1、新能源汽车控制器的概念及整车控制器的工作原理
新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点,其是由多个子系统构成的一个复杂系统,主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件(如图1所示)。各子系统几乎都通过自己的控制单元(ECU)来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标,一方面必须具有智能化的人车交互接口,另一方面,各系统还必须彼此协作,优化匹配,这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点,己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议,CAN逐渐成为通用标准。采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束,并提高系统监控水平。另外,在不减少其可靠性前提下,可以很方便地增加新的控制单元,拓展网络系统功能。
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一、整车控制器控制系统结构
公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。整车控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控,以提高整车能量利用效率,确保安全性和可靠性。该整车控制器采集司机驾驶信号,通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息,进行分析和运算,通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令,实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。该整车控制器还具有综合仪表接口功能,可显示整车状态信息;具备完善的故障诊断和处理功能;具有整车网关及网络管理功能,其结构原理如图2所示。
下面对每个模块功能进行简要的说明:
1、开关量调理模块
开关量调理模块,用于开关输入量的电平转换和整型,其一端与多个开关量传感器相连,另一端与微控制器相接;
2、继电器驱动模块
继电器驱动模块,用于驱动多个继电器,其一端通过光电隔离器与微控制器相连,另一端与多个继电器相接;
3、高速CAN总线接口模块
高速CAN总线接口模块,用于提供高速CAN总线接口,其一端通过光电隔离器与微控制器相连,另一端与系统高速CAN总线相接;
4、电源模块
电源模块,可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源,并对蓄电池电压进行监控,与微控制器相连;
5、模拟量输入和输出模块
模拟量输入和输出模块,可采集0~5V模拟信号,并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
6、脉冲信号输入和输出模块
可采集脉冲信号并调理,范围1Hz—20KHZ, 幅度6---50V;输出PWM信号
范围1HZ—10KHZ,幅度0—14V。
7、故障和数据存储模块
铁电存储器可以存储标定的数据和故障码,车辆特征参数等,容量32K。
二、整车控制器功能说明
新能源汽车整车控制器基本上以下几项功能:
1. 对汽车行驶控制的功能
新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板,动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大,动力电机的输出功率越大。因此,整车控制器要合理解释驾驶员操作;接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶。
2. 整车的网络化管理
在现代汽车中,有众多电子控制单元和测量仪器,它们之间存在着数据交换,如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题,为了解决这个问题,德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网(CAN)。在电动汽车中,电子控制单元比传统燃油车更多更复杂,因此,CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个,是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中,整车控制器是信息控制的中心,负责信息的组织与传输,网络状态的监控,网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
3. 制动能量回馈控制
新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能,此时电动机作为发电机,利用电动汽车的制动能量发电,同时将此能量存储在储能装置中,当满足充电条件时,将能量反充给动力电池组。在这一过程中,整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,如果可以进行,整车控制器向电机控制器发出制动指令,回收能部分能量。
4. 整车能量管理和优化
在纯电动汽车中,电池除了给动力电机供电以外,还要给电动附件供电,因此,为了获得最大的续驶里程,整车控制器将负责整车的能量管理,以提高能量的利用率。在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。
5. 车辆状态的监测和显示
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测,并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统,其过程是通过传感器和CAN总线,检测车辆状态及其各子系统状态信息,驱动显示仪表,将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。显示内容包括:电机的转速、车速,电池的电量,故障信息等。
6. 故障诊断与处理
连续监视整车电控系统,进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容,及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障,能做到低速行驶到附近维修站进行检修。
7. 外接充电管理
实现充电的连接,监控充电过程,报告充电状态,充电结束。
8. 诊断设备的在线诊断和下线检测
负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯,实现UDS诊断服务,包括数据流读取,故障码的读和清除,控制端口的调试。
2、什么是新能源汽车,新能源汽车技术是什么?
新能源汽车泛指主要动力来源不单纯依赖内燃机的车型,新能源汽车的最大特点是采用了电动机提供动力,给电动机供电的设备是电池,给电池充电的方式可以是内置发电机、外接充电口、太阳能、化学能,甚至是核能。随着新能源车型逐渐替代传统燃油汽车,下一步要做的就是将插电式混合动力汽车归类到传统燃油车范畴。
需要注意的是,油电混动车型不属于新能源汽车范畴,这类车型就是我们常说的“弱混”,代表车型有吉利博瑞GE MHEV、本田CRV 2.0L混动版、丰田凯美瑞2.5L混动版、本田雅阁2.0L混动版,油电混动汽车虽然是混动车型,但是没有外接充电口,只能依赖发动机给内部电池供电,所以油电混合动力车型仍然属于传统燃油汽车范畴,不能上绿牌。
目前市面上的新能源汽车可以大体分为插电式混合动力汽车和纯电动汽车,而新能源车型没有强制上绿牌的规定,依旧可以选择上蓝牌。
而当你在大街上看到绿色车牌的车型时,可以断定这一定是一辆新能源车型,那么怎么判断这是一辆插电式混动还是纯电动汽车呢?目前,小型新能源汽车专用号牌的第一位字母是D、F(D代表纯电动新能源汽车,F代表插电式混合动力新能源汽车),大型新能源汽车专用号牌的第六位字母是D、F(D代表纯电动新能源汽车,F代表插电式混合动力新能源汽车)。其中小型新能源汽车专用车牌采用“渐变绿色”底色,大型新能源客车专用车牌则采用“黄绿双拼色”底色。
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。 地热能---地球内部是炽热的,地表水渗透到地球内部就会变成蒸汽,用管道把这些蒸汽引出来,可用来发电或供热。 太阳能----即太阳辐射能,可用来取暖,供应热水,发电等。在国外已研制成太阳能发电站直接向家庭供电。 风能----由风车带动小型发电机发电,现正研制大型风机。 垃圾能----垃圾和废物通过处理能变成气体和油,或通过燃烧产生热用来发电。 生物质能----指生物质内包含的能量,又叫"绿色能源"。 潮汐能----利用潮水涨落来发电。 海洋热能----利用海水温差来发电,海洋表面和深处海水温度可相差25℃。这种电厂可建在海上船坞上,也可建在海滨附近,可供工业用电。 波浪能----利用波浪力取得的能量来发电。 核聚变能----处于探溯阶段。 新能源对环保影响小,值得研究开发、推广。
3、新能源汽车,新能源指的是什么能源?最高时速是多少?
