整车控制系统根据电机、电池、DC/DC变换器、ESP以及EPS等零部件故障,整车CAN网络故障及整车控制器硬件故障进行综合诊断,来确定故障等级,并且进行相应地控制处理。一般电动汽车/混合动力汽车的故障分为4个等级,故障等级划分,如图1所示。
图1故障等级划分
故障等级划分及结果处理,见表1
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组合仪表报警指示灯符号解读
整车控制器在对自身及各子系统监测过程中发现故障时,将会点亮仪表中相应的指示灯。故障指示灯名称及故障原因和工作条件见表2。
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新能源汽车OBD针脚端口定义
OBD是英文简写,中文含义是“车载诊断系统”,当系统出现故障时,故障指示灯点亮,同时OBD系统将故障信息存入储存器,可以通过诊断仪读取系统故障码和数据流,根据故障码和数据流进行诊断,确定故障部位。OBD诊断接口位置及形状,如图2所示。
图2OBD诊断接口位置及形状
图3OBD针脚接口定义说明
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整车控制器与其他模块的控制逻辑关系
1.电动汽车整车控制器控制级别
VCU是整个电动汽车的控制核心,整车控制器对主要控制对象(车载充电器、动力电池组、动力电池组的主正和主负继电器、预充接触器、空调压缩机、动力驱动电机等)实行了分级控制,并且子系统都具有各自独立的控制能力和控制条件,因此子系统都可以实行独立的管理,此时VCU时刻监控子系统,并负责子系统的协调工作。如图4所示为VCU控制系统级别。
图4VCU控制系统级别
2.VCU与BMS系统的连接
整车控制器VCU向BMS发出电能需求和故障通信,BMS则通过CAN总线向VCU反馈动力电池的电量(荷电SOC状态)、动力电池温度、电压、电流及单体电池一致性等信息。如图5所示为VCU与BMS的连接关系。
图5VCU与BMS的连接关系
3.整车控制器与车载充电器的连接
车载充电器在充电过程中与整车控制器进行通信,当充电枪接入到车辆充电口时,充电连接确认信号CC与PE接通,这时车载充电器向整车控制器发出连接确认信号,整车控制器向组合仪表发出充电连接确认信号,组合仪表充电连接指示灯点亮,同时车载充电器发出充电唤醒信号,VCU根据BMS的信息确认达到充电条件后,车载充电器将220V交流电压转换成大于动力电池组总电压的直流电压,向动力电池充电,充电中车辆不可以行驶,因为VCU已经了解到充电连接确认信号。如图6所示为整车控制器与车载充电器及组合仪表的连接。
图6整车控制器与车载充电器及组合仪表的连接
4.整车控制器VCU与EAC的连接
纯电动汽车/混合动力汽车采用电动压缩机,它与传统的机械压缩机控制策略不同。VCU接到空调的A/C开关请求信号,并且确认空调压力开关信号、蒸发器温度信号、冷暖选择信号、鼓风机信号及动力电池组荷电SOC信号是否满足电动压缩机启动的条件,如果满足了这些条件,VCU通过CAN总线发送启动电动压缩机的工作指令给电动压缩机控制器,电动压缩机控制器根据VCU的指令来控制电动压缩机的驱动电路,从而启动电动压缩机,并控制其工作转速。从以上的介绍中我们可以了解到,电动压缩机控制器属于变频器,很多电动汽车/混合动力汽车的电动压缩机控制器与电动压缩机都是集成在一起的。如图7所示为整车控制器与电动压缩机的连接模式。
图7整车控制器与电动压缩机的连接模式
5.VCU与DC/DC变换器的连接
图8VCU与DC/DC变换器的连接关系
6.VCU与MCU的连接
VCU向MCU发出转矩需求和故障通信,MCU向VCU反馈电机转速、电机温度、控制器温度等信息,并通过CAN总线传输给VCU。能量回收启动与停止也是由VCU来控制的。VCU与MCU的连接关系,如图9所示。
图9VCU与MCU的连接关系
7.档位控制器与VCU的连接
VCU接收到从档位传感器传递过来的信号,进行运算后,通过车身CAN发送至组合仪表,并点亮对应的指示灯。如果档位传感器所在档位为“D”或“R”,通过动力CAN发送驾驶员意图,由MCU来控制驱动电机的前进/倒退/停止。加速踏板位置传感器向VCU提供驾驶员的加、减速信息,从而改变电机转矩,控制电机转速,进而改变车速。如图10所示为档位传感器与VCU的连接关系。