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新能源牵引车,五合一控制器(英威腾)

   2024-12-10 290
核心提示:015 合 1 控制器概述电机控制器用来驱动电动汽车上的主电机,一般是接收整车控制器的信号,控制汽车主电动机的启动、运行、调速
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5 合 1 控制器概述

电机控制器用来驱动电动汽车上的主电机,一般是接收整车控制器的信号,控制汽车主电动机的启动、运行、调速、停止,它和整车控制器一起就像是电动车的 大脑,是电动车上的重要部件。 

 

电动汽车上除了驱动车轮运行的主驱电机外,还会有一些配套的辅件,例如转向油泵电机、打气泵电机、DC/DC、高压配电盒以及绝缘检测等。在带有这些配套辅件的电动汽车上,除了主驱电机控制器外,还需配备转向 DC/AC、打气 DC/AC、DC/DC、高压配电盒和绝缘检测仪等辅件控制器。

 

目前用到的方案通常有两种:

第一种主驱电机控制器和各辅件控制器分离

 

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独立主驱控制器

 

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*独立辅驱控制器

 

第二种是一体化的多合一控制器,即将主驱电机控制器、 高压配电, DCDC、空压机电机控制器、转向电机控制器集为一体的集成控制器, 也称之为五合一控制器。

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外观与端口定义

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旋变端口定义

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低压控制端口定义

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02

基本组成

英威腾主辅驱集成控制器,即将主驱电机控制器、高压配电,DCDC、 空压机电机控制器、转向电机控制器集为一体的集成控制器,也称之为五合一控制器。

 

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高压配电(PDU

高压配电将接触器、保险丝等集成在一起,形成一个紧凑完整的独立模组,相 对分立器件用线缆搭建体积更小,装配更方便,性能更稳定

 

包含预充回路,主正回路,高压附件回路,充电回路,各回路器件:接触器, 保险丝,铜排,线缆等。可完成对高压主回路(电机控制器)及高压辅助回路(空压机、DC/DC 、电动转向控制器、空调压缩机、PTC)等的配电及保护;且预留上 装用熔断器,以备上装高压取电。

 

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主驱电机控制器 MCU

为整车驱动提供动力的控制模块。电机控制器将直流高压电,转换为三相交流 电供给驱动电机,电机经变速箱输出力矩,驱动车辆行驶;(主驱电机)

 

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转向油泵控制器 DCAC(SDCAC)

为整车转向提供助力的控制模块。转向泵控制器(DC-AC 逆变器)将直流高压电,转换为三相交流电供给转向泵电机,电机带动转向油泵工作,产生油压,继而达到助力转向的功能。

 

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气泵 DCAC 模块(BDCAC)

为整车制动提供助力的控制模块。气泵控制器(DC-AC 逆变器)将直流高压电, 转换为三相交流电供给气泵电机,电机带动气泵工作,产生压缩空气,继而达到助力制动的功能。

 

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DCDC 模块

将高压直流电转为低压直流电,给车辆低压蓄电池充电并且为整车低压用电器 提供稳定低压电源。

 

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原理与控制逻辑

原理

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网络拓扑

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系统框架

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02

主要控制逻辑

主驱接触器(K1、K2)

(1)行车状态主驱接触器吸合条件:

①上电使能信号

②on 档信号

③start 档信号。当 3 个信号同时有效时,执行主驱接触器吸合流程,

 

①②信号同时存在时,维持 K2 吸合 状态。

①、③信号为 CAN 信号由 HCU 发出,②为硬线信号。 

 

(2)充电状态判断:条件为 A+信号是否有效,有效时 K2 不允许吸合。(3)K2 断开条件:

无①或②以及控制器内部判断。 

 

(4)K2 吸合后,向 HCU 反馈吸合状态报文。

 

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主驱接触器

上装接触器(K3、K4)

(1)上装接触器吸合条件:

①K2 吸合信号

②上装启动信号

③上装使能信号 

 

①②③同时有效的情况下,执行上装接触器吸合流程, 

①②③信号同时存在时,维持 K4 吸合状态。 

②③信号为硬线信号由上装运动控制器发出 

 

2)K4 断开条件:

无②③以及在 K2 正常断开的情况下,也要断开上装接触器。 

 

(3)K4 吸合后,向上装运动控制器反馈吸合状态(装有时)。

 

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上装接触器

辅驱接触器(K5)

1)行车状态:

K2 吸合后,五合一控制器控制 K5 吸合。 

 

2)充电状态:五合一控制器收到 HCU 发的 DCDC 使能报文以及 A+有效信号,五合 一控制器控制 K5 吸合。

 

DC/AC 油泵: 

a.CAN 使能控制,以额定转速工作。 

b.采用双源转向泵。

c.具体双源控制逻辑以软件策略为准。

 

DC/AC 气泵: 

a.CAN 使能控制(CAN 信号丢失后响应硬线悬空使能(悬空工作,高电平不工作)) 且 K5 吸合(五合一自判断),2 条都满足后开始工作。

 

b.先有硬线使能,未有 K5 吸合时,DC/AC 不能误报欠压故障。(K2 吸合后 3s 后 K5 未吸合,则报欠压故障)

 

DC/DC 

a.行车状态:CAN 使能控制

b.充电状态:CAN 使能控制,同时检测到 A+有效的情况下,五合一控制器只控制 DCDC。

 

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辅驱接触器

PTC 接触器(K6)

CAN 使能控制及 K2 吸合(五合一自判断),2 条都满足后开始工作。

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PTC 接触器

下电流程

(1)HCU 发送请求断开 K2 指令,五合一控制器执行 K2 断开流程,五合一控制器 再收到TCU快速下电指令,且判断K2接触器状态为断开后,五合一控制器执行快速下 电命令,快速下电完成后,五合一控制器做粘连检测,检测结果反馈给 HCU,然后 HCU 控制断开负极。 

(2)通讯故障,且 ON 档无效,整车在 5km/h 以下方可允许下电。

 

03

互锁检测

互锁原理:

互锁检测用于判断整车高压线束是否连接到位,由于整个互锁检测 回路通过串联方式连接,所以当有一路高压线束未连接到位时就会报互锁故障 

①高压环路互锁,包括电池高压输入、主驱电机输出

②开盖互锁,控制器上盖打开时会弹开开盖检测按钮,导致报互锁故障

 

检测方式:万用表使用二极管档测量互锁公头是否导通,导通为正常。使用直流电压档检测母头电压,有电压为正常。

 

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04

绝缘检测

1、绝缘类故障综合处理办法 

因电动车电压较高,一旦系统发生绝缘性故障,后果非常严重。为保障车辆安全性,高压系统带有绝缘自检测功能,当系统检测到高压风险时,高压系统自动断电,同时显示故障码。

 

2、绝缘系统故障测量方法

关闭点火锁 关闭电源总开关、紧急切断开关 关闭机械电源总开关 拔掉 MSD 电源开关 拔掉电池输出高压线束 拔掉高压配电盒各高压线束 使用绝缘表测量各高压线束对地绝缘电阻。线束对地绝缘电阻应大于 50 兆欧。

 

序号 名称 绝缘阻值要求
1 主驱动电机控制器总成 冷态电阻>1MΩ
2 高压电缆总成

试验电压1000VDC

大于5000MΩ (常温常湿)

大于100MΩ(湿热状 态)

3 高压配电盒总成 50MΩ5000V DC
4 DC-AC逆变器总成 >20MΩ1000V
5 DC-DC转换器总成-高压 >20MΩ1000V
6 动力电池总成 ≥500Ω/V
7 动力蓄电池主控箱 ≥500Ω/V
8 蓄电池箱总成 ≥500Ω/V
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