整車控制系統(tǒng)的組成與功能

整車控制系統(tǒng)的組成與功能當(dāng)前1頁，總共55頁。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.熟悉整車控制系統(tǒng)的組成和功用；2.了解北汽故障診斷儀的使用方法；3.會進(jìn)行常見典型故障的診斷與排除。當(dāng)前2頁，總共55頁?！救蝿?wù)描述】小李新入職一家電動汽車4S店，經(jīng)過2周的培訓(xùn)后。今天店里來了一輛故障車，師傅老王叫小李用專用故障診斷儀讀取故障信息。小李使用故障診斷儀去測試，卻發(fā)現(xiàn)診斷儀無法與車輛連接，小李該怎么來排除這一故障呢？客戶委托:更換整車控制器當(dāng)前3頁，總共55頁。當(dāng)前4頁，總共55頁。一、整車控制系統(tǒng)的組成?純電動汽車的整車控制系統(tǒng)通常包含低壓電氣子系統(tǒng)、高壓電氣子系統(tǒng)和整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)三部分。當(dāng)前5頁，總共55頁。一、整車控制系統(tǒng)的組成純電動汽車低壓電氣子系統(tǒng)：當(dāng)前6頁，總共55頁。一、整車控制系統(tǒng)的組成純電動汽車高壓電氣子系統(tǒng)：當(dāng)前7頁，總共55頁。一、整車控制系統(tǒng)的組成純電動汽車整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)：當(dāng)前8頁，總共55頁。CAN總線系統(tǒng)Controller（控制器）Area（局域）Network（網(wǎng)絡(luò)）CANBus-控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線當(dāng)前9頁，總共55頁。CAN總線系統(tǒng)-歷史歷史:CAN是由Bosch和Intel在八十年代末開發(fā),用于連接客車和卡車ECU的標(biāo)準(zhǔn)化的總線系統(tǒng)。CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)在1991年發(fā)布，迄今沿用。在1992年首先應(yīng)用在MercedesS-系列車中(連接發(fā)動機(jī)和變速箱ECU)。

1993年CAN成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用)和ISO11519（低速應(yīng)用）。如今CAN總線在自動化領(lǐng)域中作為現(xiàn)場總線普遍使用。任何官方應(yīng)用需要向Bosch支付費(fèi)用。當(dāng)前10頁，總共55頁。CAN總線-應(yīng)用目前世界上絕大多數(shù)汽車制造廠商都采用CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng)前11頁，總共55頁。CAN總線為什么在汽車上得到了如此廣泛的應(yīng)用呢？CAN總線-應(yīng)用當(dāng)前12頁，總共55頁。CAN總線-優(yōu)點(diǎn)在該例中，共需要5條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，也就是說，每項信息都需要一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)線。面臨問題：如果傳遞信號項目多，還需要更多的信號傳輸線，這樣會導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多及維修困難。當(dāng)前13頁，總共55頁。各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換——CAN數(shù)據(jù)總線通過該種數(shù)據(jù)傳遞形式，所有的信息，不管控制單元的多少和信息容量的大小，都可以通過這兩條數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞，能大規(guī)模的減少系統(tǒng)的復(fù)雜性。CAN總線-優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前14頁，總共55頁。?................................................5個控制器原始網(wǎng)絡(luò)10個連接線只是為了必要的數(shù)據(jù)交換780-1000個連接線還能以此來實(shí)現(xiàn)必要的數(shù)據(jù)交換嗎？40-60個控制器...通過CANBUS-技術(shù)找到了解決辦法和可能性CAN總線-優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前15頁，總共55頁。各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換——CAN數(shù)據(jù)總線CAN總線-優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前16頁，總共55頁。（1）利用最少的傳感器信號線來傳遞多用途的傳感信號，車輛控

制更加精確、智能。CAN總線-優(yōu)點(diǎn)（2）電控單元和電控單元插腳最小化應(yīng)用，節(jié)省有限空間。（3）線束與接頭更少，故障率低，檢修方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。（4）如果系統(tǒng)需要增加新的功能，僅需軟件升級即可。（5）各電控單元的監(jiān)測器對所連接的CAN總線進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。通過控制單元和輔助安全措施對傳遞信息的持續(xù)檢查，可

