1、新能源汽车动力系统控制技术新能源汽车动力系统控制技术_图文图文.pptx新能源汽车动力系统控制技术Page 2新能源汽车分类及构型介绍纯电动汽车控制技术控制系统开发管理流程电控系统故障诊断动力电池及其管理系统介绍（实操）混动汽车控制技术电机及整车控制系统介绍（实操）新能源汽车动力系统控制技术Page 3控制系统开发管理流程开发管理流程概述需求管理系统变更管理系统配置管理系统控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 控制系统开发流程Page 4Page 5控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 控制系统架构Page 6控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 控制
2、系统开发流程Page 7控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 控制系统架构Page 8控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 单元测试及MIL测试Page 9控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 SIL及PIL测试Page 10控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 控制系统开发流程Page 11控制系统开发管理流程介绍 测试中需要使用的几种典型路况Page 12控制系统开发管理流程介绍Page 13控制系统开发管理流程介绍Page 14控制系统开发管理流程介绍Page 15控制系统开发管理流程介绍Page 16控制系统开发管理流程介绍Pag
3、e 17控制系统开发管理流程介绍Page 18美国美国CAFE/欧洲欧洲NEDC/日本日本JC08油耗测试油耗测试 相关数据对比相关数据对比 测试时间测试时间(单位单位 s)平均车速平均车速(单位单位 km/h)最高车速最高车速(单位单位 km/h)最大加速度最大加速度(单位单位 kmh/s)美国美国SFTP(郊区郊区)76677.496.45.3美国美国FTP(市区市区)137531.791.35.3NEDC(欧洲欧洲)118133.674.63.9JC08120424.550.76.1控制系统开发管理流程介绍 基于模型的软件开发（MBD:Model Based Design）项目繁多 各种
4、类型产品，各种产品平台 产品种类不断增加 方案多样 每种产品多种配置方案 配置方案定期更新 开发周期短 产品更新换代快 项目从立项到结束时间短 系统复杂 产品功能越来越齐全 产品性能提高 系统越来越复杂Page 19MBD项目繁多系统复杂开发周期短方案多样控制系统开发管理流程介绍Page 20MATLAB与C比较优点 图形化设计 简洁明了，便于交流，便于维护升级 测试验证 测试简便快捷，可以及早纠错，改善开发过程 代码自动生成 开发效率高，代码质量高，不易出错 文档自动化 提高工作效率，方便交流及维护，改善开发过程控制系统开发管理流程介绍Page 21V流程流程使用工具使用工具交付物交付物控制
5、需求分析Microsoft Office开发需求文档控制系统定义与设计Microsoft Office系统定义与设计文档策略模型开发Simulink、Stateflow控制模型模块单元单元测试Model Advisor、Design Verifier、Verification and Validation单元测试报告模型集成Simulink、Stateflow控制策略模型MIL测试SimscapeMIL测试报告自动代码生成MATLAB Coder、Embedded Coder控制策略代码SIL测试MATLAB、SimulinkSIL测试报告HIL测试Dspace/ETAS RT/Labview
6、 RTHIL测试报告台架匹配标定测试CANoe、CANape/INCA/Vision台架标定测试报告装车标定测试CANoe、CANape/INCA/Vision整车标定测试报告控制系统开发管理流程介绍Page 22 目前各行业控制系统开发的范例 康明斯(Cummins)控制系统开发管理流程介绍Page 23美国康明斯(Cummins)软件开发工作减少80%测试工作减少了50%提升了测试覆盖程度 提升了产品质量 减少了开发支出控制系统开发管理流程介绍Page 24控制系统开发管理流程介绍Page 25 戴姆勒(DAIMLER)控制系统开发管理流程介绍Page 26控制系统开发管理流程介绍Page
