新能源汽车动力系统控制技术_图文
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美国加州环保局1989年立法 扩大了诊断零部件范围 增加了对系统的诊断要求，如催化器失效、失火、蒸汽泄漏等 建立了标准化故障码和通讯协议
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故障诊断概述
K线
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故障诊断概述
CAN网络
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故障诊断概述
基于K线与基于CAN网络的区别
新能源汽车动力系统控制技术_图文.pptx
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新能源汽车分类及构型介绍 纯电动汽车控制技术 混动汽车控制技术 控制系统开发管理流程 电控系统故障诊断
动力电池及其管理系统介绍（实操） 电机及整车控制系统介绍（实操）
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
A_PDU 应用层协议数据单元
SA, TA,TA_type [,RA], A_Data A_Data = A_PCI + [parameter, …]
A_PDU = A_PCI + A_SDU
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服务标识符SI
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否定响应吗NRC
最常见的否定响应码如下表
网络层协议
PDU定义 单帧/多帧报文传输 定时处理
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故障诊断概述
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各功能单元诊断服务
诊断和通讯管理功能单元 数据传输功能单元 传输储存的数据功能单元 输入输出控制功能单元 远程激活例程功能单元 上传下载功能单元
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DiagnosticSessionType子功能模式
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DiagnosticSessionControl(0x10)服务
不同会话模式所允许的诊断服务
Page 97
SecurityAccess (0x27)服务
子功能securityAccessType
CommunicationControl (0x28)服务
SIL及PIL测试
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测试中需要使用的几种典型路况
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美国CAFE/欧洲NEDC/日本JC08油耗测试 相关数据对比
测试时间 (单位 s)
平均车速 (单位 km/h)
最高车速 最大加速度 (单位 km/h) (单位 kmh/s)
测试验证
测试简便快捷，可以及早纠错，改善开发过程
代码自动生成
开发效率高，代码质量高，不易出错
文档自动化
提高工作效率，方便交流及维护，改善开发过程
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V流程
使用工具
控制需求分析
Microsoft Office
控制系统定义与设计
Microsoft Office
策略模型开发
Page 4
控制系统开发管理流程概述
控制系统开发流程
Page 5
Page 6
控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
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控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
Page 9
控制系统开发管理流程概述
单元测试及MIL测试
Page 10
控制系统开发管理流程概述
方案多样
项目 繁多
每种产品多种配置方案
配置方案定期更新
开发周期短
产品更新换代快
方案 多样
MBD
项目从立项到结束时间短
系统复杂
产品功能越来越齐全 产品性能提高 系统越来越复杂
开发周 期短
系统 复杂
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MATLAB与C比较 优点
图形化设计
简洁明了，便于交流，便于维护升级
ISO 14230
KWP2000，K线(串行传输，最大通信速率10.4Kbps)
ISO 14229-1
UDS，只定义诊断服务，不涉及网络及实现
ISO 15765
基于CAN网络的诊断协议，目前主流 CAN网络(串行传输，最大通信速率1Mbps) 定义了网络传输层(Part 2)
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协议数据单元(PDU)
一组数据和信息的组合，包含发送方和接收方之间传递 的数据和信息。包括：协议控制信息(PCI)和数据(Data)
单针传输
数据长度<6/7字节 报文类型：单帧(SF)
多针传输
数据长度<6/7字节，最多允许4095个字节 报文类型：
第一帧(FF)：传输的开始 流控制帧(FC)：报文流控制 连续帧(CF)：传输数据
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故障诊断概述
OBD——On-Board Diagnostics
第一代OBD(OBD-I)
美国加州环保局(CARB)1985年立法，1988年开始实施 诊断要求针对硬件失效 诊断主要零部件包括氧传感器、EGR、供油系统和EMS 没有同意的故障码和通讯协议
第二代OBD(OBD-II)
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故障诊断概述
源地址：发送节点地址 目标地址：接收节点地址 物理通信(1:1)
采用物理寻址的方式通信，客户端与服务器1对1的诊断 通讯
功能通信(1:N)
采用功能寻址的方式通信，客户端向多个服务器发送统 一功能的诊断通讯
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故障诊断概述
相关诊断规范
子功能ControlType
Page
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LinkControl (0x87)服务
子功能LinkControlType
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诊断和通信管理
ECUReset(0x11)服务
请求ECU复位
AccessTimingParameter(0x83)服务
读取和修改通信链路的定时参数
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目前各行业控制系统开发的范例
康明斯(Cummins)
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美国康明斯(Cummins)
