《底盤電控系統(tǒng)》課件

底盤電控系統(tǒng)課程大綱動力電池系統(tǒng)電池管理、安全保護、狀態(tài)監(jiān)測、熱管理電機及控制器電機類型、控制策略、效率優(yōu)化、故障診斷制動系統(tǒng)再生制動、制動控制、制動性能、安全冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制、轉(zhuǎn)向助力、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向反饋基礎(chǔ)概念1電氣化傳統(tǒng)燃油汽車向電動汽車的轉(zhuǎn)變，涉及動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的重大改變。2底盤電控底盤電控系統(tǒng)是電動汽車的核心部件之一，負責(zé)控制車輛的動力、轉(zhuǎn)向、制動等關(guān)鍵功能。3智能化底盤電控系統(tǒng)通過傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)智能化控制，提升車輛的安全性、舒適性和效率。電動車發(fā)展歷程早期探索19世紀(jì)末，電動車首次亮相，但因電池技術(shù)限制，發(fā)展緩慢。現(xiàn)代復(fù)興20世紀(jì)70年代，石油危機推動電動車研究，但市場滲透率仍低。技術(shù)突破21世紀(jì)初，電池技術(shù)進步，電動車性能提升，市場需求激增。蓬勃發(fā)展近年來，全球各國政府大力支持，電動車產(chǎn)業(yè)迅速崛起，成為未來交通的重要方向。電動車底盤架構(gòu)電動車底盤架構(gòu)是整個車輛的核心結(jié)構(gòu)，它承載著整車的重量，并為車輛提供行駛所需的動力、制動、轉(zhuǎn)向等功能。與傳統(tǒng)的燃油車底盤相比，電動車底盤架構(gòu)具有以下特點：電動車底盤架構(gòu)通常更加簡潔，因為不需要復(fù)雜的傳動系統(tǒng)。電動車底盤架構(gòu)更加靈活，因為電池和電機可以安裝在不同的位置。電動車底盤架構(gòu)更加輕量化，因為電池和電機相對較輕。底盤電控系統(tǒng)概述核心功能底盤電控系統(tǒng)整合了電機控制器、制動系統(tǒng)控制器、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器等，實現(xiàn)車輛的動力、制動、轉(zhuǎn)向等功能。關(guān)鍵技術(shù)包括電機控制技術(shù)、電池管理技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，確保車輛的安全性和高效性。系統(tǒng)架構(gòu)通常由中央控制單元、傳感器、執(zhí)行器、通信網(wǎng)絡(luò)等組成，實現(xiàn)對底盤各子系統(tǒng)的集中控制。動力電池系統(tǒng)能量來源動力電池是電動車的核心部件，為電動汽車提供能量。關(guān)鍵指標(biāo)容量、能量密度、循環(huán)壽命、安全性是衡量動力電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。技術(shù)發(fā)展鋰離子電池、固態(tài)電池、燃料電池等技術(shù)不斷發(fā)展，推動電動車續(xù)航里程和性能提升。電機及控制器電機類型交流異步電機、永磁同步電機、直流電機等控制器功能驅(qū)動電機、控制轉(zhuǎn)速、提供扭矩等電機控制算法矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、滑模控制等制動系統(tǒng)制動原理電動汽車通常使用再生制動和摩擦制動相結(jié)合的方式。制動控制電子控制單元（ECU）負責(zé)控制制動力，實現(xiàn)精確的制動效果。安全性制動系統(tǒng)是電動汽車安全性的重要保障，需要高度可靠性。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向助力器輔助駕駛員轉(zhuǎn)向，減輕轉(zhuǎn)向力，提高轉(zhuǎn)向舒適性和安全性。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)將轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)動傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)，控制車輪轉(zhuǎn)向角度。驅(qū)動/懸架系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)將電機動力傳遞至車輪，實現(xiàn)車輛行駛。懸架系統(tǒng)連接車身與車輪，減緩行駛過程中的顛簸，提升乘坐舒適度和操控性。整車管理控制器功能整車管理控制器負責(zé)協(xié)調(diào)和管理各個子系統(tǒng)，例如動力系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車身電子系統(tǒng)。它通過接收傳感器數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令來確保車輛的安全和高效運行。重要性整車管理控制器是車輛的“大腦”，它負責(zé)對車輛的各個方面進行監(jiān)控和控制，以確保車輛的安全、舒適和高效運行。整車智能控制1駕駛員輔助系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制、車道保持、自動緊急制動等功能，提升駕駛安全性。2智能泊車系統(tǒng)自動泊車、遙控泊車等功能，簡化泊車操作。