混合动力和电动汽车控制系统开发

DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.混合动力和电动汽车控制系统开发HansGoller博士，易特驰汽车技术(上海)有限公司DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.2•简介•系统概述•新技术要求和市场需求•用于EV/HEV的控制系统开发•开发EV/HEV系统的工具链•控制复杂度–AUTOSAR概念•开发未来ECU（电子控制单元）的工具•控制功能原型开发•用于检测ECU网络和实时性要求高的控制功能的硬件在环系统•ECU标定•成功案例:赋予宝马X5混合动力车活力•综述及前景展望议程DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.3•简介•系统概述•新技术要求和市场需求•用于EV/HEV的控制系统开发•开发EV/HEV系统的工具链•控制复杂度–AUTOSAR概念•开发未来ECU（电子控制单元）的工具•控制功能原型开发•用于检测ECU网络和实时性要求高的控制功能的硬件在环系统•ECU标定•成功案例:赋予宝马X5混合动力车活力•综述及前景展望议程DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.4电机/发电机蓄电池功率电子元件混合动力CANE-motorECU蓄电池管理电动和混合动力驱动电子控制开发系统概述变速箱内燃机变速箱ECU驱动扭矩制动制动ECUPowertrainCANChassisCANGate-way中央混合动力控制•实施驱动策略•协调机械和电子驱动及制动混合动力ECU发动机ECU电机控制•控制和监控功率电子元件(逆变器)•高动态(采样时间50µs-100µs)•高安全要求电机ECUDevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.5电机/发电机蓄电池功率电子元件混合动力CAN电机ECU蓄电池管理电动和混合动力驱动电子控制开发系统概述变速箱内燃机发动机ECUTrans-missionECU驱动扭矩制动制动ECU传动系CAN底盘CANGate-way混合动力ECU蓄电池控制•监测SOC•电池平衡•电源管理DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.6客户(成本/效益,性能、扭矩、舒适度、安全性…)法规和环境(排放、能耗和安全性)制造成本可靠性上市时间市场(人口结构、需求、车型、燃料种类…)不同版本可用性可维护性开发、生产和运营需求：以下是车辆设计要求主要影响要素：系统软件生命周期竞争促进车辆多样性应用(PV,LCV,HCV,…)细分(小型、中型、豪华型…)车辆类型(PV,SUV,轿卡,客货车,…)型号(小轿车、旅行车、活动顶篷汽车、AT自动档、MT手动档,CVT、柴油车、汽油车、混合动力车…)新技术要求和市场需求系统及其不同版本更具多样性DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.7•ISO26262:电子系统功能安全性规范•ISO26262取代公路车辆通用标准IEC61508•ISO26262要求对电子系统开发所采用的软件工具进行资质认证•依照该规范，不可能有独立于使用实例且“符合ISO26262”的通用工具•ETAS支持软件开发工具的流程相关资质认证悬架转向制动距离车道偏离障碍驾驶员辅助系统车辆动态栅极(插电)电机/发电机蓄电池功率电子元件例2–驾驶员辅助系统和车辆动态控制系统例1–电力驱动安全性要求高的系统电子系统的功能安全性/ISO26262DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.8•简介•系统概述•新技术要求和市场需求•用于EV/HEV的控制系统开发•开发EV/HEV系统的工具链•控制复杂度–AUTOSAR概念•开发未来ECU（电子控制单元）的工具•控制功能原型开发•用于检测ECU网络和实时性要求高的控制功能的硬件在环系统•ECU标定•成功案例:赋予宝马X5混合动力车活力•综述及前景展望议程DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.9混合动力汽车控制系统的开发用于混合动力控制开发的工具链9ECU网络休眠总线仿真功能模型和环境仿真PC台式电脑混合动力控制的功能模型原型混合动力控制验证混合动力控制原型ECU网络功能在环ECU网络车上的混合动力控制的标定和验证混合动力控制通过实时PC进行硬件在环试验混合动力控制功能模型自动生成代码写入ECU软件接口模块ES59x测量模块ES4xx混合动力控制标定F11011111000001111000ABCDE基本软件控制原型•ECU网络内复杂控制算法的验证要求•紧凑且功能强大，适于车载应用•高性能CAN/FlexRay集成•ECU兼容性实时环境测试系统各个复杂度水平的验证要求•延时短,周期快•通过总线接口集成高性能ECU•扩展总线仿真•选项:充分使用特定ECU功能，以执行白盒测试标定环境•同时标定混合动力控制和周边系统•改进开发流程内的标定任务，在台式电脑或硬件在环系统上实现基于模型的标定功能要求•同步快速使用多个控制器•实验室和车辆标定的智能优化算法DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.10控制复杂度概念AUTOSAR虚拟功能总线(VFB)…•是一个新的抽象层•支持网络中ECU的软件组件的抽象开发已及灵活分配VirtualFunctionBus(VFB)...SW-Komp.1SW-Komp.2SW-Komp.3SW-Komp.nAUTOSARInterfaceAUTOSARInterfaceAUTOSARInterfaceAUTOSARInterface总线SG1SG2SGmRuntimeEnvironment(RTE)BasisSoftware(BSW)BSWRTEBSW...SW-Komp.1SW-Komp.3SW-Komp.2SW-Komp.nAUTOSARInterfaceAUTOSARInterfaceAUTOSARInterfaceAUTOSARInterfaceRTE功能范围虚拟功能总线AUTOSAR…•减少系统之间的相互依赖性并降低复杂度•易于重复使用软件•展现全新的车辆功能和系统的先进平台DevelopmentofControlSystemsforHybridandElectricVehicleslH.Gollerl1stChinaVirtualPowertrainConference,BeijinglOctober27-28,2010©ETASGmbH2010.Allrightsreserved.Thenamesanddesignationsusedinthisdocumentaretrademarksorbrandsbelongingtotheirrespectiveowners.11•简介•系统概述•