以達(dá)到最低的故障率。（6）CAN數(shù)據(jù)總線符合國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于一輛車上不同廠家的電控單元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前17頁，總共55頁。CAN總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念數(shù)據(jù)總線:各個節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通道，即所謂的信息高速公路。當(dāng)前18頁，總共55頁。多路傳輸:在同一個通道上或線路上同時進(jìn)行多條信息的傳輸。CAN總線使用的“時分多路傳輸”CAN總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念當(dāng)前19頁，總共55頁。二進(jìn)制:二進(jìn)制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制。二進(jìn)制數(shù)據(jù)是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)。0011110060

0101000080

CAN總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念當(dāng)前20頁，總共55頁。CAN總線組成CAN總線硬件軟件數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端通信節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)當(dāng)前21頁，總共55頁。CAN總線組成-硬件（導(dǎo)線）傳輸線:兩條扭絞在一起的導(dǎo)線稱為雙絞線，兩條導(dǎo)線分別叫CAN-High和CAN-Low線，或者簡稱CAN-H和CAN-L。當(dāng)前22頁，總共55頁。為什么要使用雙絞線呢？生產(chǎn)麻煩還浪費(fèi)材料。+1V-1V外界的干擾同時作用于兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁波輻射相互抵消~0VCAN總線組成-硬件（導(dǎo)線）當(dāng)前23頁，總共55頁。為了減少干擾，CAN-Bus的傳輸線采用雙絞線，其絞距為20mm，截面積為0.35mm2或0.5mm2

。CAN總線組成-硬件（導(dǎo)線）當(dāng)前24頁，總共55頁。修理要求：修理時不能有大于50mm的線段不絞合。

修理點(diǎn)之間的距離至少要相隔100mm，以避免干擾。CAN總線組成-硬件（導(dǎo)線）當(dāng)前25頁，總共55頁。CAN總線組成-硬件（導(dǎo)線信號）導(dǎo)線上的具體是什么樣的電信號呢？CAN總線上應(yīng)該出現(xiàn)的只有0和1信號。通過兩條信號線上電壓差的大小來表示0和1，即差分電壓傳輸。

