CN107422719A - 支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法 - Google Patents

支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法，数据采集模块通过电动汽车车辆网络采集整车报文；数据处理模块将数据进行分类，按照白名单过滤后分为动力反馈数据和远程监测数据；动力分配模块根据动力反馈数据进行计算，合理分配各驱动电机的输出效率和转速，形成动力分配命令报文；远程监测模块将远程监测数据进行合标的重新组合上传给远端监测平台，远程监测模块将监测平台下发的命令转化为远程控制命令报文发送给数据下发模块；数据下发模块将动力分配命令报文及远程控制命令报文下发到电动汽车车辆网络。本发明将多电机控制的动力分配功能和远程监测功能进行单元整合，减低成本、简化管理，提高系统信号实时性和可靠性。

Description

支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车制造领域，尤其涉及一种既支持远程监控又支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法。
背景技术
随着新能源纯电动汽车的发展，开发动力需求较高的多电机驱动的商用电动汽车已势在必行，而新能源汽车依据相关法规要求需要进行远程监测和数据上传，但如果由多个控制器实现这些功能会增加整车成本，加重管理、装配及维修的负担。因此，因成本、可靠性、安全性和信号实时性的限制，多电机驱动的商用电动汽车的多电机动力分配功能需由一个独立的控制器完成。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统及其控制方法，其将多电机控制的动力分配功能和远程监测功能进行单元整合，通过一个兼具多电机控制和远程监测功能的控制器总成系统来达到减低成本、简化管理、减轻装配和维修难度的目的，提高系统的信号实时性、可靠性和安全性。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统，包括数据采集模块、数据处理模块、动力分配模块、远程监测模块和数据下发模块，数据采集模块和数据处理模块相连，数据处理模块分别和动力分配模块、远程监测模块相连，动力分配模块、远程监测模块分别和数据下发模块相连，数据采集模块、数据下发模块分别和电动汽车车辆网络相连，远程监测模块通过无线网络和监测平台相连。监测平台指国家监测平台和企业监测平台。数据采集模块，采集整车报文；数据处理模块，将采集的数据进行分类，按照白名单过滤后分为动力反馈数据和远程监测数据两部分；动力分配模块，计算各驱动电机和车辆当前参数，合理分配各驱动电机的输出效率和转速等；远程监测模块，将数据处理模块过滤后的远程监测报文进行合标的重新组合并上传监测平台，同时需处理监测平台下发的命令并将其转化为远程控制命令报文发给数据下发模块；数据下发模块，将动力分配命令报文和远程控制命令报文下发到车辆网络，多个驱动电机从电动汽车车辆网络获取对应的控制报文后按照控制命令进行动力输出。本技术方案将多电机控制的动力分配功能和远程监测功能进行单元整合，通过一个兼具多电机控制和远程监测功能的控制器总成系统来达到减低成本、简化管理、减轻装配和维修难度的目的，提高系统的信号实时性、可靠性和安全性。
本发明的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法为：所述的数据采集模块通过电动汽车车辆网络采集整车报文；所述的数据处理模块将数据采集模块采集到的数据进行分类，按照白名单过滤后将数据分为动力反馈数据和远程监测数据两部分；所述的动力分配模块根据动力反馈数据计算出电动汽车各驱动电机当前参数及车辆当前参数，并经过计算合理分配各驱动电机的输出效率和转速，形成动力分配命令报文；所述的远程监测模块将数据处理模块过滤后的远程监测数据进行合标的重新组合并通过无线网络上传给远端的监测平台，同时远程监测模块对监测平台通过无线网络下发的命令进行处理，将下发命令转化为远程控制命令报文发送给所述的数据下发模块；所述的数据下发模块将动力分配模块送来的动力分配命令报文及远程监测模块送来的远程控制命令报文下发到电动汽车车辆网络。本技术方案将多电机控制的动力分配功能和远程监测功能进行单元整合，通过一个兼具多电机控制和远程监测功能的控制器总成系统来达到减低成本、简化管理、减轻装配和维修难度的目的，提高系统的信号实时性、可靠性和安全性。
