1、學習領域2 電動汽車整車控制系統結構原理與檢修學習情境1整車控制系統組成與功效整車控制系統的組成與功能第1頁【學習目標】1.熟悉整車控制系統組成和功用；2.了解北汽故障診療儀使用方法；3.會進行常見經典故障診療與排除。整車控制系統的組成與功能第2頁【任務描述】小李新入職一家電動汽車4S 店，經過2 周培訓后。今天店里來了一輛故障車，師傅老王叫小李用專用故障診療儀讀取故障信息。小李使用故障診療儀去測試，卻發覺診療儀無法與車輛連接，小李該怎么來排除這一故障呢？客戶委托: 更換整車控制器整車控制系統的組成與功能第3頁整車控制系統的組成與功能第4頁一、整車控制系統組成 純電動汽車整車控制系統通常包含低

2、壓電氣子系統 、高壓電氣子系統 和 整車網絡化控制系統 三部分。整車控制系統的組成與功能第5頁一、整車控制系統組成純電動汽車低壓電氣子系統：整車控制系統的組成與功能第6頁一、整車控制系統組成純電動汽車高壓電氣子系統：整車控制系統的組成與功能第7頁一、整車控制系統組成純電動汽車整車網絡化控制系統：整車控制系統的組成與功能第8頁CAN 總線系統Controller（控制器）Area（局域）Network（網絡）CAN Bus-控制器局域網絡總線整車控制系統的組成與功能第9頁CAN 總線系統-歷史歷史:CAN是由 Bosch 和 Intel在八十年代末開發,用于連接客車和卡車ECU標準化總線系統。C

3、AN2.0標準在1991年公布，迄今沿用。在1992年首先應用在Mercedes S-系列車中 (連接發動機和變速箱 ECU) 。 1993年CAN 成為國際標準ISO11898(高速應用)和ISO11519（低速應用）。如今CAN總線在自動化領域中作為現場總線普遍使用。任何官方應用需要向 Bosch 支付費用。整車控制系統的組成與功能第10頁CAN 總線-應用當前世界上絕大多數汽車制造廠商都采取CAN總線來實現汽車內部控制系統之間數據通信。整車控制系統的組成與功能第11頁CAN 總線為何在汽車上得到了如此廣泛應用呢？CAN 總線-應用整車控制系統的組成與功能第12頁CAN 總線-優點在該例中

4、，共需要5條數據線進行數據傳遞，也就是說，每項信息都需要一個獨立數據線。面臨問題：假如傳遞信號項目多，還需要更多信號傳輸線，這么會造成電控單元針腳數增加、線路復雜、故障率增多及維修困難。整車控制系統的組成與功能第13頁各控制單元之間全部信息都經過兩根數據線進行交換CAN數據總線經過該種數據傳遞形式，全部信息，不論控制單元多少和信息容量大小，都能夠經過這兩條數據線進行傳遞，能大規模降低系統復雜性。CAN 總線-優點整車控制系統的組成與功能第14頁?.5 個控制器原始網絡10 個連接線只是為了必要數據交換780-1000 個連接線還能以此來實現必要數據交換嗎？40-60 個控制器.經過CANBUS

5、-技術找到了處理方法和可能性CAN 總線-優點整車控制系統的組成與功能第15頁各控制單元之間全部信息都經過兩根數據線進行交換CAN數據總線CAN 總線-優點整車控制系統的組成與功能第16頁（1）利用最少傳感器信號線來傳遞多用途傳感信號，車輛控 制愈加準確、智能。CAN 總線-優點（2）電控單元和電控單元插腳最小化應用，節約有限空間。（3）線束與接頭更少，故障率低，檢修方便，系統穩定性高。（4）假如系統需要增加新功效，僅需軟件升級即可。（5）各電控單元監測器對所連接CAN總線進行實時監測。 經過控制單元和輔助安全辦法對傳遞信息連續檢驗，可 以到達最低故障率。（6） CAN數據總線符合國際標準，方

6、便于一輛車上不一樣廠家 電控單元間進行數據交換。整車控制系統的組成與功能第17頁CAN 總線系統-基礎概念數據總線:各個節點間進行數據通信通道，即所謂信息高速公路。整車控制系統的組成與功能第18頁多路傳輸:在同一個通道上或線路上同時進行多條信息傳輸。CAN總線使用“時分多路傳輸”CAN 總線系統-基礎概念整車控制系統的組成與功能第19頁二進制:二進制是計算技術中廣泛采取一個數制。二進制數據是用0和1兩個數碼來表示數。0011110060 0101000080 CAN 總線系統-基礎概念整車控制系統的組成與功能第20頁CAN 總線組成CAN 總線硬件軟件數據傳輸線數據傳輸終端數據傳輸終端通信節點