7、 27控制系统开发管理流程介绍Page 28控制系统开发管理流程介绍Page 29控制系统开发管理流程介绍Page 30 丰田(TOYOTA)控制系统开发管理流程介绍Page 31控制系统开发管理流程介绍Page 32控制系统开发管理流程介绍Page 33控制系统开发管理流程介绍Page 34 福特(Ford)控制系统开发管理流程介绍Page 35控制系统开发管理流程介绍Page 36 德尔福(DELPHI)控制系统开发管理流程介绍Page 37控制系统开发管理流程介绍Page 38控制系统开发管理流程介绍Page 39 北汽控制系统开发管理流程介绍Page 40控制系统开发管理流程介绍Pag
8、e 41 奇瑞控制系统开发管理流程介绍Page 42控制系统开发管理流程介绍Page 43控制系统开发管理流程介绍Page 44控制系统开发管理流程介绍Page 45 柯世达-华阳控制系统开发管理流程介绍Page 46控制系统开发管理流程介绍Page 47控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述 电子产品/系统开发管理平台：包括需求管理平台（Rational DOORs）、需求缺陷变更管理平台（Rational Change）和软件配置管理平台（Rational Synergy），这些管理平台是当今汽车行业在开发阶段流行推广应用的平台管理软件。Rational DOORs：是做需求管
9、理的时候需要的产品，主要用于定制和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。Rational Synergy：是做配置管理的时候需要的产品，主要用于项目的代码和数据的管理。Page 48控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述Page 49控制系统开发管理流程介绍 控制系统开发管理流程概述Page 50新能源汽车动力系统控制技术Page 51控制系统开发管理流程开发管理流程概述需求管理系统变更管理系统配置管理系统控制系统开发管理流程介绍 需求管
10、理系统Page 52控制系统开发管理流程介绍 需求管理系统 在需求阶段发现错误与在维护阶段发现错误的成本比是 200:1 56%的漏洞源于需求阶段的错误 Page 53控制系统开发管理流程介绍 需求管理系统Page 54控制系统开发管理流程介绍 需求管理系统 需求要确保可跟踪 同时要确保需求的一致性Page 55控制系统开发管理流程介绍 需求管理系统Page 56新能源汽车动力系统控制技术Page 57控制系统开发管理流程开发管理流程概述需求管理系统变更管理系统配置管理系统控制系统开发管理流程介绍 变更管理系统Page 58控制系统开发管理流程介绍 变更管理系统Page 59控制系统开发管理流
11、程介绍 变更管理系统Page 60新能源汽车动力系统控制技术Page 61控制系统开发管理流程开发管理流程概述需求管理系统变更管理系统配置管理系统控制系统开发管理流程介绍 配置管理系统 配置管理(configuration Management)是通过对在产品生命周期的不同的时间点上的产品配置项进行标识，并对这些标识的产品配置项的更改进行系统控制，从而保持产品完整性、一致性和可溯性的过程。完整的CM工具包括变更跟踪、版本管理、配置、内部版本管理、产品发布管理 Page 62控制系统开发管理流程介绍 配置管理系统Page 63控制系统开发管理流程介绍 配置管理系统Page 64控制系统开发管理流
12、程介绍 配置管理系统Page 65新能源汽车动力系统控制技术Page 66新能源汽车分类及构型介绍纯电动汽车控制技术控制系统开发管理流程电控系统故障诊断动力电池及其管理系统介绍（实操）混动汽车控制技术电机及整车控制系统介绍（实操）新能源汽车动力系统控制技术Page 67电控系统故障诊断故障诊断概述电池故障诊断电机故障诊断整车故障诊断电控系统故障诊断 故障诊断概述 车辆的诊断主要用来进行：功能监控 错误检测 记录、存储故障信息 读取数据 程序刷写更新 等等Page 68电控系统故障诊断 故障诊断概述Page 69电控系统故障诊断 故障诊断概述 客户端(Client)发送诊断请求，如诊断仪（Tes
13、ter）服务器端(Server)响应诊断请求，车辆上的ECU 远程客户端/服务器端(Remote Client/Server)与客户端/服务器端不在一个网段，中间通过网关转发信号Page 70电控系统故障诊断 协议数据单元(PDU)一组数据和信息的组合，包含发送方和接收方之间传递的数据和信息。包括：协议控制信息(PCI)和数据(Data)单针传输 数据长度6/7字节 报文类型：单帧(SF)多针传输 数据长度6/7字节，最多允许4095个字节 报文类型：第一帧(FF)：传输的开始 流控制帧(FC)：报文流控制 连续帧(CF)：传输数据Page 71电控系统故障诊断 故障诊断概述 源地址：发送节点
