整车控制系统的组成与功能

三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法
三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法 读数据流及作用： Ø12V 低压铅酸电池电压，可以分析电池是否馈电、是否 DC/DC 正在充电等——低压铅酸电池是否馈电、DC/DC 是否正常； Ø 加速踏板开度，可以分析当前加速踏板的开度—— 加
插接器就是通常所说的插头和插座，用于传感器、执行器、
控制单元与线束，线束与线束或导线与导线间的相互连接，
逻辑“1”:CAN-H =2.6V
CAN-L =2.4V 电压差= 2.6V-2.4V =0.2V
逻辑“0”： CAN-H =3.5V
CAN-L =1.5V 电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
CAN 总线组成-硬件（数据传输终端）
通信节点 通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
数据传输终端实际上就是两个阻抗为120欧姆的电阻，也称为终端 电阻。总线上的总阻抗大概是60-70欧姆左右。
息和故障诊断信息通过数字仪表显示出来。显示内容包括：
车速、里程、电机的转速、温度、电池的电量、电压、电
流、故障信息等。
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 1.故障分级
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 1.故障分级
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 2 ．报警指示灯符
号解释
三、整车控制系统故障诊断与处理--- 2 ．报警指示灯符
来判断当前需要的整车工作模式（充电模式和行驶模式）。
出合理的最终实际输出的扭矩。例如，当驾驶员踩下加速
踏板时，整车控制器向电机控制单元发送电机输出扭矩信 号，电机控制系统控制电机按照驾驶员的意图输出扭矩。
二、整车控制器的主要功能：
2.整车能量优化管理
Ø 纯电动汽车有很多用电设备，包括电机和空调设备等。
动机控制电脑、自动变速器电脑、ESP电脑、灯光组合开
关电脑、仪表电脑等等。
CAN 总线组成-硬件（通信节点）
汽车电脑
传感器 执行元件
模块控制器
汽车电脑
传感器 执行元件
模块控制器
CAN控制器 TX RX
CAN控制器 TX RX
CAN收发器
CAN收发器
CAN-H CAN-L
二、整车控制器的主要功能
Ø 整车控制器的主要功能包括： 整车控制模式判断和驱
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换——CAN数 据总线
通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多少和信息 容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递，能大规模的减少
系统的复杂性。
CAN 总线-优点
5 个控制器 10 个连接线 40-60 个控制器... 780-1000 个连接线
动控制 、 整车能量优化管理 、 整车通信网络管理 、制
动能量回馈控制 、 故障诊断和处理 、 车辆状态监测与 显示等。
二、整车控制器的主要功能：
1. 整车控制模式判断和驱动控制
Ø 整车控制器通过各种状态信息（启动钥匙、充电信号、
加速/ 制动踏板位置、当前车速和整车是否有故障信息等） 然后根据当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态， 算出当前车辆的扭矩能力，按当前车辆需要的扭矩，计算
电池继电器闭合与断开状态等—— 电池是否正常； Ø整车信息：档位状态、加速踏板电压值、低速和高速冷
体电池最高温度、单体电池最低温度、电池系统生命信号、
却风扇开启与闭合状态——档位、加速油门踏板、高速风
扇、低速风扇是否正常。
三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法
整车控制器可以对能量进行合理优化来提高纯电动汽车的 续驶里程。例如当动力电池组电量较低时，整车控制器发 送控制指令关闭部分起辅助作用的电气设备，将电能优先 保证车辆的安全行驶。
二、整车控制器的主要功能：
3. 整车通信网络管理
Ø 在整车的网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，
负责信息的组织与传输，网络状态的监控，网络节点的管 理, 信息优先权的动态分配以及网络故障的诊断与处理等 功能。通过CAN(EVBUS) 线协调电池管理系统、电机控 制器、空调系统等模块相互通信，如图
CAN 总线-应用
CAN 总线为什么在汽车上得到了如此广泛的
应用呢？