应该是指汽车所使用的能源来源,新能源主要是指没有污染或污染很小的能源,例如太阳能、氢燃料电池、纯电、NG/LNG是属于新能源种类的。但传统燃油车不属于新能源类。
4、什么是新能源汽车?新能源汽车有哪几种
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计,全世界现有超过400万辆液化石油气汽车,100多万辆天然气汽车。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。按照中华人民共和国国家发展与改革委员会公告定义,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
5、新能源汽车12v电源系统与传统汽车的区别?
与传统汽车的“三大件”不同,由“电机、电池、电控”组成的“三电”系统是新能源汽车的核心部件,包括人车交互等新型智能网联系统,这些都是由新能源汽车产业催生出的新的需求。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
纯电动汽车(BladeElectricVehicles,BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。
混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,混合动力汽车有多种形式。
燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。
氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽
油,氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。
虽然目前来看专用车的销量占比在整体销量中的占比较小,但随着未来政策方面的扶植力度加大,预计未来将成为市场增速的主力。
6、简述超级电容器在分布式发电系统,新能源汽车等新能源系统中有哪些应用
随着超级电容器储能(SCES)系统的应用发展,分布式发电技术的储能有了新的发展机遇。超级电容器作为储能装置,不但可以为分布式发电系统提供必要的能量缓冲,而且对提高电力系统的运行稳定性具有非常重要的作用。
新能源汽车:在内燃机车的电起动系统中采用超级电容器辅助起动装置,由于具有非常高的功率密度,因此能较好地满足电动汽车在起动、加速、爬坡时对功率的需求,若与动力电池配合使用,则可减少大电流充放电对电池的伤害,延长电池的使用寿命,且具有非常高的能量回收率。
7、新能源汽车什么工作原理?
中国已探明的石油储量只能供给10来年,而已探明的煤炭储量至少能供给200年。你说那个稀缺?
燃煤发电污染大是因为燃煤发电厂没有安装脱硫、除尘装备。装上之后就不会有了!
现在来回答为什么大力提倡新能源汽车。
1、上面已经说了,中国石油储量非常短缺!这是能源安全问题!如果有一天美国看你不顺眼,要求中东及非洲原油出口国停止向中国出口石油,你想会是什么样的结果?不怕一万就怕万一,你有把柄在人家手里就得听别人的话!
2、提高燃煤利用的问题。由于燃煤发电我不在行,我只能说我从电视上了解到的。由于存在用电的峰值峰谷问题,白天用电量大,晚上用电量小。当晚上不用电时,很多人会想当然的说:“发电厂可以马上停掉发电机,关闭燃煤锅炉就行”。而实际上并非如此。一台大型燃煤锅炉从完全熄火状态到能够完全启动至少需要8小时时间。而且在引燃的过程中要消耗大量的柴油。而让整个发电系统从停机到运行运行正常,所用的时间更长。据说是2-3天,这个我不清楚。因此燃煤发电厂一般情况下是不会让燃煤锅炉熄火的,除非是大修。即使是对方不需要电点,发电厂仍然让燃煤锅炉以较小的燃烧速度烧煤,而发电系统也要低速运转。因为一熄火之后,再启动成本可是非常高的,比起让其低速运转的成本高出许多!电视上曾经采访一家60万千瓦的火力发电厂,如果60万千瓦满负荷运行的话一年要用掉约45万吨煤,而电网公司大多数时间只能接纳30万千瓦,而且存在严重的错峰问题。普通人一拍大腿就认为这家发电厂每年只需要22.5万吨煤,可实际上这家电厂每年用煤量为29万吨。多用掉的6.5万吨煤就是让系统低速运行的,而且这6.5万吨煤发不出一度电!如果使用新能源汽车在晚上用电低峰时进行充电,那么这6.5万吨煤就可以被利用起来,不会是一度电都发不出来!
8、新能源汽车,这个是什么东西
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车种类:
1、纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。
2、混合动力汽车是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。
3、其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。目前在我国,新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车,常规混合动力汽车被划分为节能汽车。
9、新能源汽车是指什么
新能源汽车主要包括燃料电池电动汽车(FCEV)、混合动力汽车、氢能源动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车各类型产品