純電動(dòng)汽車學(xué)習(xí)入門(十)
——整車控制系統(tǒng)(中)

◆文/北京 李玉茂

(接上期)

16.遠(yuǎn)程控制

如圖12所示，用戶在出門前可以通過手機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)充電控制、空調(diào)控制、電池預(yù)加熱控制等，用戶剛上車就可以進(jìn)入一個(gè)舒適的環(huán)境和溫度。如圖13所示，用戶離開車輛時(shí)將充電槍插入慢充口，并不進(jìn)行立即充電，可以利用電價(jià)波谷并在家里實(shí)時(shí)查詢SOC值，需要充電時(shí)通過手機(jī)App發(fā)送遠(yuǎn)程充電指令。

三、VCU與各設(shè)備的連接

1.VCU與電子換擋器連接

北汽新能源EU系列裝有旋鈕式電子換擋器，如圖14所示，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕可選擇R位、N位、D位、E位，同時(shí)儀表盤顯示對(duì)應(yīng)的擋位字母。電子換擋器向VCU提供4個(gè)信號(hào)，如圖15所示。每個(gè)信號(hào)0.1～0.9V判定為“0”，2.8～3.95V判定為“1”，四位二進(jìn)制代碼表示相應(yīng)的擋位，見表3。在換擋旋鈕后側(cè)有制動(dòng)能量回收按鍵，如圖14中紅圈所示。有“E+”和“E-”兩個(gè)按鍵，“E+”表示能量回收強(qiáng)度增加，“E-”表示能量回收強(qiáng)度減小，共有3級(jí)，變速器位于D位和E位時(shí)，可在1級(jí)和3級(jí)之間調(diào)節(jié)?！癊”位是經(jīng)濟(jì)模式，通過降低加速和最高車速等動(dòng)力性能，降低能耗。

2.VCU與加速踏板傳感器連接

加速踏板信號(hào)向VCU提供駕駛?cè)诵旭傄鈭D，該傳感器向VCU提供兩組信號(hào)，信號(hào)1和信號(hào)2，如圖16所示，VCU將兩組信號(hào)對(duì)比使用。加速踏板角度從0.2°～14.5°(深度范圍0～100%)變化，信號(hào)1電壓由0.7～4.8V變化，信號(hào)2電壓由0.37～2.4V變化，如圖17所示。

3.VCU與制動(dòng)踏板傳感器連接

制動(dòng)踏板傳感器向VCU提供制動(dòng)踏板深度兩組信號(hào)，信號(hào)1和信號(hào)2，如圖18所示，VCU將兩組信號(hào)對(duì)比使用，利用此信號(hào)進(jìn)行能量回收和制動(dòng)力控制，VCU同時(shí)發(fā)出信號(hào)控制制動(dòng)燈點(diǎn)亮。

4.VCU與BMS連接

如圖19所示，VCU通過硬線對(duì)BMS發(fā)出喚醒信號(hào)、對(duì)主負(fù)繼電器發(fā)出閉合信號(hào)，通過CAN線詢問BMS是否有接收方面故障。BMS反饋VCU的信號(hào)有動(dòng)力電池電量、動(dòng)力電池溫度、動(dòng)力電池電壓、動(dòng)力電池電流。

5.VCU與OBC連接

如圖20所示，當(dāng)插入慢充槍，OBC感知CC與PE之間接通，OBC向VCU發(fā)出充電喚醒信號(hào)，再由VCU向組合儀表發(fā)出充電喚醒信號(hào)。OBC向VCU發(fā)出連接確認(rèn)信號(hào)，再由VCU向組合儀表發(fā)出連接確認(rèn)信號(hào)，儀表盤上慢充指示燈點(diǎn)亮。

北汽新能源EX3、EX5具有雙向充電功能，在單向車載充電機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行硬件、軟件升級(jí)，可以對(duì)220V通用電器供電，例如電磁爐。如圖21所示，將轉(zhuǎn)換插頭插入慢充口，按下雙向充電按鍵“Vtol”，就可實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)電源”的功能擴(kuò)展。

