1、學(xué)習(xí)領(lǐng)域2 電動汽車整車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修學(xué)習(xí)情境1整車控制系統(tǒng)的組成與功能,1,學(xué)習(xí)交流PPT,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.熟悉整車控制系統(tǒng)的組成和功用； 2.了解北汽故障診斷儀的使用方法； 3.會進(jìn)行常見典型故障的診斷與排除。,2,學(xué)習(xí)交流PPT,【任務(wù)描述】 小李新入職一家電動汽車4S 店，經(jīng)過2 周的培訓(xùn)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斷儀讀取故障信息。小李使用故障診斷儀去測試，卻發(fā)現(xiàn)診斷儀無法與車輛連接，小李該怎么來排除這一故障呢？,客戶委托: 更換整車控制器,3,學(xué)習(xí)交流PPT,4,學(xué)習(xí)交流PPT,一、整車控制系統(tǒng)的組成 純電動汽車的整車控制系統(tǒng)通常包含低壓電氣子系

2、統(tǒng) 、高壓電氣子系統(tǒng) 和 整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) 三部分。,5,學(xué)習(xí)交流PPT,一、整車控制系統(tǒng)的組成 純電動汽車低壓電氣子系統(tǒng)：,6,學(xué)習(xí)交流PPT,一、整車控制系統(tǒng)的組成 純電動汽車高壓電氣子系統(tǒng)：,7,學(xué)習(xí)交流PPT,一、整車控制系統(tǒng)的組成 純電動汽車整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)：,8,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線系統(tǒng),CAN Bus-控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線,9,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線系統(tǒng)-歷史,歷史: CAN是由 Bosch 和 Intel在八十年代末開發(fā),用于連接客車和卡車ECU的標(biāo)準(zhǔn)化的總線系統(tǒng)。 CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)在1991年發(fā)布，迄今沿用。 在1992年首先應(yīng)用在Mercedes S-系列車

3、中 (連接發(fā)動機和變速箱 ECU) 。 1993年CAN 成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用)和ISO11519（低速應(yīng)用）。 如今CAN總線在自動化領(lǐng)域中作為現(xiàn)場總線普遍使用。 任何官方應(yīng)用需要向 Bosch 支付費用。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線-應(yīng)用,目前世界上絕大多數(shù)汽車制造廠商都采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。,11,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線為什么在汽車上得到了如此廣泛的應(yīng)用呢？,CAN 總線-應(yīng)用,12,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線-優(yōu)點,在該例中，共需要5條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，也就是說，每項信息都需要一個獨立的數(shù)據(jù)線。 面臨問題：如果傳遞信號項

4、目多，還需要更多的信號傳輸線，這樣會導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多及維修困難。,13,學(xué)習(xí)交流PPT,各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換CAN數(shù)據(jù)總線,通過該種數(shù)據(jù)傳遞形式，所有的信息，不管控制單元的多少和信息容量的大小，都可以通過這兩條數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞，能大規(guī)模的減少系統(tǒng)的復(fù)雜性。,CAN 總線-優(yōu)點,14,學(xué)習(xí)交流PPT,?,40-60 個控制器.,通過CANBUS-技術(shù)找到了 解決辦法和可能性,CAN 總線-優(yōu)點,15,學(xué)習(xí)交流PPT,各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換CAN數(shù)據(jù)總線,CAN 總線-優(yōu)點,16,學(xué)習(xí)交流PPT,（1）利用最少的傳感器

5、信號線來傳遞多用途的傳感信號，車輛控 制更加精確、智能。,CAN 總線-優(yōu)點,（2）電控單元和電控單元插腳最小化應(yīng)用，節(jié)省有限空間。,（3）線束與接頭更少，故障率低，檢修方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。,（4）如果系統(tǒng)需要增加新的功能，僅需軟件升級即可。,（5）各電控單元的監(jiān)測器對所連接的CAN總線進(jìn)行實時監(jiān)測。 通過控制單元和輔助安全措施對傳遞信息的持續(xù)檢查，可 以達(dá)到最低的故障率。,（6） CAN數(shù)據(jù)總線符合國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于一輛車上不同廠家的 電控單元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。,17,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念,數(shù)據(jù)總線:各個節(jié)點間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通道，即所謂的信息高速公路。,18,學(xué)習(xí)交流PPT

6、,多路傳輸:在同一個通道上或線路上同時進(jìn)行多條信息的傳輸。,CAN總線使用的“時分多路傳輸”,CAN 總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念,19,學(xué)習(xí)交流PPT,二進(jìn)制:二進(jìn)制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制。二進(jìn)制數(shù)據(jù)是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)。,60,80,CAN 總線系統(tǒng)-基礎(chǔ)概念,20,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線組成,CAN 總線,硬件,軟件,21,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線組成-硬件（導(dǎo)線）,傳輸線:兩條扭絞在一起的導(dǎo)線稱為雙絞線，兩條導(dǎo)線分別叫CAN-High和CAN-Low線，或者簡稱CAN-H和CAN-L。,22,學(xué)習(xí)交流PPT,為什么要使用雙絞線呢？生產(chǎn)麻煩還浪費材料。,CAN 總線組成-

