长安混合动力汽车核心控制器开发

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1、长安混合动力汽车核心控制器的开发1.前言汽车以其便利性极大地改变了人们的生活。随着生活水平的提高、汽车技木的不断进步以及汽车工业的迅速发展，汽车的拥有跫急剧增加。由此产生的能源消耗、环境恶化等间题与当今世界节约能源、保护环境的大潮流相矛盾。如何在汽车工业的发展和环境的吋持续发展中寻求T•衡就成为了当今汽车行业面临的一人课题。混合动力汽车和纯电动车就足在这种形势下慢慢发展起来并壮大的。整车控制器(HCU)作为整个混合动力系统的主控制器，承担了整个系统的能景分配、扭矩管理、错误诊断等功能。而动力电池作为混合动力汽:午:和纯电动车的主要部件之一，它的管理与控制也是混合动力汽

2、车开发过程屮的一项特别关键技术。整车控制器的开发2.1整车控制器(HCU)开发梭式长安混合动力整车控制器(HCU)的开发采川V型开发模式。主要可以分为如卜JL个阶段：2.1.1.功能开发阶段功能开发阶段主要足用来验证系统设计方案，在该阶段利用matlabsimulink建立简单的控制策略模型，结合整车模型、发动机模型、电机系统模型、电池系统模型.对整车的汕耗、动力性进行仿真。如果在该阶段的仿真油耗、动力性没有达到设计要求，就必须修改系统设计方案，在油耗、动力性等达到目标后，就进入快速原型阶段。2.1.2.快速原型阶段快速原型阶段的主要工作就是功能验证。长安在开发过程屮

3、选择Dspace公司的MicroAutobox作为H⑶的硬件载体，利用RTI工具乜在功能开发与建立的控制策略模型的基础上加上适当的输入输fli接口，然后通过Matlabft带的real-timeworkshop将该模型转换为C语言并且下载到MicroAutobox屮。然后在HILI台架上做测试，在逻辑测试完成后，就将Autobox安装到车上，进行功能测试。从快速原型阶段中期开始，我们便开始了硬件电路设计、实用软件设计等。2.1.3自动代码生成该阶段中，首先耍做的是将快速原型阶段的控制策略加上targetlink接口等，然后利用targetlink将模型转换为能够在R标

4、处理器h运行的c语言代码。2.1.4硬件在环仿真硬件在环仿真(hardwareinloop)阶段主耍是利用dspace公司提供的硬件在环平台进行半实物仿真，用以验证HCU软件的逻辑功能等。2.1.5实车验证阶段奋:该阶段，将通过HIL测试的软件下载到HCU硬件中，然后再对HCU软件的功能进行较长时叫的测试，软件功能测试完成就进行数裾匹配等。1.2HCU硬件屯路设计HCU硬件电路板选择的楚一款成熟的发动机控制系统产品，主控芯片为MC9S12XDP512。HCU硬件主要包含以卜功能：数字信号输入输出处理单元：主要用于处理数字信号的输入输出。模拟信号输入处理单元：主要用來处

5、理整午:中相关的温度信号。频率信兮输入输出处理单元：川米处理安全碰撺信兮以及电池等相关部件散热风扇的控制。CAN通信输入输出处理单元：主要用于处理整车各控制器之W的通信。1.2HCU软件设计HCU软件中，采用了一个简单的实时系统来管理各项任务。该实时系统属于一个非抢占时系统，各任务定吋执行。HCU软件分为上层软件、底层软件、接口软件三个部分。其中上层软件由MATLABSIMULINK建立的模型转换而来，所有的控制策略全部由上层软件实现。底层软件主要用十信号的接收、发送、诊断，标定协议功能也由底层软件实现。接U层软件的主要功能为信号的处理，对EEPROM、FLASH等

6、的读写以及故障存储等。底层软件与接门层软件之间的数裾交换主要是依靠旗语来实现。1.3HCU主要功能2.4.1扭矩分配该功能的主要作用是根裾驾驶意图分配整.午:中各动力部件的扭矩以及管理动力电池的剩余电量(SOC)。2.4.2故障检测该功能的主要作川是根据整车各部件通过CAN通信通报给HCU的以及HCU自身判断的故障來判断车辆所处的故障等级。2.4.3下线检测该功能主要用于午:辆K线过程中的自动检测，对整车中各混合动力系统相关部件进行详细的检查，确保卜*线车辆的质量。围2琅统软件流程图2.4.4上下电流程处理该功能的主要作用是协调各混合动力相叉部件的上屯与下点流程，毡括

7、屯机管理系统(IPU)、电池管理系统(BCU)等部件的供电，预充电继电器、主继电器的吸合和断开吋间等。电池管理系统的设计3.1电池管理系统硬件设计硬件电路分9个模块：MCU模块、电源模块、电流传感器模块、电压传感器模块、CAN收发模块、R232收发模块、继电器模块、HANDSHAKE模块、绝缘检测模块。(如H1所示)3.2电池管理系统软件设计根裾控制要求，系统的软件部分由8个任务组成，包括系统的初始化、采集处理任务、CAN发送任务、SOC的计算、温度和电压数据处理、功率估算、电池状态监控功能和中口发送。除初始化任务外，每个任务的执行周期为10ms，其