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在電動(dòng)車系統(tǒng)中,整車控制器相當(dāng)于整車的大腦,接受駕駛員信號(hào),分析駕駛員意圖,輸出相應(yīng)指令給各個(gè)子系統(tǒng),電動(dòng)車整車控制策略相對(duì)電池管理系統(tǒng),和電機(jī)控制器而言,要簡(jiǎn)單很多,沒有很復(fù)雜的算法,絕大部分是邏輯判斷。因此整車廠而言,開發(fā)三電系統(tǒng)中的的電控系統(tǒng),整車控制器是最容易的切入點(diǎn)。大部分國(guó)內(nèi)主機(jī)廠對(duì)電池系統(tǒng),和電機(jī)系統(tǒng)的理解沒有Tier 1供應(yīng)商深入,因此電池和BMS,電機(jī)和電機(jī)控制一般都是由供應(yīng)商提供。隨著主機(jī)廠對(duì)整車控制理解的不斷深入,對(duì)子系統(tǒng)的掌控的欲望也比較強(qiáng)烈,VCU開始想干以前電池系統(tǒng)或者電機(jī)系統(tǒng)的事情,整車控制器與BMS等控制器開始有了功能的耦合。本文主要討論VCU與BMS之間某些功能分配。
筆者之前討論過(guò)GM Bolt集中BMS的架構(gòu),GM的PHEV和EV中,GM將傳統(tǒng)BMS中繼電器控制,熱管理,絕緣檢測(cè)等功能部署到了整車控制器中。
目前國(guó)內(nèi)電芯廠給主機(jī)廠供貨時(shí),通常電池和高壓配電盒是打包,高壓配電箱本身沒什么技術(shù)含量,而且容易出問(wèn)題。因此電芯廠的BMS負(fù)責(zé)整個(gè)電池包所有的功能,繼電器控制檢測(cè),絕緣檢測(cè)等。
這兩種方案各有優(yōu)劣,GM這中方案中,VCU控制所有繼電器。從執(zhí)行時(shí)間角度來(lái)考慮,通常而言,正常上下電情況下BMS需要接受VCU閉合/打開指令,才能執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作,如果VCU直接控制,通訊鏈路就短了很多;但是在非正常情況下,比如電池過(guò)溫,過(guò)壓等,需要BMS先發(fā)送相關(guān)信息給VCU,VCU再執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作,尤其是BMS是主從架構(gòu)情況下,整個(gè)通訊鏈路更長(zhǎng),DC充電控制亦是如此。這樣的處理方式有點(diǎn)違背常理,正常上下電,可以接受稍微時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn),而非正常下電,時(shí)間越短越好。
從功能安全角度來(lái)看,一個(gè)正常的信息鏈路,包括傳感器,控制器,執(zhí)行器。
對(duì)于安全目前過(guò)溫而言,絕大部分BMS的處理方式如下,溫度傳感器將過(guò)溫信息傳遞給BMS,BMS分析后,打開繼電器。整個(gè)信息鏈路簡(jiǎn)單明了,功能安全分析時(shí),也相對(duì)容易。
而如果由VCU控制繼電器,信息鏈路就有電冗長(zhǎng),功能安全分析,需要將BMS和VCU結(jié)合起來(lái)分析,而通常這連個(gè)控制器開發(fā)工作至少是兩個(gè)不同的組,甚至不同的公司,功能安全分析時(shí),配合起來(lái)就挺麻煩的。
在開發(fā)系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)之間的耦合越少越好,軟件模塊和硬件模塊才能更容易的模塊化。