作为优选，所述的数据处理模块对所述的数据采集模块采集到的数据进行白名单对比，依据配置文件对优先级和实时性反馈要求高的数据进行优先处理，对处理后的数据进行分类管理，分为动力反馈数据和远程监测数据两部分，并将动力反馈数据传送给所述的动力分配模块，将远程监测数据传送给所述的远程监测模块。数据采集模块可对整车多路CAN网络或以太网的数据进行采集，支持多路网络的开启和关闭，可适配不同车型，使驱动总成系统达到模块化。配置文件由监测平台式通过无线网络下发给远程监测模块，再远程监测模块传送给数据处理模块，数据处理模块本身会对配置文件进行备份，备份最近一次可使用的完整文件，当远程监测模块下发的文件确定完整并可使用则数据处理模块会替换备份文件，否则数据处理模块会调用备份文件并反馈信号给远程监测模块，通知其进行文件的重新下发申请。
作为优选，所述的动力分配模块根据所述的数据处理模块上报的动力反馈数据进行计算，合理分配电动汽车各驱动电机的工作状态，包括驱动电机的转速、转矩、正反转、输出效率、动力输出或断开、能量回馈模式的关闭或开启及怠机状态，形成动力分配命令报文，发送给所述的数据下发模块。动力反馈数据，即整车状态信息，包括油门踏板和加速踏板的状态及深度、钥匙档位、车辆档位、手刹状态、当前车速、电池电压电流、驱动电机及电控状态等信息。当监测平台有控制报文下发时，动力分配模块需根据监测平台的命令如限功率等，形成相应的控制多电机的动力分配命令报文，发送给数据下发模块。
作为优选，所述的远程监测模块将所述的数据处理模块上报的远程监测数据进行符合国标要求的格式重组后发送给远端的监测平台；当监测平台更新包含车辆信息白名单和上报周期的配置文件时，将更新的配置文件下发给所述的远程监测模块，远程监测模块再实时发送给所述的数据处理模块进行更新；当监测平台下发控制命令给远程监测模块时，远程监测模块对控制命令进行解析，再进行格式重组形成车辆的远程控制命令报文，发送给所述的数据下发模块。
作为优选，所述的数据下发模块根据车辆当前状态选择优先下发远程控制命令报文或动力分配命令报文到电动汽车车辆网络；当前车辆为停止状态时，则优先下发远程控制命令报文给电动汽车车辆网络；反之，则优先下发动力分配命令报文给电动汽车车辆网络。
本发明的有益效果是：将多电机控制的动力分配功能和远程监测功能进行单元整合，通过一个兼具多电机控制和远程监测功能的控制器总成系统来达到减低成本、简化管理、减轻装配和维修难度的目的，提高系统的信号实时性、可靠性和安全性，确保多电机驱动的商用电动汽车得以实施。
附图说明
图1是本发明的一种系统连接结构框图。
图中1.数据采集模块，2.数据处理模块，3.动力分配模块，4.远程监测模块，5.数据下发模块，6.电动汽车车辆网络，7.监测平台，8.第一驱动电机，9.第一驱动电机，10.第一驱动电机，11.电动汽车整车控制单元。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统，如图1所示，包括数据采集模块1、数据处理模块2、动力分配模块3、远程监测模块4和数据下发模块5，数据采集模块1和数据处理模块2相连，数据处理模块2分别和动力分配模块3、远程监测模块4相连，动力分配模块3、远程监测模块4分别和数据下发模块5相连，数据采集模块1、数据下发模块5分别和电动汽车车辆网络6相连，远程监测模块4通过无线网络和监测平台7相连。电动汽车的多个驱动电机(例如有第一驱动电机8、第二驱动电机9和第三驱动电机10)也和电动汽车车辆网络6相连，EVCU电动汽车整车控制单元11也和电动汽车车辆网络6相连。
上述支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法为：