CAN 总线-优点
在该例中，共需要5条数据线进行数据传递，也就是说，每项信息
都需要一个独立的数据线。 面临问题：如果传递信号项目多，还需要更多的信号传输线，这样
会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。
CAN 总线-优点
为了减少干扰， CAN-Bus的传输线采用双绞线，其绞距为 20mm，截面积为0.35mm2或0.5mm2 。
CAN 总线组成-硬件（导线）
修理要求： 修理时不能有大于50mm的线段不绞合。
修理点之间的距离至少要相隔100 mm，以避免干扰。
CAN 总线组成-硬件（导线信号） 导线上的具体是什么样的电信号呢？
二、整车控制器的主要功能：
4. 制动能量回馈控制
Ø 电动汽车的电机可以工作在再生制动状态，对制动能
量进行回收利用是电动汽车和传统能源汽车的重要区别。 整车控制器根据行驶速度、驾驶员制动意图和动力电池组 状态( 如电池荷电状态SOC 值) 进行综合判断后，对制动 能量回馈进行控制。如果达到回收制动能量的条件，整车
故障冻结帧及作用： Ø 意义：当车辆确认有故障的瞬间，由整车控制器存储车
辆在“ 这个瞬间 ” 的整车状态信息，比如车辆发生故障 时车辆的车速是多少？高压多少？档位状态？驾驶员踩的 加速踏板开度？制动状态… … 这些信息，有助于分析故 障时的状态和故障原因，为车辆的检修提供重要依据。
故障诊断仪无法与车辆通讯的诊断与排除
传输线:两条扭绞在一起的导线称为双绞线，两条导线分
别叫CAN-High和CAN-Low线，或者简称CAN-H和
CAN-L。
CAN 总线组成-硬件（导线） 为什么要使用双绞线呢？生产麻烦还浪费材料。
+1V
-1V ~0 V
外界的干扰同时作用于两根导线
产生的电磁波辐射相互抵消
CAN 总线组成-硬件（导线）
CAN总线上应该出现的只有0和1信号。 通过两条信号线上电压差的大小来表示0和1，即差分电压 传输。
信号= CAN_H - CAN_L
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
驱动性CAN总线电压信号（大众）
CAN-H的高电平为：3.5伏
CAN-H的低电平为：2.6伏
CAN-L的高电平为: 2.4伏 CAN-L的低电平为：1.5伏
CAN总线使用的“时分多路传输”
CAN 总线系统-基础概念
二进制:二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进 制数据是用0和1两个数码来表示的数。
60
80
0 0
1
1
1
1
0
0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
0 1
0
1
0
0
0
0
CAN 总线组成
硬件
CAN 总线
通信节点
通信节点
软件
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
CAN 总线组成-硬件（导线）
一、整车控制系统的组成 高压电气子系统 和 整车网络化控制系统 三部分。
Ø 纯电动汽车的整车控制系统通常包含低压电气子系统 、
一、整车控制系统的组成
纯电动汽车低压电气子系统：
一、整车控制系统的组成
纯电动汽车高压电气子系统：
一、整车控制系统的组成
纯电动汽车整车网络化控制系统：
CAN 总线系统
号解释
三、整车控制系统故障诊断与处理：
3 ．电动汽车 OBD 接口定义
图2-4 OBD诊断接口
三、整车控 制系统故障 诊断与处理： 3 ．电动汽车 OBD 接口定 义图
三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法
三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法
通过控制单元和辅助安全措施对传递信息的持续检查，可
以达到最低的故障率。 （6） CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的 电控单元间进行数据交换。
CAN 总线系统-基础概念
数据总线:各个节点间进行数据通信的通道，即所谓的信
息高速公路。
CAN 总线系统-基础概念
多路传输:在同一个通道上或线路上同时进行多条信息的 传输。
CAN 总线-优点
（1）利用最少的传感器信号线来传递多用途的传感信号，车辆控
制更加精确、智能。
（2）电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省有限空间。 （3）线束与接头更少，故障率低，检修方便，系统稳定性高。 （4）如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。 （5）各电控单元的监测器对所连接的CAN总线进行实时监测。
通过CANBUS-技术找到了 解决办法和可能性
只是为了必要的数据交换 还能以此来实现必要的 数据交换吗？ 原始网络
... ... ...