3人機交互系統(tǒng)語音控制、觸屏操作等功能，提供便捷的人機交互體驗。整車動力學(xué)橫向動力學(xué)車輛轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性縱向動力學(xué)車輛加速、減速和爬坡性能垂直動力學(xué)車輛行駛平順性和舒適性整車效率優(yōu)化電池?zé)峁芾黼姵販囟瓤刂剖茄娱L電池壽命和提升性能的關(guān)鍵。過高或過低溫度都會影響電池的性能和壽命。熱管理系統(tǒng)通過冷卻或加熱電池來維持最佳工作溫度。電池狀態(tài)檢測SOC剩余電量百分比，代表電池剩余容量與總?cè)萘康谋壤?。SOH電池健康狀況，反映電池性能衰減程度，例如循環(huán)壽命、容量下降等。溫度電池工作溫度對性能和壽命有重要影響，需要進行實時監(jiān)控。電壓/電流電池電壓和電流反映其充電和放電狀態(tài)，可用于判斷電池工作狀態(tài)。電池故障診斷故障類型常見故障包括電池容量下降、電壓異常、電流過大、內(nèi)部短路、溫度過高或過低。診斷方法通過電池管理系統(tǒng)（BMS）監(jiān)測電池狀態(tài)，利用數(shù)據(jù)分析和算法識別故障，并提供報警信息。診斷工具包括電池測試儀、數(shù)據(jù)分析軟件、故障診斷儀等，幫助工程師快速識別和定位故障。傳感器及信號傳感器類型底盤電控系統(tǒng)使用各種傳感器來感知車輛的狀態(tài)和環(huán)境，包括速度傳感器、角度傳感器、壓力傳感器等。信號處理傳感器信號需要經(jīng)過濾波、校準(zhǔn)和轉(zhuǎn)換，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。信號傳輸傳感器信號通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議傳輸?shù)诫娍貑卧M行數(shù)據(jù)采集和分析。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議CAN總線控制器局域網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于汽車電子系統(tǒng)，支持多節(jié)點通信。以太網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于信息娛樂系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)等。無線協(xié)議藍牙、Wi-Fi等，用于信息娛樂、遠程控制等。數(shù)據(jù)采集與分析1000傳感器各種傳感器采集實時數(shù)據(jù)。100數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)通過CAN總線等傳輸。10分析對數(shù)據(jù)進行分析和處理。1決策根據(jù)分析結(jié)果做出決策。仿真建模與分析1系統(tǒng)級仿真評估整車性能和控制策略2子系統(tǒng)仿真驗證各個組件功能和性能3模型在環(huán)(MIL)驗證軟件代碼邏輯和功能系統(tǒng)集成與調(diào)試1硬件集成底盤電控系統(tǒng)硬件組件的連接與測試，確保所有硬件模塊之間正常通訊并協(xié)同工作。2軟件集成各模塊軟件代碼的整合和調(diào)試，確保各模塊之間協(xié)調(diào)一致，實現(xiàn)預(yù)期的控制功能。3功能驗證通過測試驗證系統(tǒng)各功能是否滿足設(shè)計要求，并進行優(yōu)化調(diào)整，確保系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)測試與驗證1功能測試驗證系統(tǒng)功能是否滿足設(shè)計要求2性能測試評估系統(tǒng)性能指標(biāo)，如響應(yīng)時間、吞吐量等3可靠性測試測試系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性4安全性測試評估系統(tǒng)安全漏洞和防御措施可靠性分析評估系統(tǒng)失效概率識別潛在故障模式提升系統(tǒng)安全性未來發(fā)展趨勢智能化底盤電控系統(tǒng)將更加智能化，例如自動駕駛、智能輔助駕駛等。集成化不同子系統(tǒng)將更加緊密地集成在一起，例如動力電池系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)化底盤電控系統(tǒng)將與其他車輛系統(tǒng)以及外部環(huán)境進行網(wǎng)絡(luò)化連接，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制。行業(yè)前景展望1市場需求增長隨著全球?qū)沙掷m(xù)交通的關(guān)注度不斷提高，電動車市場預(yù)計將持續(xù)增長。2技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動電池技術(shù)、電機技術(shù)和智能控制技術(shù)的不斷進步，將推動電動車底盤電控系統(tǒng)的升級和發(fā)展。3產(chǎn)業(yè)鏈完善電動車底盤電控系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈日益完善，從電池制造到軟件開發(fā)，各個環(huán)節(jié)都將得到進一步發(fā)展。課程總結(jié)底盤電控系統(tǒng)概述從電動車發(fā)展歷程、底盤架構(gòu)到系統(tǒng)組成，全面概述了底盤電控系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。