电动汽车监控平台的设计与开发

分享到:

        1 前言

  电动汽车中的电控单元多、内部空间小、环境干扰大,对控制系统、通信系统提出了更高的要求。CAN 以其良好的运行特性,极高的可靠性和独特的设计,特别适合电动汽车各电子控制单元之间的通信。为了更好地在实验室进行研究,建立了一个功能比较完善的试验测试平台,能够对CAN 总线系统及其网络协议进行研究。首先,基于DSP 的开发设计了电机控制器节点的通信程序。其次,深入了解CAN 总线在电动汽车中的应用需求,设计了CAN总线的应用层协议。最后,为检验设计协议的可行性,利用VB6.0 开发了电动汽车的监控系统,并为监控数据建立了数据库,方便管理数据。

  2 电机控制器节点的设计

  针对电动汽车电机控制器的特点,选用TI 公司的TMS320LF2407 芯片作为电机控制器的处理器。采用模块化的设计思想,编写了电机控制器节点的通信程序,可方便移植到基于DSP 的电机控制器或其他控制单元中。在电动汽车的CAN 总线系统中,电机控制器的实时性要求高,属于高速节点,波特率设为1 兆波特。电机控制器节点主要是接收总线上传来的电机工作模式、SOC、车速、加速踏板位置和制动踏板位置等控制信息,同时发送电机的工作温度、电机故障、工作状态等实时信息。本文中利用DSP2407的邮箱2 作为接收邮箱,邮箱5 作为发送邮箱,20 毫秒定时发送一次。

  3 电动汽车监控系统设计

  在实验室模拟电动汽车CAN 总线系统,以PC 机(带USB-CAN 模块)作为电动汽车的总控制器。利用CAN-bus 通用测试软件的运行机制和工作原理,设计了基于PC 机的电动汽车CAN 总线技术的监控系统。

  3.1 监控系统概述

  监控系统通过控制台(带USB-CAN 模块的PC 机)对电机控制器、电池控制器以及离合控制器进行监控。运行主界面如图1 所示。能根据需要在CAN 总线中收发参数,实现对总线各节点的监视和控制。例如,电机参数,包括SOC、车速、故障等级、工作模式、故障代码、工作温度等。监控系统还可根据系统扩展需要,提供创建节点的功能。另外,还提供数据管理功能。在监控系统执行过程中,采集到的数据会被记录到Microsoft Access 数据库中,可以用表格形式实时显视,还可以通过输出按钮由软件Excel 打开。

 

  3.2 监控系统通信协议

  在CAN 协议中只定义了数据链路层和物理层两层协议,缺乏对信息处理的规范,而一个完整的网络系统中离不开人机交互的应用进程,所以必须由用户定义应用层协议。根据电动汽车运行的特点,设计了监控系统的通信协议。大体上将电动汽车上各电子控制单元(ECU)分为高速和低速节点两大类。其中高速节点包括电机控制器、发动机控制器、电池控制器、ABS/ASR控制单元和能量管理单元等,在它们的ID 码设置较高的优先级。低速节点包括空调系统、仪表显示系统、车灯系统等。表1 给出了电动汽车各节点之间接收及发送的信号类型。根据电动汽车各节点之间接收及发送的数据,对各节点之间需要交换的信息的类型,所包含的参数以及表示方法有具体的说明。例如在电机控制器节点发送的8 个字节分别定义为:电机转速(双字节)、电机转矩(双字节)、工作温度(单字节)、错误等级及代码(单字节)、工作模式(单字节)还有一个字节作为备用。表1 电动汽车各节点之间接收及发送的数据明。例如在电机控制器节点发送的8 个字节分别定义为:电机转速(双字节)、电机转矩(双字节)、工作温度(单字节)、错误等级及代码(单字节)、工作模式(单字节)还有一个字节作为备用。

 

继续阅读
全球最大电池工厂诞生,雇员超过3000人

8月22日消息,据外媒报道,特斯拉电动汽车公司位于美国内华达州的1号超级工厂(Gigafactory 1)现在已成为全球最大的电池工厂,每年产能达到20GWh,而且还在不断增长。此外,对特斯拉工厂的最新审计数据显示,特斯拉仍在按计划履行其与内华达州签订的义务条款,现在其直接雇员已经超过3000人。

美国大学研发新材料:可使手机续航时间提升一倍

美国西北大学日前发布新闻公报说,新材料是掺有铬和钒元素的锂镁氧化物,用作锂离子电池的正极可使电池容量大幅提高,并且性能稳定,不会迅速退化。

马斯克又画了个大饼?数万超级充电站明年完工

伊隆-马斯克未来几年的计划简直可以说是野心勃勃。在进行着超级高铁项目和火星任务的同时,这位亿万富翁也揭示了自己想要如何改变人们交通现状的计划。

离开方向盘80秒,特斯拉撞上消防车

据CNBC报道,犹他州南约旦(South Jordan)警察局今天表示,上周在当地卷入车祸的特斯拉Model S上的电脑数据证实,这辆售价10万美元的轿车当时正处于自动驾驶模式,女司机双手长时间脱离方向盘。

电动汽车不仅能提高效率,还能让司机更快乐?

研究对象是四名在伦敦市区工作的专职出租车司机。工作人员在司机头上放置一个用来绘制脑电图的线圈,即脑电仪,监测他们驾驶电动汽车和燃油车时的大脑活动。

精彩活动