...
... ...
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?
...
...
...
CAN 总线-优点
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换—
—CAN数据总线
控制器向电机控制单元发送控制指令，使电机工作在发电
状态，将部分制动能量储存在动力电池组中，提高车辆能 量利用效率。
二、整车控制器的主要功能：
5. 故障诊断和处理
Ø 连续监视整车电控系统 ， 进行故障诊断 ， 并及时进
行相应安全保护处理。根据传感器的输入及其他通过 CAN 总线通信得到的电机、电池、充电机等的信息 ， 对各种故障进行判断、等级分类、报警显示 ； 存储故障 码 ， 供维修时查看。故障指示灯指示出故障类 型 和部分
Controller（控制器）
Area（局域）
Network（网络）
CAN Bus-控制器局域网络总线
CAN 总线系统-历史
历史:
– CAN是由 Bosch 和 Intel在八十年代末开发,用于连接客车和卡车 ECU的标准化的总线系统。 – CAN2.0标准在1991年发布，迄今沿用。 – 在1992年首先应用在Mercedes S-系列车中 (连接发动机和变速箱 ECU) 。
速油门踏板是否正常；
Ø 电机系统状态：电机初始化、预充电状态、电机扭矩、
电机本体温度、电机控制器温度、电机转速、电机生命信
号等—— 电机是否正常；
三、整车控制系统故障诊断与处理：
4 ．北汽新能源 EV 专用故障诊断仪的使用方法
读数据流及作用：
Ø 电池系统状态：电池总电压、电池当前放电电流、电池
电量SOC 、单体电池最低电压、单体电池最高电压、单
Ø 诊断仪无法与车辆通讯的原因主要从整车控制器是否工
作、 OBD诊断接口是否正常、OBD诊断接口与VCU 的
CAN总线线束是否正常。
整车控制器的更换： Ø 将车钥匙置于OFF档
Ø 断开蓄电池低压负极电缆
Ø 按照图2-17 所示箭头及提示拔下整车控制器连接线束 插头A 和B Ø 拧下固定整车控制器的4 个螺钉，位置如图2-18
– 1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低
速应用）。 – 如今CAN总线在自动化领域中作为现场总线普遍使用。 – 任何官方应用需要向 Bosch 支付费用。
CAN 总线-应用
目前世界上绝大多数汽车制造厂商都采用CAN总线来实现
汽车内部控制系统之间的数据通信。
终端电阻的大小和传输线相关。
CAN 总线组成-硬件（分支线）
通信节点
通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
分支线的长度不能太长，一般要去不要超过6M
CAN 总线组成-硬件（通信节点）
通信节点
通信节点
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
通信节点：总线上数据通信的发起者和接受者。
在汽车上CAN总线的通信节点一般是各种电脑，例如：发
学习领域2 电动汽车整车控制系统结构
原理与检修
学习情境1整车控制系统的组成与功能
【学习目标】
1.熟悉整车控制系统的组成和功用； 2.了解北汽故障诊断仪的使用方法； 3.会进行常见典型故障的诊断与排除。
【任务描述】
客户委托: 更换整车控制器
小李新入职一家电动汽车4S 店，经过2 周的培训后。今
天店里来了一辆故障车，师傅老王叫小李用专用故障诊断 仪读取故障信息。小李使用故障诊断仪去测试，却发现诊 断仪无法与车辆连接，小李该怎么来排除这一故障呢？
故障码。对于不太严重的故障，能做到 “ 跛行回家 ”
二、整车控制器的主要功能：
6. 车辆状态监测和显示
Ø 整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测, 并且将各
个子系统的信息发送给车载信息显示系统, 其过程是通过 传感器和 CAN 总线, 检测车辆状态及其动力系统及相关 电器附件相关各子系统状态信息驱动显示仪表, 将状态信