信號=CAN_H-CAN_L當(dāng)前26頁，總共55頁。CAN-H的高電平為：3.5伏CAN-H的低電平為：2.6伏CAN-L的高電平為:2.4伏CAN-L的低電平為：1.5伏邏輯“1”:CAN-H=2.6V CAN-L=2.4V電壓差=2.6V-2.4V=0.2V邏輯“0”：CAN-H=3.5V CAN-L=1.5V電壓差=3.5V-1.5=2.0V驅(qū)動性CAN總線電壓信號（大眾）CAN總線組成-硬件（導(dǎo)線信號）當(dāng)前27頁，總共55頁。CAN總線組成-硬件（數(shù)據(jù)傳輸終端）數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端通信節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸終端實(shí)際上就是兩個阻抗為120歐姆的電阻，也稱為終端電阻。總線上的總阻抗大概是60-70歐姆左右。終端電阻的大小和傳輸線相關(guān)。當(dāng)前28頁，總共55頁。CAN總線組成-硬件（分支線）數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端通信節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)分支線的長度不能太長，一般要去不要超過6M當(dāng)前29頁，總共55頁。CAN總線組成-硬件（通信節(jié)點(diǎn)）數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端通信節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)通信節(jié)點(diǎn)：總線上數(shù)據(jù)通信的發(fā)起者和接受者。在汽車上CAN總線的通信節(jié)點(diǎn)一般是各種電腦，例如：發(fā)動機(jī)控制電腦、自動變速器電腦、ESP電腦、燈光組合開關(guān)電腦、儀表電腦等等。當(dāng)前30頁，總共55頁。傳感器執(zhí)行元件模塊控制器CAN控制器CAN收發(fā)器TXRX汽車電腦傳感器執(zhí)行元件模塊控制器CAN控制器CAN收發(fā)器TXRX汽車電腦CAN-HCAN-LCAN總線組成-硬件（通信節(jié)點(diǎn)）當(dāng)前31頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能?整車控制器的主要功能包括：整車控制模式判斷和驅(qū)動控制、整車能量優(yōu)化管理、整車通信網(wǎng)絡(luò)管理、制動能量回饋控制、故障診斷和處理、車輛狀態(tài)監(jiān)測與顯示等。當(dāng)前32頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：1.整車控制模式判斷和驅(qū)動控制?整車控制器通過各種狀態(tài)信息（啟動鑰匙、充電信號、加速/制動踏板位置、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，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，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。當(dāng)前33頁，總共55頁。當(dāng)前34頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：2.整車能量優(yōu)化管理?純電動汽車有很多用電設(shè)備，包括電機(jī)和空調(diào)設(shè)備等。整車控制器可以對能量進(jìn)行合理優(yōu)化來提高純電動汽車的續(xù)駛里程。例如當(dāng)動力電池組電量較低時，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。當(dāng)前35頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：3.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，如圖當(dāng)前36頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：4.制動能量回饋控制?電動汽車的電機(jī)可以工作在再生制動狀態(tài)，對制動能量進(jìn)行回收利用是電動汽車和傳統(tǒng)能源汽車的重要區(qū)別。整車控制器根據(jù)行駛速度、駕駛員制動意圖和動力電池組狀態(tài)(如電池荷電狀態(tài)SOC值)進(jìn)行綜合判斷后，對制動能量回饋進(jìn)行控制。如果達(dá)到回收制動能量的條件，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)，將部分制動能量儲存在動力電池組中，提高車輛能量利用效率。當(dāng)前37頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：5.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，對各種故障進(jìn)行判斷、等級分類、報警顯示；存儲故障碼，供維修時查看。故障指示燈指示出故障類型和部分故障碼。對于不太嚴(yán)重的故障，能做到“跛行回家”當(dāng)前38頁，總共55頁。二、整車控制器的主要功能：6.車輛狀態(tài)監(jiān)測和顯示?整車控制器應(yīng)該對車輛的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測,并且將各個子系統(tǒng)的信息發(fā)送給車載信息顯示系統(tǒng),其過程是通過傳感器和CAN總線,檢測車輛狀態(tài)及其動力系統(tǒng)及相關(guān)電器附件相關(guān)各子系統(tǒng)狀態(tài)信息驅(qū)動顯示儀表,將狀態(tài)信息和故障診斷信息通過數(shù)字儀表顯示出來。顯示內(nèi)容包括：車速、里程、電機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度、電池的電量、電壓、電流、故障信息等。當(dāng)前39頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理---1.故障分級當(dāng)前40頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理---1.故障分級當(dāng)前41頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理---2．報警指示燈符號解釋當(dāng)前42頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理---2．報警指示燈符號解釋當(dāng)前43頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：3．電動汽車OBD接口定義圖2-4OBD診斷接口當(dāng)前44頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：3．電動汽車OBD接口定義圖當(dāng)前45頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：4．北汽新能源EV專用故障診斷儀的使用方法當(dāng)前46頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：4．北汽新能源EV專用故障診斷儀的使用方法當(dāng)前47頁，總共55頁。三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：4．北汽新能源EV專用故障診斷儀的使用方法當(dāng)前48頁，總共55頁。讀數(shù)據(jù)流及作用：三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：4．北汽新能源EV專用故障診斷儀的使用方法?12V低壓鉛酸電池電壓，可以分析電池是否饋電、是否DC/DC正在充電等——低壓鉛酸電池是否饋電、DC/DC是否正常；?加速踏板開度，可以分析當(dāng)前加速踏板的開度——加速油門踏板是否正常；?電機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)：電機(jī)初始化、預(yù)充電狀態(tài)、電機(jī)扭矩、電機(jī)本體溫度、電機(jī)控制器溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)生命信號等——電機(jī)是否正常；當(dāng)前49頁，總共55頁。讀數(shù)據(jù)流及作用：三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理：4．北汽新能源EV專用故障診斷儀的使用方法?電池系統(tǒng)狀態(tài)：電池總電壓、電池當(dāng)前放電電流、電池電量SOC、單體電池最低電壓、單體電池最高電壓、單體電池最高溫度、單體電池最低溫度、電池系統(tǒng)生命信號、電池繼電器閉合與斷開狀態(tài)等——電池是否正常；?整車信息：檔位狀態(tài)、加速踏板電壓值、低速和高速冷卻風(fēng)扇開啟與閉合狀態(tài)——檔位、加速油門踏板、高速風(fēng)扇、低速風(fēng)扇是