7、通信節點整車控制系統的組成與功能第21頁CAN 總線組成-硬件（導線）傳輸線:兩條扭絞在一起導線稱為雙絞線，兩條導線分別叫CAN-High和CAN-Low線，或者簡稱CAN-H和CAN-L。整車控制系統的組成與功能第22頁為何要使用雙絞線呢？生產麻煩還浪費材料。+1V-1V外界干擾同時作用于兩根導線產生電磁波輻射相互抵消0 VCAN 總線組成-硬件（導線）整車控制系統的組成與功能第23頁為了降低干擾， CAN-Bus傳輸線采取雙絞線，其絞距為20mm，截面積為0.35mm2或0.5mm2 。CAN 總線組成-硬件（導線）整車控制系統的組成與功能第24頁修理要求：修理時不能有大于50mm線段不絞

8、合。 修理點之間距離最少要相隔100 mm，以防止干擾。CAN 總線組成-硬件（導線）整車控制系統的組成與功能第25頁CAN 總線組成-硬件（導線信號）導線上詳細是什么樣電信號呢？CAN總線上應該出現只有0和1信號。經過兩條信號線上電壓差大小來表示0和1，即差分電壓傳輸。 信號= CAN_H - CAN_L整車控制系統的組成與功能第26頁CAN-H高電平為：3.5伏CAN-H低電平為：2.6伏CAN-L高電平為: 2.4伏CAN-L低電平為：1.5伏邏輯“1”:CAN-H =2.6V CAN-L =2.4V電壓差= 2.6V-2.4V =0.2V邏輯“0”： CAN-H =3.5V CAN-L

9、 =1.5V電壓差= 3.5V-1.5 =2.0V驅動性CAN總線電壓信號（大眾）CAN 總線組成-硬件（導線信號）整車控制系統的組成與功能第27頁CAN 總線組成-硬件（數據傳輸終端）數據傳輸線數據傳輸終端數據傳輸終端通信節點通信節點數據傳輸終端實際上就是兩個阻抗為120歐姆電阻，也稱為終端電阻。總線上總阻抗大約是60-70歐姆左右。終端電阻大小和傳輸線相關。整車控制系統的組成與功能第28頁CAN 總線組成-硬件（分支線）數據傳輸線數據傳輸終端數據傳輸終端通信節點通信節點分支線長度不能太長，普通要去不要超出6M整車控制系統的組成與功能第29頁CAN 總線組成-硬件（通信節點）數據傳輸線數據傳

10、輸終端數據傳輸終端通信節點通信節點通信節點：總線上數據通信發起者和接收者。在汽車上CAN總線通信節點普通是各種電腦，比如：發動機控制電腦、自動變速器電腦、ESP電腦、燈光組合開關電腦、儀表電腦等等。整車控制系統的組成與功能第30頁傳感器執行元件模塊控制器CAN控制器CAN收發器TXRX汽車電腦傳感器執行元件模塊控制器CAN控制器CAN收發器TXRX汽車電腦CAN-HCAN-LCAN 總線組成-硬件（通信節點）整車控制系統的組成與功能第31頁二、整車控制器主要功效 整車控制器主要功效包含： 整車控制模式判斷和驅動控制 、 整車能量優化管理 、 整車通信網絡管理 、制動能量回饋控制 、 故障診療和

11、處理 、 車輛狀態監測與顯示等。整車控制系統的組成與功能第32頁二、整車控制器主要功效： 1. 整車控制模式判斷和驅動控制 整車控制器經過各種狀態信息（開啟鑰匙、充電信號、加速/ 制動踏板位置、當前車速和整車是否有故障信息等）來判斷當前需要整車工作模式（充電模式和行駛模式）。然后依據當前參數和狀態及前一段時間參數及狀態，算出當前車輛扭矩能力，按當前車輛需要扭矩，計算出合理最終實際輸出扭矩。比如，當駕駛員踩下加速踏板時，整車控制器向電機控制單元發送電機輸出扭矩信號，電機控制系統控制電機按照駕駛員意圖輸出扭矩。整車控制系統的組成與功能第33頁整車控制系統的組成與功能第34頁二、整車控制器主要功效：

12、2.整車能量優化管理 純電動汽車有很多用電設備，包含電機和空調設備等。整車控制器能夠對能量進行合理優化來提升純電動汽車續駛里程。比如當動力電池組電量較低時，整車控制器發送控制指令關閉部分起輔助作用電氣設備，將電能優先確保車輛安全行駛。整車控制系統的組成與功能第35頁二、整車控制器主要功效：3. 整車通信網絡管理 在整車網絡管理中，整車控制器是信息控制中心，負責信息組織與傳輸，網絡狀態監控，網絡節點管理, 信息優先權動態分配以及網絡故障診療與處理等功效。經過CAN(EVBUS) 線協調電池管理系統、電機控制器、空調系統等模塊相互通信，如圖整車控制系統的組成與功能第36頁二、整車控制器主要功效：4

