸出傳感器地372HvilIn250mA±0.5%高壓互鎖輸入口高壓互鎖輸入口73DGnd

地車身地二、整車控制器與其他子系統(tǒng)的連接故障（一）整車控制器與各系統(tǒng)控制邏輯介紹（一）整車控制器與電子換檔器換擋操縱總成為手柄式電子換擋器，采用霍爾傳感元件，換擋桿運(yùn)動(dòng)至不同位置時(shí)，實(shí)現(xiàn)不同位置霍爾傳感信號(hào)，然后由單片機(jī)根據(jù)對(duì)應(yīng)信號(hào)判斷出換擋桿的當(dāng)前位置，最終轉(zhuǎn)化為CAN信號(hào)，輸入整車控制器（VCU），VCU根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)換擋。（二）整車控制器與加速踏板位置傳感器（三）整車控制器與電源補(bǔ)給系統(tǒng)（四）整車控制器與電機(jī)控制器（五）整車控制器與動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（六）整車控制器與交流充電座（七）車載網(wǎng)絡(luò)CS15EV及逸動(dòng)460CAN網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力CAN車身CANNewPowerCANCS15EVCAN網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力CAN動(dòng)力CAN是高速傳輸?shù)腃AN網(wǎng)絡(luò)，CAN總線終端的120Ω的電阻布置在整車控制器（VCU）和網(wǎng)關(guān)內(nèi)（GW）網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口RMUVCU整車控制器ABS/ESCEPSSRSSAS2#12#6#14#LHLH逸動(dòng)460EVCAN網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力CAN動(dòng)力CAN是高速傳輸?shù)腃AN網(wǎng)絡(luò)，CAN總線終端的120Ω的電阻布置在整車控制器（VCU）和網(wǎng)關(guān)內(nèi)（GW）網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口RMUVCU整車控制器ABS/ESCEPSSRSSAS2#12#6#14#LHLHESLCS15EVCAN網(wǎng)絡(luò)車身CAN低速CAN上具有診斷功能節(jié)點(diǎn)，包括儀表系統(tǒng)（IP）、車身控制模塊（BCM）、壓縮機(jī)控制器（ACCM）、DVD、熱管理系統(tǒng)（HVAC）、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（GW）。網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口A/C儀表BCMDVDHAVCACCM6#16#3#11#LHLH逸動(dòng)460EVCAN網(wǎng)絡(luò)車身CAN低速CAN上具有診斷功能節(jié)點(diǎn)，包括儀表系統(tǒng)（IP）、車身控制模塊（BCM）、壓縮機(jī)控制器（ACCM）、DVD、熱管理系統(tǒng)（HVAC）、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（GW）。網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口A/C儀表BCMDVDHAVCACCM6#16#6#14#LHLHCS15EVCAN網(wǎng)絡(luò)NewPowerCAN

NewPowerCAN具有診斷功能的節(jié)點(diǎn)，包括電池管理單元（BMS）、整車控制器（VCU）、電機(jī)控制器（IPU）、車載充電機(jī)（OBC）、網(wǎng)關(guān)（GW）網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口VCUBMSIPUDCDCOBCRMU13#3#9#1#LHHL逸動(dòng)460EVCAN網(wǎng)絡(luò)NewPowerCAN