6.VCU與PTC控制器連接

各品牌車型設(shè)計(jì)不同，PTC控制器可以安裝在高壓盒內(nèi)、壓縮機(jī)控制器內(nèi)或單獨(dú)設(shè)立。VCU通過CAN總線與高壓盒內(nèi)PTC控制器通信，如圖22所示，VCU根據(jù)駕駛?cè)酥噶詈蚉TC溫度傳感器信號(hào)，控制PTC的分組通電或斷開。

7.VCU與MCU連接

VCU通過CAN總線向MCU發(fā)出轉(zhuǎn)矩需求信號(hào)，以及詢問MCU是否有接收方面故障，如圖23所示。MCU反饋給VCU的信息有電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度、電機(jī)控制器溫度。能量回饋時(shí)，VCU通知MCU，6個(gè)IGBT不再工作，而由三相橋式整流器自動(dòng)工作。當(dāng)回收電流大于動(dòng)力電池允許的最大充電電流，MCU執(zhí)行IGBT工作狀態(tài)。

8.VCU與DC/DC連接

在慢充電或行車中，VCU對(duì)繼電器發(fā)出“使能”信號(hào)，如圖24所示，繼電器閉合，DC/DC開始工作，將高壓直流電轉(zhuǎn)換成14V直流電，對(duì)蓄電池充電?！笆鼓堋钡挠⑽氖荅nable，前綴en是使的意思，able是能夠的意思，合起來就是“使能”，是一個(gè)動(dòng)詞，通俗說是“允許”信號(hào)。當(dāng)VCU發(fā)出“使能”信號(hào)，繼電器線圈“85”接地，線圈通電觸點(diǎn)閉合。當(dāng)DC/DC本身出現(xiàn)故障時(shí)，DC/DC通過故障信號(hào)線上報(bào)VCU，再由VCU報(bào)送組合儀表，儀表盤上的充電故障燈點(diǎn)亮。

9.VCU與壓縮機(jī)控制器連接

有的車型VCU還兼有空調(diào)控制單元的作用，如圖25所示，駕駛?cè)瞬僮骺照{(diào)面板，VCU接收空調(diào)面板發(fā)來的AC開關(guān)、溫度設(shè)定、鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速、蒸發(fā)器溫度、室內(nèi)溫度、制冷管路壓力等信號(hào)。VCU通過CAN總線將執(zhí)行信號(hào)送給壓縮機(jī)控制器，控制電動(dòng)壓縮機(jī)工作和執(zhí)行不同轉(zhuǎn)速。

10.VCU與RMS連接

RMS的中文是數(shù)據(jù)采集終端，也稱作T-BOX(Telematics BOX遠(yuǎn)程信息處理盒子)，VCU通過CAN總線與RMS連接，如圖26所示。RMS的一般功能：①服從VCU的控制命令，獲取整車相關(guān)信息；②利用GPS/北斗對(duì)車輛進(jìn)行定位；③將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地SD卡中，供軟件讀取和分析；④將信息按規(guī)定的時(shí)間和數(shù)據(jù)量，以無線的方式發(fā)送到服務(wù)平臺(tái)，并且做到信息的保密；⑤保存車輛最近一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，作為“黑匣子”提供車輛故障或事故發(fā)生前的數(shù)據(jù)信息；⑥在通訊網(wǎng)絡(luò)不暢的情況下，自動(dòng)將數(shù)據(jù)存在flash區(qū)，等待網(wǎng)絡(luò)正常后自動(dòng)上傳至服務(wù)平臺(tái)；⑦當(dāng)檢測(cè)到GPS等模塊故障主動(dòng)上報(bào)警情監(jiān)控中心；⑧支持遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí)功能，自動(dòng)接收服務(wù)平臺(tái)升級(jí)指令完成軟件升級(jí)。

11.VCU與遠(yuǎn)程模式開關(guān)連接

北汽新能源在高配車上裝有遠(yuǎn)程模式按鍵，如圖27所示，按下按鍵，遠(yuǎn)程模式指示燈點(diǎn)亮，用戶可以利用手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程充電控制、遠(yuǎn)程空調(diào)控制、遠(yuǎn)程電池預(yù)加熱控制等。