数据采集模块1通过电动汽车车辆网络6采集整车报文，数据采集模块可对整车多路CAN网络或以太网的数据进行采集，支持多路网络的开启和关闭，可适配不同车型，使驱动总成系统达到模块化；
数据处理模块2对数据采集模块1采集到的数据进行白名单对比，按照白名单过滤后，依据配置文件对优先级和实时性反馈要求高的数据进行优先处理，对处理后的数据进行分类管理，分为动力反馈数据和远程监测数据两部分，并将动力反馈数据传送给动力分配模块3，将远程监测数据传送给远程监测模块4；配置文件由监测平台式通过无线网络下发给远程监测模块，再远程监测模块传送给数据处理模块，数据处理模块本身会对配置文件进行备份，备份最近一次可使用的完整文件，当远程监测模块下发的文件确定完整并可使用则数据处理模块会替换备份文件，否则数据处理模块会调用备份文件并反馈信号给远程监测模块，通知其进行文件的重新下发申请；
动力分配模块3根据数据处理模块2上报的动力反馈数据(即整车状态信息，包括油门踏板和加速踏板的状态及深度、钥匙档位、车辆档位、手刹状态、当前车速、电池电压电流、驱动电机及电控状态等信息)进行计算，计算出电动汽车各驱动电机当前参数及车辆当前参数，并经过计算合理分配电动汽车各驱动电机的工作状态，包括驱动电机的转速、转矩、正反转、输出效率、动力输出或断开、继电器吸合或断开、能量回馈模式的关闭或开启及怠机状态等，形成动力分配命令报文，发送给数据下发模块5；当监测平台有控制报文下发时，需根据监测平台的命令如限功率等，形成相应的控制多电机的动力分配命令报文，发送给数据下发模块5；
远程监测模块4将数据处理模块2上报的远程监测数据进行符合国标要求的格式重组后通过无线网络上传给远端的监测平台7；当监测平台7更新包含车辆信息白名单和上报周期的配置文件时，将更新的配置文件下发给远程监测模块4，远程监测模块4再实时发送给数据处理模块2进行更新；当监测平台7下发控制命令给远程监测模块4时，远程监测模块4对控制命令进行解析，再进行格式重组形成车辆的远程控制命令报文，发送给数据下发模块5；
数据下发模块5根据车辆当前状态选择优先下发远程控制命令报文或动力分配命令报文到电动汽车车辆网络6；当前车辆为停止状态时，则优先将远程监测模块4送来的远程控制命令报文(远程诊断、远程刷写、远程请求位置上报等)下发给电动汽车车辆网络6；反之，则优先将动力分配模块3送来的动力分配命令报文下发给电动汽车车辆网络6。
下面对工作过程进行举例说明。
多电机控制功能中，动力分配模块取计算依据参数进行计算(电动汽车车辆网络→数据采集模块→数据处理模块→动力分配模块)后形成动力分配命令报文，下发给各个驱动电机(动力分配模块→数据下发模块→电动汽车车辆网络→第一、第二及第三驱动电机)进行动力分配。
数据采集模块从电动汽车车辆网络收集信息，数据处理模块按照配置文件将数据进行过滤和分类，动力分配模块从数据处理模块收集到钥匙档位为READY、车辆档位为D档、手刹未拉、加速踏板踩踏深度为80％、车速为40KM/H等的整车状态信息后，进行动力分配，输出控制信号使第一驱动电机正转8000转、第二驱动电机正转6000转、第三驱动电机正转4000转，控制报文转化完成后形成动力分配命令报文，由数据下发模块发送给电动汽车车辆网络，第一、第二及第三驱动电机从电动汽车车辆网络获取对应的控制报文后按照控制命令进行动力输出。
因为数据下发模块会对同时要求下发的动力分配命令报文和远程控制命令报文进行优先级排序，故不会因监测平台下发大量命令数据对动力分配信号的实时性造成影响。
当管理人员通过监测平台的操作界面对电动汽车进行EVCU电动汽车整车控制单元升级操作时，命令和代码文件通过无线网络下发到驱动总成系统(监测平台→远程监测模块)，由远程监测模块通过数据处理模块上报的车辆状态信息确定当前车辆状态为钥匙ON档、车辆档位N档、手刹拉起等，符合当前操作要求的车辆状态，则通过数据下发模块对EVCU电动汽车整车控制单元进行升级操作。
升级操作交互过程中，远程监测模块仍可以将国标和企业要求上报的信息上传给监测平台(电动汽车车辆网络→数据采集模块→数据处理模块→远程监测模块→监测平台)。
这种工作机制即保证了监测平台操作时车辆的安全性，又兼顾了数据上传的效率，同时不影响动力分配模块对驱动电机的控制。

