混合動力汽車核心控制器的開發(fā)

2.3 HCU軟件設(shè)計

HCU軟件中，采用了一個簡單的實(shí)時系統(tǒng)來管理各項(xiàng)任務(wù)。該實(shí)時系統(tǒng)屬于一個非搶占時系統(tǒng)，各任務(wù)定時執(zhí)行。

HCU軟件分為上層軟件、底層軟件、接口軟件三個部分。其中上層軟件由MATLAB＼SIMULINK建立的模型轉(zhuǎn)換而來，所有的控制策略全部由上層軟件實(shí)現(xiàn)。底層軟件主要用于信號的接收、發(fā)送、診斷，標(biāo)定協(xié)議功能也由底層軟件實(shí)現(xiàn)。接口層軟件的主要功能為信號的處理，對EEPROM、FLASH等的讀寫以及故障存儲等。底層軟件與接口層軟件之間的數(shù)據(jù)交換主要是依靠旗語來實(shí)現(xiàn)。

2.4 HCU主要功能

2.4.1 扭矩分配

該功能的主要作用是根據(jù)駕駛意圖分配整車中各動力部件的扭矩以及管理動力電池的剩余電量(SOC)。

2.4.2 故障檢測

該功能的主要作用是根據(jù)整車各部件通過CAN通信通報給HCU的以及HCU自身判斷的故障來判斷車輛所處的故障等級。

2.4.3下線檢測

該功能主要用于車輛下線過程中的自動檢測，對整車中各混合動力系統(tǒng)相關(guān)部件進(jìn)行詳細(xì)的檢查，確保下線車輛的質(zhì)量。

2.4.4 上下電流程處理

該功能的主要作用是協(xié)調(diào)各混合動力相關(guān)部件的上電與下點(diǎn)流程，包括電機(jī)管理系統(tǒng)(IPU)、電池管理系統(tǒng)(BCU)等部件的供電，預(yù)充電繼電器、主繼電器的吸合和斷開時間等。

3．電池管理系統(tǒng)的設(shè)計

3.1電池管理系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件電路分9個模塊：MCU模塊、電源模塊、電流傳感器模塊、電壓傳感器模塊、CAN收發(fā)模塊、R232收發(fā)模塊、繼電器模塊、HANDSHAKE模塊、絕緣檢測模塊。(如圖1所示)

3.2電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的軟件部分由8個任務(wù)組成，包括系統(tǒng)的初始化、采集處理任務(wù)、CAN發(fā)送任務(wù)、SOC的計算、溫度和電壓數(shù)據(jù)處理、功率估算、電池狀態(tài)監(jiān)控功能和串口發(fā)送。除初始化任務(wù)外，每個任務(wù)的執(zhí)行周期為10ms，其中，采集處理任務(wù)是最基本的任務(wù)，其優(yōu)先權(quán)最高。系統(tǒng)采用定時器中斷觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)了任務(wù)執(zhí)行的周期性。

定時器產(chǎn)生的中斷有下溢中斷和周期中斷兩種。周期中斷被用來觸發(fā)任務(wù)的執(zhí)行，中斷周期為10ms。在下溢中斷的服務(wù)程序中，包含有電壓采集通道的選擇和查詢方式的CAN接收過程，中斷周期為10ms。除了定時器中斷外，軟件中還設(shè)置了串口接收中斷，用來接收上位機(jī)發(fā)送的信息。

在軟件實(shí)現(xiàn)的任務(wù)中，初始化任務(wù)主要是對DSP中各個模塊的寄存器參數(shù)進(jìn)行配置，包括時鐘倍頻設(shè)置、定時器設(shè)置、CAN通信各個參數(shù)設(shè)置以及串口通信設(shè)置等。采集處理任務(wù)是對A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行處理，包括對電壓、電流和溫度采樣結(jié)果的處理。CAN發(fā)送任務(wù)是向整車報告電池的狀態(tài)信息，根據(jù)整車要求，各信息幀的發(fā)送周期不同。溫度和電壓數(shù)據(jù)處理任務(wù)中，根據(jù)采集值查表，計算其對應(yīng)溫度，并計算出模塊電壓的最大、最小值。SOC計算和電池組充放電功率的計算構(gòu)成對電池能量狀態(tài)的估算。串口發(fā)送任務(wù)則是向上位機(jī)的顯示界面發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)電池信息的實(shí)時顯示。電池狀態(tài)監(jiān)控功能包含有故障診斷和繼電器的控制功能。

4．結(jié)論

混合動力在國內(nèi)屬于新興技術(shù)，而長安的目標(biāo)是自主掌握關(guān)鍵核心技術(shù)并具有獨(dú)立開發(fā)能力。其中，很多技術(shù)都是從頭開始，在國內(nèi)沒有先例，還要建立一套逐漸完善的開發(fā)流程。但是長安選擇了迎難而上，充分利用與整合國內(nèi)外優(yōu)勢資源，組建了一支優(yōu)秀的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，對核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。最終，長安取得了實(shí)質(zhì)性的成果，成功研發(fā)出了國內(nèi)具有先進(jìn)水平的混合動力汽車。