13、. 制動能量回饋控制 電動汽車電機能夠工作在再生制動狀態，對制動能量進行回收利用是電動汽車和傳統能源汽車主要區分。整車控制器依據行駛速度、駕駛員制動意圖和動力電池組狀態( 如電池荷電狀態SOC 值) 進行綜合判斷后，對制動能量回饋進行控制。假如到達回收制動能量條件，整車控制器向電機控制單元發送控制指令，使電機工作在發電狀態，將部分制動能量儲存在動力電池組中，提升車輛能量利用效率。整車控制系統的組成與功能第37頁二、整車控制器主要功效： 5. 故障診療和處理 連續監視整車電控系統 ， 進行故障診療 ， 并及時進行對應安全保護處理。依據傳感器輸入及其它經過 CAN 總線通信得到電機、電池、充電機等

14、信息 ， 對各種故障進行判斷、等級分類、報警顯示 ； 存放故障碼 ， 供維修時查看。故障指示燈指示出故障類 型 和部分故障碼。對于不太嚴重故障，能做到 “ 跛行回家 ”整車控制系統的組成與功能第38頁二、整車控制器主要功效： 6. 車輛狀態監測和顯示 整車控制器應該對車輛狀態進行實時檢測, 而且將各個子系統信息發送給車載信息顯示系統, 其過程是經過傳感器和 CAN 總線, 檢測車輛狀態及其動力系統及相關電器附件相關各子系統狀態信息驅動顯示儀表, 將狀態信息和故障診療信息經過數字儀表顯示出來。顯示內容包含：車速、里程、電機轉速、溫度、電池電量、電壓、電流、故障信息等。整車控制系統的組成與功能第3

15、9頁三、整車控制系統故障診療與處理- 1.故障分級整車控制系統的組成與功能第40頁三、整車控制系統故障診療與處理- 1.故障分級整車控制系統的組成與功能第41頁三、整車控制系統故障診療與處理- 2 報警指示燈符號解釋整車控制系統的組成與功能第42頁三、整車控制系統故障診療與處理- 2 報警指示燈符號解釋整車控制系統的組成與功能第43頁三、整車控制系統故障診療與處理： 3 電動汽車 OBD 接口定義圖2-4 OBD診療接口整車控制系統的組成與功能第44頁三、整車控制系統故障診療與處理：3 電動汽車OBD 接口定義圖整車控制系統的組成與功能第45頁三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源

16、EV 專用故障診療儀使用方法整車控制系統的組成與功能第46頁三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診療儀使用方法整車控制系統的組成與功能第47頁三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診療儀使用方法整車控制系統的組成與功能第48頁讀數據流及作用：三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診療儀使用方法12V 低壓鉛酸電池電壓，能夠分析電池是否饋電、是否DC/DC 正在充電等低壓鉛酸電池是否饋電、DC/DC 是否正常； 加速踏板開度，能夠分析當前加速踏板開度 加速油門踏板是否正常； 電機系統狀態：電機初始化、預充電狀態、電機

17、扭矩、電機本體溫度、電機控制器溫度、電機轉速、電機生命信號等 電機是否正常；整車控制系統的組成與功能第49頁讀數據流及作用：三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診療儀使用方法 電池系統狀態：電池總電壓、電池當前放電電流、電池電量SOC 、單體電池最低電壓、單體電池最高電壓、單體電池最高溫度、單體電池最低溫度、電池系統生命信號、電池繼電器閉合與斷開狀態等 電池是否正常；整車信息：檔位狀態、加速踏板電壓值、低速和高速冷卻風扇開啟與閉合狀態檔位、加速油門踏板、高速風扇、低速風扇是否正常。整車控制系統的組成與功能第50頁故障凍結幀及作用：三、整車控制系統故障診療與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診療儀使用方法 意義：當車輛確認有故障瞬間，由整車控制器存放車輛在“ 這個瞬間 ” 整車狀態信息，比如車輛發生故障時車輛車速是多少？高壓多少？檔位狀態？駕駛員踩加速踏板開度？制動狀態 這些信息，有利于分析故障時狀態和故障原因，為車輛檢修提供主要依據。整車控制系統的組成與功能第51頁 故障診療儀無法與車輛通訊診療與排除 診療儀無法與車輛通訊原因主要從整車控制器是否工作、 OBD診療接口是否正常、OBD診療接口與VCU CAN總線線束是否正常。整車控制系統的組成與功能第52頁整車控制器更換： 將車鑰匙置于OFF檔 斷