7、硬件（導(dǎo)線）,23,學(xué)習(xí)交流PPT,為了減少干擾， CAN-Bus的傳輸線采用雙絞線，其絞距為20mm，截面積為0.35mm2或0.5mm2 。,CAN 總線組成-硬件（導(dǎo)線）,24,學(xué)習(xí)交流PPT,修理要求： 修理時不能有大于50mm的線段不絞合。 修理點之間的距離至少要相隔100 mm，以避免干擾。,CAN 總線組成-硬件（導(dǎo)線）,25,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線組成-硬件（導(dǎo)線信號）,導(dǎo)線上的具體是什么樣的電信號呢？,CAN總線上應(yīng)該出現(xiàn)的只有0和1信號。 通過兩條信號線上電壓差的大小來表示0和1，即差分電壓傳輸。 信號= CAN_H - CAN_L,26,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN-H的

8、高電平為：3.5伏 CAN-H的低電平為：2.6伏 CAN-L的高電平為: 2.4伏 CAN-L的低電平為：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 =1.5V 電壓差= 3.5V-1.5 =2.0V,驅(qū)動性CAN總線電壓信號（大眾）,CAN 總線組成-硬件（導(dǎo)線信號）,27,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線組成-硬件（數(shù)據(jù)傳輸終端）,數(shù)據(jù)傳輸終端實際上就是兩個阻抗為120歐姆的電阻，也稱為終端電阻?？偩€上的總阻抗大概是60-70歐姆左右。 終端電阻的大小和傳輸線相關(guān)。,28,學(xué)

9、習(xí)交流PPT,CAN 總線組成-硬件（分支線）,分支線的長度不能太長，一般要去不要超過6M,29,學(xué)習(xí)交流PPT,CAN 總線組成-硬件（通信節(jié)點）,通信節(jié)點：總線上數(shù)據(jù)通信的發(fā)起者和接受者。 在汽車上CAN總線的通信節(jié)點一般是各種電腦，例如：發(fā)動機控制電腦、自動變速器電腦、ESP電腦、燈光組合開關(guān)電腦、儀表電腦等等。,30,學(xué)習(xí)交流PPT,傳感器 執(zhí)行元件,模塊控制器,CAN控制器,CAN收發(fā)器,TX,RX,汽車電腦,傳感器 執(zhí)行元件,模塊控制器,CAN控制器,CAN收發(fā)器,TX,RX,汽車電腦,CAN-H,CAN-L,CAN 總線組成-硬件（通信節(jié)點）,31,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器

10、的主要功能 整車控制器的主要功能包括： 整車控制模式判斷和驅(qū)動控制 、 整車能量優(yōu)化管理 、 整車通信網(wǎng)絡(luò)管理 、制動能量回饋控制 、 故障診斷和處理 、 車輛狀態(tài)監(jiān)測與顯示等。,32,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 1. 整車控制模式判斷和驅(qū)動控制 整車控制器通過各種狀態(tài)信息（啟動鑰匙、充電信號、加速/ 制動踏板位置、當(dāng)前車速和整車是否有故障信息等）來判斷當(dāng)前需要的整車工作模式（充電模式和行駛模式）。然后根據(jù)當(dāng)前的參數(shù)和狀態(tài)及前一段時間的參數(shù)及狀態(tài)，算出當(dāng)前車輛的扭矩能力，按當(dāng)前車輛需要的扭矩，計算出合理的最終實際輸出的扭矩。例如，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時，整車控制器向電機控制單元

11、發(fā)送電機輸出扭矩信號，電機控制系統(tǒng)控制電機按照駕駛員的意圖輸出扭矩。,33,學(xué)習(xí)交流PPT,34,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 2.整車能量優(yōu)化管理 純電動汽車有很多用電設(shè)備，包括電機和空調(diào)設(shè)備等。整車控制器可以對能量進(jìn)行合理優(yōu)化來提高純電動汽車的續(xù)駛里程。例如當(dāng)動力電池組電量較低時，整車控制器發(fā)送控制指令關(guān)閉部分起輔助作用的電氣設(shè)備，將電能優(yōu)先保證車輛的安全行駛。,35,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 3. 整車通信網(wǎng)絡(luò)管理 在整車的網(wǎng)絡(luò)管理中，整車控制器是信息控制的中心，負(fù)責(zé)信息的組織與傳輸，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的管理, 信息優(yōu)先權(quán)的動態(tài)分配以及網(wǎng)絡(luò)故障的診斷

