混合動(dòng)力汽車(chē)核心控制器的開(kāi)發(fā)

1．前言

汽車(chē)以其便利性極大地改變了人們的生活。隨著(zhù)生活水平的提高、汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車(chē)的擁有量急劇增加。由此產(chǎn)生的能源消耗、環(huán)境惡化等問(wèn)題與當今世界節約能源、保護環(huán)境的大潮流相矛盾。如何在汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境的可持續發(fā)展中尋求平衡就成為了當今汽車(chē)行業(yè)面臨的一大課題。混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)車(chē)就是在這種形勢下慢慢發(fā)展起來(lái)并壯大的。

整車(chē)控制器(HCU)作為整個(gè)混合動(dòng)力系統的主控制器，承擔了整個(gè)系統的能量分配、扭矩管理、錯誤診斷等功能。而動(dòng)力電池作為混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)車(chē)的主要部件之一，它的管理與控制也是混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一項特別關(guān)鍵技術(shù)。

2．整車(chē)控制器的開(kāi)發(fā)

2.1整車(chē)控制器(HCU)開(kāi)發(fā)模式

長(cháng)安混合動(dòng)力整車(chē)控制器(HCU)的開(kāi)發(fā)采用V型開(kāi)發(fā)模式。主要可以分為如下幾個(gè)階段：

2.1.1．功能開(kāi)發(fā)階段功能

開(kāi)發(fā)階段主要是用來(lái)驗證系統設計方案，在該階段利用matlabsimulink建立簡(jiǎn)單的控制策略模型，結合整車(chē)模型、發(fā)動(dòng)機模型、電機系統模型、電池系統模型．對整車(chē)的油耗、動(dòng)力性進(jìn)行仿真。如果在該階段的仿真油耗、動(dòng)力性沒(méi)有達到設計要求，就必須修改系統設計方案，在油耗、動(dòng)力性等達到目標后，就進(jìn)入快速原型階段。

2.1.2．快速原型階段

快速原型階段的主要工作就是功能驗證。長(cháng)安在開(kāi)發(fā)過(guò)程中選擇Dspace公司的MicroAutobox作為HCU的硬件載體，利用RTI工具包在功能開(kāi)發(fā)與建立的控制策略模型的基礎上加上適當的輸入輸出接口，然后通過(guò)Matlab自帶的real-time workshop將該模型轉換為C語(yǔ)言并且下載到MicroAutobox中。然后在HILI臺架上做測試，在邏輯測試完成后，就將Autobox安裝到車(chē)上，進(jìn)行功能測試。

從快速原型階段中期開(kāi)始，我們便開(kāi)始了硬件電路設計、實(shí)用軟件設計等。

2.1.3 自動(dòng)代碼生成

該階段中，首先要做的是將快速原型階段的控制策略加上targetlink接口等，然后利用targetlink將模型轉換為能夠在目標處理器上運行的c語(yǔ)言代碼。

2.1.4 硬件在環(huán)仿真

硬件在環(huán)仿真(hardware in loop)階段主要是利用dspace公司提供的硬件在環(huán)平臺進(jìn)行半實(shí)物仿真，用以驗證HCU軟件的邏輯功能等。

2.1.5 實(shí)車(chē)驗證階段

在該階段，將通過(guò)HIL測試的軟件下載到HCU硬件中，然后再對HCU軟件的功能進(jìn)行較長(cháng)時(shí)間的測試，軟件功能測試完成后，就進(jìn)行數據匹配等。

2.2 HCU硬件電路設計

HCU硬件電路板選擇的是一款成熟的發(fā)動(dòng)機控制系統產(chǎn)品，主控芯片為MC9S12XDP512。HCU硬件主要包含以下功能：

數字信號輸入輸出處理單元：主要用于處理數字信號的輸入輸出。

模擬信號輸入處理單元：主要用來(lái)處理整車(chē)中相關(guān)的溫度信號。

頻率信號輸入輸出處理單元：用來(lái)處理安全碰撞信號以及電池等相關(guān)部件散熱風(fēng)扇的控制。

CAN通信輸入輸出處理單元：主要用于處理整車(chē)各控制器之間的通信。