14、地址 目标地址：接收节点地址 物理通信(1:1)采用物理寻址的方式通信，客户端与服务器1对1的诊断通讯 功能通信(1:N)采用功能寻址的方式通信，客户端向多个服务器发送统一功能的诊断通讯Page 72电控系统故障诊断 故障诊断概述 相关诊断规范 ISO 14230 KWP2000，K线(串行传输，最大通信速率10.4Kbps)ISO 14229-1 UDS，只定义诊断服务，不涉及网络及实现 ISO 15765 基于CAN网络的诊断协议，目前主流 CAN网络(串行传输，最大通信速率1Mbps)定义了网络传输层(Part 2)Page 73电控系统故障诊断 故障诊断概述 OBDOn-Board D
15、iagnostics 第一代OBD(OBD-I)美国加州环保局(CARB)1985年立法，1988年开始实施 诊断要求针对硬件失效 诊断主要零部件包括氧传感器、EGR、供油系统和EMS 没有同意的故障码和通讯协议 第二代OBD(OBD-II)美国加州环保局1989年立法 扩大了诊断零部件范围 增加了对系统的诊断要求，如催化器失效、失火、蒸汽泄漏等 建立了标准化故障码和通讯协议Page 74电控系统故障诊断 故障诊断概述 K线Page 75电控系统故障诊断 故障诊断概述 CAN网络Page 76电控系统故障诊断 故障诊断概述 基于K线与基于CAN网络的区别Page 77电控系统故障诊断 故障诊断
16、概述Page 78电控系统故障诊断 故障诊断概述Page 79电控系统故障诊断 诊断服务ISO 15031-5Page 80电控系统故障诊断 故障诊断概述 网络层功能 发送方与接收方的数据传递 保证数据传输的可靠性 多包数据传输：打包解包、同步定时、流控制以及错误处理 应用层数据CAN数据帧 网络层协议 PDU定义 单帧/多帧报文传输 定时处理Page 81电控系统故障诊断 故障诊断概述Page 82电控系统故障诊断 各功能单元诊断服务 诊断和通讯管理功能单元 数据传输功能单元 传输储存的数据功能单元 输入输出控制功能单元 远程激活例程功能单元 上传下载功能单元Page 83电控系统故障诊断
17、应用层协议 A_SDU 应用层服务数据单元 SA,TA,TA_type,RA,parameter,A_PCI 应用层协议控制信息 A_PCI(SI):Service ID(Request和Positive Response)A_PCI(NR_SI,SI):Negative Service ID A_PDU 应用层协议数据单元 SA,TA,TA_type,RA,A_Data A_Data=A_PCI+parameter,A_PDU=A_PCI+A_SDUPage 84电控系统故障诊断 服务标识符SIPage 85电控系统故障诊断 否定响应吗NRC 最常见的否定响应码如下表Page 86电控系统故
18、障诊断 带子功能参数的请求消息的响应 物理寻址方式Page 87电控系统故障诊断 带子功能参数的请求消息的响应 功能寻址方式Page 88电控系统故障诊断 不带子功能参数的请求消息的响应 物理寻址方式Page 89电控系统故障诊断 不带子功能参数的请求消息的响应 功能寻址方式Page 90电控系统故障诊断Page 91 代码应答流程电控系统故障诊断 故障诊断概述 统一的诊断服务ISO 14229-1Page 92电控系统故障诊断 故障诊断概述 诊断与通信管理ISO 14229-1Page 93电控系统故障诊断 故障诊断概述 DiagnosticSessionControl(0 x10)服务 诊
19、断会话模式状态转移Page 94电控系统故障诊断 故障诊断概述 DiagnosticSessionControl(0 x10)服务 DiagnosticSessionType子功能模式Page 95电控系统故障诊断 DiagnosticSessionControl(0 x10)服务 不同会话模式所允许的诊断服务Page 96电控系统故障诊断Page 97 SecurityAccess(0 x27)服务 子功能securityAccessType电控系统故障诊断Page98 CommunicationControl(0 x28)服务 子功能ControlType电控系统故障诊断Page 99 L
20、inkControl(0 x87)服务 子功能LinkControlType电控系统故障诊断 诊断和通信管理 ECUReset(0 x11)服务 请求ECU复位 AccessTimingParameter(0 x83)服务 读取和修改通信链路的定时参数 SecuredDataTransmission(0 x84)服务 保护数据传输免遭第三方攻击，通过ISO 15764安全保护子层实现 ControlDTCSetting(0 x85)服务 停止或恢复诊断故障码的设置 ResponseOnEvent(0 x86)服务 启动或停止服务器中某特定事件触发的响应Page 100电控系统故障诊断 数据传输
