混合動(dòng)力汽車(chē)核心控制器的開(kāi)發(fā)

2.3 HCU軟件設計

HCU軟件中，采用了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)系統來(lái)管理各項任務(wù)。該實(shí)時(shí)系統屬于一個(gè)非搶占時(shí)系統，各任務(wù)定時(shí)執行。

HCU軟件分為上層軟件、底層軟件、接口軟件三個(gè)部分。其中上層軟件由MATLAB＼SIMULINK建立的模型轉換而來(lái)，所有的控制策略全部由上層軟件實(shí)現。底層軟件主要用于信號的接收、發(fā)送、診斷，標定協(xié)議功能也由底層軟件實(shí)現。接口層軟件的主要功能為信號的處理，對EEPROM、FLASH等的讀寫(xiě)以及故障存儲等。底層軟件與接口層軟件之間的數據交換主要是依靠旗語(yǔ)來(lái)實(shí)現。

2.4 HCU主要功能

2.4.1 扭矩分配

該功能的主要作用是根據駕駛意圖分配整車(chē)中各動(dòng)力部件的扭矩以及管理動(dòng)力電池的剩余電量(SOC)。

2.4.2 故障檢測

該功能的主要作用是根據整車(chē)各部件通過(guò)CAN通信通報給HCU的以及HCU自身判斷的故障來(lái)判斷車(chē)輛所處的故障等級。

2.4.3下線(xiàn)檢測

該功能主要用于車(chē)輛下線(xiàn)過(guò)程中的自動(dòng)檢測，對整車(chē)中各混合動(dòng)力系統相關(guān)部件進(jìn)行詳細的檢查，確保下線(xiàn)車(chē)輛的質(zhì)量。

2.4.4 上下電流程處理

該功能的主要作用是協(xié)調各混合動(dòng)力相關(guān)部件的上電與下點(diǎn)流程，包括電機管理系統(IPU)、電池管理系統(BCU)等部件的供電，預充電繼電器、主繼電器的吸合和斷開(kāi)時(shí)間等。

3．電池管理系統的設計

3.1電池管理系統硬件設計

硬件電路分9個(gè)模塊：MCU模塊、電源模塊、電流傳感器模塊、電壓傳感器模塊、CAN收發(fā)模塊、R232收發(fā)模塊、繼電器模塊、HANDSHAKE模塊、絕緣檢測模塊。(如圖1所示)

3.2電池管理系統軟件設計

根據控制要求，系統的軟件部分由8個(gè)任務(wù)組成，包括系統的初始化、采集處理任務(wù)、CAN發(fā)送任務(wù)、SOC的計算、溫度和電壓數據處理、功率估算、電池狀態(tài)監控功能和串口發(fā)送。除初始化任務(wù)外，每個(gè)任務(wù)的執行周期為10ms，其中，采集處理任務(wù)是最基本的任務(wù)，其優(yōu)先權最高。系統采用定時(shí)器中斷觸發(fā)方式實(shí)現了任務(wù)執行的周期性。

定時(shí)器產(chǎn)生的中斷有下溢中斷和周期中斷兩種。周期中斷被用來(lái)觸發(fā)任務(wù)的執行，中斷周期為10ms。在下溢中斷的服務(wù)程序中，包含有電壓采集通道的選擇和查詢(xún)方式的CAN接收過(guò)程，中斷周期為10ms。除了定時(shí)器中斷外，軟件中還設置了串口接收中斷，用來(lái)接收上位機發(fā)送的信息。

在軟件實(shí)現的任務(wù)中，初始化任務(wù)主要是對DSP中各個(gè)模塊的寄存器參數進(jìn)行配置，包括時(shí)鐘倍頻設置、定時(shí)器設置、CAN通信各個(gè)參數設置以及串口通信設置等。采集處理任務(wù)是對A／D轉換結果進(jìn)行處理，包括對電壓、電流和溫度采樣結果的處理。CAN發(fā)送任務(wù)是向整車(chē)報告電池的狀態(tài)信息，根據整車(chē)要求，各信息幀的發(fā)送周期不同。溫度和電壓數據處理任務(wù)中，根據采集值查表，計算其對應溫度，并計算出模塊電壓的最大、最小值。SOC計算和電池組充放電功率的計算構成對電池能量狀態(tài)的估算。串口發(fā)送任務(wù)則是向上位機的顯示界面發(fā)送信息，實(shí)現電池信息的實(shí)時(shí)顯示。電池狀態(tài)監控功能包含有故障診斷和繼電器的控制功能。

4．結論

混合動(dòng)力在國內屬于新興技術(shù)，而長(cháng)安的目標是自主掌握關(guān)鍵核心技術(shù)并具有獨立開(kāi)發(fā)能力。其中，很多技術(shù)都是從頭開(kāi)始，在國內沒(méi)有先例，還要建立一套逐漸完善的開(kāi)發(fā)流程。但是長(cháng)安選擇了迎難而上，充分利用與整合國內外優(yōu)勢資源，組建了一支優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)團隊，對核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。最終，長(cháng)安取得了實(shí)質(zhì)性的成果，成功研發(fā)出了國內具有先進(jìn)水平的混合動(dòng)力汽車(chē)。