12、與處理等功能。通過CAN(EVBUS) 線協(xié)調(diào)電池管理系統(tǒng)、電機控制器、空調(diào)系統(tǒng)等模塊相互通信，如圖,36,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 4. 制動能量回饋控制 電動汽車的電機可以工作在再生制動狀態(tài)，對制動能量進(jìn)行回收利用是電動汽車和傳統(tǒng)能源汽車的重要區(qū)別。整車控制器根據(jù)行駛速度、駕駛員制動意圖和動力電池組狀態(tài)( 如電池荷電狀態(tài)SOC 值) 進(jìn)行綜合判斷后，對制動能量回饋進(jìn)行控制。如果達(dá)到回收制動能量的條件，整車控制器向電機控制單元發(fā)送控制指令，使電機工作在發(fā)電狀態(tài)，將部分制動能量儲存在動力電池組中，提高車輛能量利用效率。,37,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 5.

13、故障診斷和處理 連續(xù)監(jiān)視整車電控系統(tǒng) ， 進(jìn)行故障診斷 ， 并及時進(jìn)行相應(yīng)安全保護(hù)處理。根據(jù)傳感器的輸入及其他通過 CAN 總線通信得到的電機、電池、充電機等的信息 ， 對各種故障進(jìn)行判斷、等級分類、報警顯示 ； 存儲故障碼 ， 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(yán)重的故障，能做到 “ 跛行回家 ”,38,學(xué)習(xí)交流PPT,二、整車控制器的主要功能： 6. 車輛狀態(tài)監(jiān)測和顯示 整車控制器應(yīng)該對車輛的狀態(tài)進(jìn)行實時檢測, 并且將各個子系統(tǒng)的信息發(fā)送給車載信息顯示系統(tǒng), 其過程是通過傳感器和 CAN 總線, 檢測車輛狀態(tài)及其動力系統(tǒng)及相關(guān)電器附件相關(guān)各子系統(tǒng)狀態(tài)信息驅(qū)動顯

14、示儀表, 將狀態(tài)信息和故障診斷信息通過數(shù)字儀表顯示出來。顯示內(nèi)容包括：車速、里程、電機的轉(zhuǎn)速、溫度、電池的電量、電壓、電流、故障信息等。,39,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理- 1.故障分級,40,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理- 1.故障分級,41,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理- 2 報警指示燈符號解釋,42,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理- 2 報警指示燈符號解釋,43,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 3 電動汽車 OBD 接口定義,圖2-4 OBD診斷接口,44,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與

15、處理： 3 電動汽車OBD 接口定義圖,45,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法,46,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法,47,學(xué)習(xí)交流PPT,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法,48,學(xué)習(xí)交流PPT,讀數(shù)據(jù)流及作用：,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法,12V 低壓鉛酸電池電壓，可以分析電池是否饋電、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

16、踏板開度，可以分析當(dāng)前加速踏板的開度 加速油門踏板是否正常；, 電機系統(tǒng)狀態(tài)：電機初始化、預(yù)充電狀態(tài)、電機扭矩、電機本體溫度、電機控制器溫度、電機轉(zhuǎn)速、電機生命信號等 電機是否正常；,49,學(xué)習(xí)交流PPT,讀數(shù)據(jù)流及作用：,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法, 電池系統(tǒng)狀態(tài)：電池總電壓、電池當(dāng)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(tǒng)生命信號、電池繼電器閉合與斷開狀態(tài)等 電池是否正常；,整車信息：檔位狀態(tài)、加速踏板電壓值、低速和高速冷卻風(fēng)扇開啟與閉合狀態(tài)檔位、加速油門踏板、高速風(fēng)扇

17、、低速風(fēng)扇是否正常。,50,學(xué)習(xí)交流PPT,故障凍結(jié)幀及作用：,三、整車控制系統(tǒng)故障診斷與處理： 4 北汽新能源 EV 專用故障診斷儀的使用方法, 意義：當(dāng)車輛確認(rèn)有故障的瞬間，由整車控制器存儲車輛在“ 這個瞬間 ” 的整車狀態(tài)信息，比如車輛發(fā)生故障時車輛的車速是多少？高壓多少？檔位狀態(tài)？駕駛員踩的加速踏板開度？制動狀態(tài) 這些信息，有助于分析故障時的狀態(tài)和故障原因，為車輛的檢修提供重要依據(jù)。,51,學(xué)習(xí)交流PPT,故障診斷儀無法與車輛通訊的診斷與排除, 診斷儀無法與車輛通訊的原因主要從整車控制器是否工作、 OBD診斷接口是否正常、OBD診斷接口與VCU 的CAN總線線束是否正常。,52,學(xué)習(xí)交流PPT,整車控制器的更換：, 將車鑰