21、功能单元Page 101电控系统故障诊断 数据传输功能单元 ReadDataByIdentifier(0 x22)服务 数据标识符DID(Data Identifier)ReadMemoryByAddress(0 x23)服务 客户端读取服务器中指定的内存数据 DynamicallyDefineDataIdentifier(0 x2C)服务 通过现有的DID或存储器地址定义新的DIDPage 102电控系统故障诊断 传输存储的数据功能单元 ReadDTCInfomation(0 x19)服务 ClearDiagnosticInformation(0 x141)服务 DTCDiagnostic
22、Trouble Code J 1939-73 DTC Format ISO 14229-1,ISO 15031-6 DTC FormatPage 103电控系统故障诊断 传输存储的数据 DTC的状态(DTC Status)Page 104电控系统故障诊断Page 105电控系统故障诊断Page 106 诊断故障码老化计数器电控系统故障诊断 传输存储的数据 ISO 15031-6 DTC格式描述Page 107电控系统故障诊断 传输存储的数据 ClearDiagnosticInformation(0 x14)服务 ReadDTCInformation(0 x19)服务Page 108电控系统故障
23、诊断 传输存储的数据Page 109电控系统故障诊断 输入输出控制功能单元 InputOutputControlByIdentifier(0 x2F)服务 用于控制电子系统的输出(执行器)例程控制功能单元 RoutineControl(0 x31)服务 远程请求启动/停止某个例程或请求例程的执行结果 上传下载功能单元 RequestDownload(0 x34)服务 RequestUpload(0 x35)服务 TransferData(0 x36)服务 RequestTransferExit(0 x37)服务Page 110新能源汽车动力系统控制技术Page 111电控系统故障诊断故障诊断概
24、述电池控制系统故障诊断电机控制系统故障诊断整车控制系统故障诊断电控系统故障诊断 电池故障诊断 动力电池的故障失效模式Page 112电控系统故障诊断Page 113电控系统故障诊断Page 114电控系统故障诊断Page 115电控系统故障诊断Page 116电控系统故障诊断Page 117 电池故障诊断电控系统故障诊断Page 118 电池故障诊断电控系统故障诊断Page 119 电池故障诊断电控系统故障诊断 电池故障诊断Page 120动力电池故障动力电池故障高压绝缘偏低报警电池组总电压偏低报警温度检测硬件故障高压绝缘过低报警电池组总电压过低报警电池组充电电流偏高报警绝缘检测模块故障电池组
25、总电压偏高报警电池组充电电流过高报警高压互锁报警电池组总电压过高报警电池组放电电流偏高报警电池外接充电通讯故障总电压检测硬件故障电池组放电电流过高报警电池外接充电硬件故障电池组温度偏低报警电流检测硬件故障单体电压偏低报警电池组温度过低报警电池SOC偏低报警单体电压过低报警电池组温度偏高报警电池SOC过低报警单体电压偏高报警电池组温度过高报警BMS内部通讯故障单体电压过高报警电池温度差异偏大报警BMS供电电压低单体电压检测硬件故障电池温度差异过大报警电控系统故障诊断 电池故障诊断 绝缘检测Page 121电池电机其它高压部件高压母线+高压母线-12V蓄电池+-绝缘检测模块车身地电控系统故障诊断
26、绝缘检测 无源接地检测原理图有源接地检测原理图Page 122电控系统故障诊断 高压互锁Page 123电池系统高压接插件高压互锁维修开关高压互锁低压接插件整车高压系统高压接插件高压互锁电控系统故障诊断 电池故障诊断Page 124故障内容故障内容故障等级故障等级 故障状态故障状态采取措施采取措施如单体电压偏低、偏高，总电压偏低、偏高，温度偏低、偏高，绝缘偏低，SOC偏低等3级故障一般故障限功率(限制充电功率、限制放电功率等)如单体电压过低、过高，总电压过低、过高，温度过低、过高，绝缘过低，SOC过低等2级故障(次高级)严重故障请求断高压（不允许充电or不允许放电or车辆跛行or断高压）如高压