NewPowerCAN具有診斷功能的節(jié)點(diǎn)，包括電池管理單元（BMS）、整車控制器（VCU）、電驅(qū)動(dòng)控制器（EDS）、電源補(bǔ)給系統(tǒng)（PDU）、網(wǎng)關(guān)（GW）網(wǎng)關(guān)（GW）診斷接口VCUBMSEDSPDURMU14#4#14#6#LHHL三、整車供斷電控制故障整車上下電包括低壓供電與斷電、喚醒與取消喚醒；高壓上電與下電。其控制功能涉及到整車所有控制單元，包括整車控制器VCU、電機(jī)控制器INV/MCU、動(dòng)力電池內(nèi)的高壓板BCU、空調(diào)AC、DC/DC、儀表ICM、遠(yuǎn)程終端控制器RMS、充電機(jī)CHG等。（一）低壓供電及喚醒原理由蓄電池直接供電，主要有整車控制器VCU（32號(hào)腳）、EDS(5號(hào)腳)、PDU（1、2、3號(hào)腳）、BMS（1號(hào)腳）、組合儀表ICM、數(shù)據(jù)采集終端RMS、電池管理系統(tǒng)BMS；?由VCU控制低壓繼電器供電，當(dāng)VCU有蓄電池直接供電電壓后，內(nèi)部部分電路工作，從而控制低速報(bào)警繼電器、真空泵繼電器、充電槍閉鎖解鎖繼電器、倒車燈繼電器接通供電（由綠色線所連接）的控制器。1.整車低壓供電原理2.非充電模式下各控制器喚醒原理非充電模式下控制器喚醒主要有ON檔繼電器喚醒和VCU喚醒a(bǔ).由ON檔（IG1）繼電器喚醒的控制器有：整車控制器VCU（45號(hào)腳）、空調(diào)控制器（B6號(hào)腳）、組合儀表ICM和數(shù)據(jù)采集終端（由黃色線所連接）；b.由VCU喚醒，當(dāng)VCU被喚醒后將送出喚醒信號(hào)電壓給電池管理系統(tǒng)BMS（VCU4號(hào)腳到2號(hào)腳）、EDS（VCU19號(hào)腳到EDS2號(hào)腳）。3.慢充模式下各控制器喚醒原理慢充電模式下控制器喚醒主要有慢充喚醒和VCU喚醒，如圖2-40：a.慢充（12V）喚醒信號(hào)是當(dāng)充電樁與車載充電機(jī)建立充電關(guān)系（CP信號(hào)）后，車載充電機(jī)控制內(nèi)部繼電器接通后送出，送給整車控制器VCU（PDU8號(hào)腳到VCU51號(hào)腳）；b.由VCU喚醒，當(dāng)VCU被喚醒后將送出喚醒信號(hào)電壓給電池管理系統(tǒng)BMS（VCU4號(hào)腳到BMS2號(hào)腳）和RMU（VCU4號(hào)腳到RMU6號(hào)腳）。4.快充模式下各控制器喚醒原理快充電模式下控制器喚醒主要有快充喚醒（直流充電樁直接輸出）和VCU喚醒a(bǔ).快充喚醒信號(hào)是當(dāng)快充樁與車輛建立充電關(guān)系后，快充樁送出快充喚醒信號(hào)給整車控制器VCU（充電接口A+到VCU46號(hào)腳）；b.由VCU喚醒，當(dāng)VCU被喚醒后將送出喚醒信號(hào)電壓給電池管理系統(tǒng)BMS（VCU4號(hào)腳到BMS2號(hào)腳）和RMU（VCU4號(hào)腳到RMU6號(hào)腳）。（二）高壓供電原理預(yù)充電電路模塊的作用是為了防止在高壓接觸器閉合瞬間形成的強(qiáng)電流和高電壓對(duì)動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高壓器件形成沖擊，導(dǎo)致接通高壓電路瞬間造成器件損毀。預(yù)充電電路模塊通過VCU在上電過程中控制相應(yīng)高壓接觸器通斷時(shí)序，達(dá)到高壓系統(tǒng)安全上電的目的。1.預(yù)充電電路模塊的作用首先是整車控制器VCU控制負(fù)極接觸器接通后，再由電池管理系統(tǒng)BMS控制預(yù)充接觸器閉合，當(dāng)預(yù)充結(jié)束后，再由BMS控制正極接觸器閉合同時(shí)預(yù)充接觸器斷開。這樣完成動(dòng)力電池高壓供電。2.高壓接觸器的控制順序3.整車上電流程整車控制器VCU有4種喚醒方式，即點(diǎn)火開關(guān)喚醒、快充喚醒、慢充喚醒、遠(yuǎn)程APP喚醒，在喚醒之后的控制過程近似，下面僅以點(diǎn)火鑰匙喚醒整車控制器VCU的方式來介紹整車上下電流程。（三）車輛無法上電的診斷與排除1、首先判斷VCU是否在正常工作，方法是：首先查VCU供電和喚醒、VCU接地、VCU的供電線束及插件是否正常。具體如下：1）通過讀圖知VCU的供電和鑰匙喚醒電壓分別通過保險(xiǎn)EF19（VCU32號(hào)腳）、EF35（VCU45號(hào)腳）送入，首先打開低壓保險(xiǎn)盒檢查VCU電源保險(xiǎn)（EF19、EF35）10A保