Claims (6)

1.一种支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统，其特征在于包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、动力分配模块(3)、远程监测模块(4)和数据下发模块(5)，数据采集模块(1)和数据处理模块(2)相连，数据处理模块(2)分别和动力分配模块(3)、远程监测模块(4)相连，动力分配模块(3)、远程监测模块(4)分别和数据下发模块(5)相连，数据采集模块(1)、数据下发模块(5)分别和电动汽车车辆网络(6)相连，远程监测模块(4)通过无线网络和监测平台(7)相连。
2.一种如权利要求1所述的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法，其特征在于所述的数据采集模块(1)通过电动汽车车辆网络(6)采集整车报文；所述的数据处理模块(2)将数据采集模块(1)采集到的数据进行分类，按照白名单过滤后将数据分为动力反馈数据和远程监测数据两部分；所述的动力分配模块(3)根据动力反馈数据计算出电动汽车各驱动电机当前参数及车辆当前参数，并经过计算合理分配各驱动电机的输出效率和转速，形成动力分配命令报文；所述的远程监测模块(4)将数据处理模块(2)过滤后的远程监测数据进行合标的重新组合并通过无线网络上传给远端的监测平台(7)，同时远程监测模块(4)对监测平台(7)通过无线网络下发的命令进行处理，将下发命令转化为远程控制命令报文发送给所述的数据下发模块(5)；所述的数据下发模块(5)将动力分配模块(3)送来的动力分配命令报文及远程监测模块(4)送来的远程控制命令报文下发到电动汽车车辆网络(6)。
3.根据权利要求2所述的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法，其特征在于所述的数据处理模块(2)对所述的数据采集模块(1)采集到的数据进行白名单对比，依据配置文件对优先级和实时性反馈要求高的数据进行优先处理，对处理后的数据进行分类管理，分为动力反馈数据和远程监测数据两部分，并将动力反馈数据传送给所述的动力分配模块(3)，将远程监测数据传送给所述的远程监测模块(4)。
4.根据权利要求2所述的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法，其特征在于所述的动力分配模块(3)根据所述的数据处理模块(2)上报的动力反馈数据进行计算，合理分配电动汽车各驱动电机的工作状态，包括驱动电机的转速、转矩、正反转、输出效率、动力输出或断开、能量回馈模式的关闭或开启及怠机状态，形成动力分配命令报文，发送给所述的数据下发模块(5)。
5.根据权利要求2所述的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法，其特征在于所述的远程监测模块(4)将所述的数据处理模块(2)上报的远程监测数据进行符合国标要求的格式重组后发送给远端的监测平台(7)；当监测平台(7)更新包含车辆信息白名单和上报周期的配置文件时，将更新的配置文件下发给所述的远程监测模块(4)，远程监测模块(4)再实时发送给所述的数据处理模块(2)进行更新；当监测平台(7)下发控制命令给远程监测模块(4)时，远程监测模块(4)对控制命令进行解析，再进行格式重组形成车辆的远程控制命令报文，发送给所述的数据下发模块(5)。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的支持多电机控制的电动汽车驱动总成系统的控制方法，其特征在于所述的数据下发模块(5)根据车辆当前状态选择优先下发远程控制命令报文或动力分配命令报文到电动汽车车辆网络(6)；当前车辆为停止状态时，则优先下发远程控制命令报文给电动汽车车辆网络(6)；反之，则优先下发动力分配命令报文给电动汽车车辆网络(6)。
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