27、互锁报警，电压检测硬件故障，温度检测硬件故障，BMS内部通讯故障等1级故障(最高级)危险故障紧急断高压（电池主动切断供电）电控系统故障诊断 电池故障诊断 主要开发内容Page 125BMS硬件底层软件故障检测（电流、电压、温度等）故障处理（限功率、紧急下电等）诊断服务接口（I/O控制、读故障码、会话控制等）新能源汽车动力系统控制技术Page 126电控系统故障诊断故障诊断概述电池控制系统故障诊断电机控制系统故障诊断整车控制系统故障诊断电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 127电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 128电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 129电控系统故障诊断 电机故
28、障诊断Page 130电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 131电机故障电机故障电机过流偏大电机电流过大IGBT短路故障电机直流母线电压偏高电机直流母线电压过高电机角度传感器信号故障电机直流母线电压偏低电机直流母线电压过低电流传感器故障IGBT温度偏高IGBT温度过高电机失速电机本体温度偏高电机本体温度过高电机高压互锁报警电机逆变器温度偏高电机逆变器温度过高电机控制板欠压12V供电电压过高12V供电电压过低电机驱动板欠压电控系统故障诊断 IGBTPage 132电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 133故障内容故障内容故障等级故障等级故障状态故障状态故障处理方式故障处理方式如电机电流偏
29、大，直流母线电压偏低，IGBT温度偏高，电机本体温度偏高，逆变器温度偏高等3级故障一般故障限功率20%-50%(限制发电功率、限制驱动功率等)如电机电流过大，直流母线电压过低，IGBT过高，电机本体温度过高，逆变器温度过高等2级故障（次高级）严重故障限功率50%-80%(限制发电功率、限制驱动功率等)如IGBT短路故障，电机失速，电机高压互锁，传感器故障等1级故障（最高级）危险故障紧急断高压、停机电控系统故障诊断 电机故障诊断Page 134PCU硬件底层软件故障检测（转速、电流、电压、温度等）故障处理（限功率运行、紧急下电、停机等）诊断服务接口（I/O控制、读故障码、会话控制等）新能源汽车动
30、力系统控制技术Page 135电控系统故障诊断故障诊断概述电池控制系统故障诊断电机控制系统故障诊断整车控制系统故障诊断电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 136电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 137电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 138电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 139电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 140整车系统故障整车系统故障油门踏板信号短接地真空压力传感器故障直流母线过压油门踏板信号短接电源高压接触器异常断开直流母线过流两路油门踏板模拟量不匹配高压接触器熔焊电机过温制动踏板信号短接地动力系统绝缘电阻偏低水泵故
31、障制动踏板信号短接电源动力系统绝缘电阻过低整车高压互锁故障两个制动踏板开关不匹配整车碰撞信号有效与BMS通讯丢失点火钥匙信号故障档位信号故障与PCU通讯丢失点火钥匙信号逻辑错误档位信号逻辑故障与EMS通讯丢失电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 高压接触器Page 141电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 142电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 油门踏板Page 143电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 144电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 制动踏板Page 145电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 点火钥匙Page 146电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 自动排挡Page 147电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断Page 148电控系统故障诊断 整车动力系统故障诊断 真空助力Page 149
