汽车|新能源客车高压附件集成控制器开发( 二 )
控制器主控芯片采用ST的SPC560B60L7C6E0X,分别有4路高电压?电流采集通道,6路CAN通道,10路继电器驱动;从控芯片采用TI的TMS320F28035,采用32位CPU,7个增强型ePWM模块;DCAC功率器件选用英飞凌IGBT模块FS75R12KT4_B15,驱动芯片选用PISID1152K,DCAC薄膜选用2片法拉板级DCLINK电容器8μF/1000VDC并联,相电流采样选用Allegro霍尔ICACS770LCB100BPFFT,直流侧电流采样使用Allegro霍尔ICACS724LMATR30AUT;电除霜控制IGBT选用IR单管AUIRG4PH50S,低压转向功率MOSFET型号为STP75NF75?
高低压“双源冗余”转向驱动电路结构如图3所示,高低压采用相同的使能逻辑电路?不同的驱动电路和功率输出电路?当高压转向需要转换到低压转向时,从控板关闭高压转向的硬件发波电路,切换到低压转向的发波硬件电路?转向使能逻辑电路结构如图4所示,高压使能和低压使能在同一时间,只能有1个信号有效,以确保转向控制的安全?
【汽车|新能源客车高压附件集成控制器开发】
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1.3 高压附件集成控制策略
1.3.1 主控板与从控板之间的通信及诊断策略
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通信与故障诊断共用1路CAN总线,如图5所示?利用UDS完成ACU的诊断?标定和程序升级工作;UDS请求和应答的报文信息只在诊断?标定和程序升级时才会发出,不影响ACU与整车通信网络上其他网络节点的通信?当需要进行程序升级时功能程序跳入引导程序,此时ACU不响应网络上其他节点的通信,仅进行程序升级?ACU作为网关转发其内部各个从控板的UDS报文,ACU接收其他网络节点的通信报文进行逻辑转换,从而控制其内部各个从控板进行工作?
1.3.2 整车高压上下电控制策略
将整车充电时的高压上下电和非充电时的上下电过程进行分离,流程分别如图6和图7所示?
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这样既能满足整车充电时低压电子模块的供电,又能够防止由于忘记断开大闸而出现的蓄电池亏电风险;同时,由于整车充电时复用了DCDC模块,降低了成本和系统复杂性?
1.3.3 转向高压下电及“随动转向”策略
车辆在行驶过程中一旦出现掉高压,转向助力会突然丢失,安全隐患非常大?ACU在软件上的安全策略是:在整车有严重故障需要主动切断高压时,只有当车速低于一定值(5km/h)时才允许切断高压;同时,ACU基于转向“双源冗余”的硬件配置,在正常工作时,高低压转向使能切换逻辑随时待命,在车速大于5km/h情况下,如果检测到高压转向出现故障或接收到整车控制器发送的紧急下高压指令,ACU会在200ms内完成高压转向使能切换到低压转向使能逻辑,保证整车转向安全?
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为了降低转向能耗,ACU基于车辆运行状态?车速?是否打方向及转向电机的相电流反馈等输入,而采取“随动转向”策略来实时调整油泵电机的工作转速,如图8所示?如在车辆静止过程中需要转向时,ACU会控制拉升转速,提高转向功率;一旦车辆行驶在较高的车速(如20km/h)时,整车的转向功率需求降低,ACU会调整降低油泵转速;整车在直线行驶不需要转向时,ACU会控制油泵工作在一个较低的转速;如在驻车过程中,不需要油泵工作时,ACU会暂停油泵工作,通过上述措施来实现转向功耗降低?
1.4 高压附件集成控制器结构设计
ACU外形结构设计主要考虑在整车上装配?拆卸?高低压线束敷设?水管敷设布置的合理和便捷性,以及更换线束?保险?拆装紧固件等的维修接近性?ACU内部结构采用4层腔体,从上到下分别为:腔体a,包括继电器?熔断器等主控板等;腔体b,包括气泵DC/AC?油泵DC/AC的驱动和功率板;腔体c,即冷却水道;腔体d,即DCDC功率模块?将腔体b和腔体c放置在水道上下两侧,不仅可以同时冷却,而且还能缩小ACU体积?
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