四、低壓、高壓上電原理

1.電動(dòng)汽車上電特點(diǎn)

燃油汽車只有12V電池，電動(dòng)汽車有12V電池和動(dòng)力電池，所以上電方式與燃油汽車不同，電動(dòng)汽車上電方式包括低壓上電、高壓上電。

電動(dòng)汽車上電原理：VCU控制、協(xié)調(diào)各控制單元，使各控制單元按順序合理地發(fā)出或斷開低壓控制信號(hào)，控制動(dòng)力電池繼電器接通或斷開，從而使車輛正確完成上電和下電，同時(shí)進(jìn)行信息交換和故障監(jiān)測(cè)。整個(gè)過程必須保證邏輯正確、順序合理、故障檢測(cè)有效。

2.低壓上電原理

各品牌對(duì)電動(dòng)汽車電路設(shè)計(jì)不同，下面是筆者對(duì)北汽EV200電路圖進(jìn)行的分析。

①?；鹁€供電，亦稱30號(hào)線，如圖28中的紅色線，12V電池正極長(zhǎng)期供電OBC、ON檔繼電器、電機(jī)繼電器、倒車燈繼電器、空調(diào)繼電器、BMS、DC/DC、RMS、ICM、VCU等。

②ACC供電，亦稱輔助電器線，點(diǎn)火開關(guān)擰到“ACC”檔，為輔助電器供電，例如點(diǎn)煙器，這是燃油汽車電路的保留，因不涉及電動(dòng)汽車特有部件，故在圖28中未畫出。

③IG供電，亦稱15號(hào)線，如圖28中的藍(lán)色線，點(diǎn)火開關(guān)擰到“ON”檔，12V電池正極供電ON檔繼電器線圈、電子換檔器、制動(dòng)能量回收開關(guān)、ICM等。

④喚醒模式供電，如圖28中的綠色線，繼電器接收到喚醒信號(hào)后觸點(diǎn)閉合，控制單元收到喚醒信號(hào)后由待機(jī)轉(zhuǎn)為工作。OBC繼電器接收來自慢充插口喚醒信號(hào)，電機(jī)繼電器接收來自VCU喚醒信號(hào)，倒車燈繼電器接收來自VCU喚醒信號(hào)，空調(diào)繼電器接收來自空調(diào)面板喚醒信號(hào)，BMS、DC/DC、ICM接收來自VCU喚醒信號(hào)。

有5種喚醒模式：ON檔喚醒(運(yùn)行模式)、快充喚醒(快充模式)、慢充喚醒(慢充模式)、遠(yuǎn)程喚醒(遠(yuǎn)程慢充模式/遠(yuǎn)程運(yùn)行模式)、網(wǎng)絡(luò)喚醒(DC/DC轉(zhuǎn)換模式)。各模式優(yōu)先級(jí)：快充模式＞遠(yuǎn)程慢充模式＞慢充模式＞運(yùn)行模式＞遠(yuǎn)程運(yùn)行模式＞DC/DC轉(zhuǎn)換模式。

①ON檔喚醒。如圖29所示，鑰匙擰到ON檔，點(diǎn)火開關(guān)IG觸點(diǎn)閉合。ON檔繼電器收到ON檔信號(hào)，如圖30所示，繼電器線圈通電，觸點(diǎn)閉合發(fā)出喚醒信號(hào)，喚醒VCU、RMS、EPS。再由VCU再發(fā)出喚醒信號(hào)，喚醒電機(jī)繼電器、BMS、DC/DC。鑰匙擰到START檔，該信號(hào)發(fā)送BCM，防盜系統(tǒng)核實(shí)鑰匙芯片電子代碼與車輛登記ID代碼一致，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，此時(shí)慢充系統(tǒng)、快充系統(tǒng)不工作。對(duì)于智能鑰匙，無鑰匙啟動(dòng)/停止按鍵有3個(gè)檔位“OFF”、“RUN”、“ACC”，按到“RUN”位置時(shí)防盜系統(tǒng)核實(shí)鑰匙是否授權(quán)。