软件开发工作减少80% 测试工作减少了50% 提升了测试覆盖程度 提升了产品质量 减少了开发支出
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戴姆勒(DAIMLER)
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奇瑞
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柯世达-华阳
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控制系统开发管理流程概述
电子产品/系统开发管理平台： 包括需求管理平台（Rational DOORs）、需求缺陷变更管理 平台（Rational Change）和软件配置管理平台（Rational Synergy），这些管理平台是当今汽车行业在开发阶段流行推 广应用的平台管理软件。
应用层协议
A_SDU 应用层服务数据单元
SA, TA, TA_type [,RA] [,parameter, …]
A_PCI 应用层协议控制信息
A_PCI(SI): Service ID(Request和Positive Response) A_PCI(NR_SI, SI): Negative Service ID
56%的漏洞源于需求 阶段的错误
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需求管理系统
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需求管理系统
需求要确保可跟踪 同时要确保需求的一致性
Pagห้องสมุดไป่ตู้ 56
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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变更管理系统
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Simulink、Stateflow
单元测试 模型集成
Model Advisor、Design Verifier、 Verification and Validation
Simulink、Stateflow
MIL测试
Simscape
自动代码生成
MATLAB Coder、Embedded Coder
SIL测试
美国SFTP(郊区)
766
77.4
96.4
5.3
美国FTP(市区)
1375
31.7
91.3
5.3
NEDC (欧洲)
1181
33.6
74.6
3.9
JC08
1204
24.5
50.7
6.1
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基于模型的软件开发（MBD: Model Based Design）
项目繁多
各种类型产品，各种产品平台 产品种类不断增加
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故障诊断概述
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故障诊断概述
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诊断服务ISO 15031-5
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故障诊断概述
网络层功能
发送方与接收方的数据传递 保证数据传输的可靠性 多包数据传输：打包解包、同步定时、流控制以及错误
处理 应用层数据——CAN数据帧
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丰田(TOYOTA)
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福特(Ford)
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德尔福(DELPHI)
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北汽
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动力电池及其管理系统介绍（实操） 电机及整车控制系统介绍（实操）
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电控系统故障诊断 故障诊断概述 电池故障诊断 电机故障诊断 整车故障诊断
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故障诊断概述
车辆的诊断主要用来进行：
功能监控 错误检测 记录、存储故障信息 读取数据 程序刷写更新 等等……
MATLAB、Simulink
HIL测试
Dspace/ETAS RT/Labview RT
台架匹配标定测试 CANoe、CANape/INCA/Vision
装车标定测试
CANoe、CANape/INCA/Vision
交付物
开发需求文档 系统定义与设计文档 控制模型模块单元
单元测试报告
控制策略模型 MIL测试报告 控制策略代码 SIL测试报告 HIL测试报告 台架标定测试报告 整车标定测试报告
故障诊断概述
统一的诊断服务ISO 14229-1
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故障诊断概述
诊断与通信管理ISO 14229-1
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故障诊断概述
DiagnosticSessionControl(0x10)服务
诊断会话模式状态转移
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故障诊断概述
DiagnosticSessionControl(0x10)服务
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控制系统开发管理流程概述
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控制系统开发管理流程概述
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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需求管理系统
在需求阶段发现错误 与在维护阶段发现错 误的成本比是 200:1
变更管理系统
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变更管理系统
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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新能源汽车分类及构型介绍 纯电动汽车控制技术 混动汽车控制技术 控制系统开发管理流程 电控系统故障诊断
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故障诊断概述
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故障诊断概述
客户端(Client)
发送诊断请求，如诊断仪（Tester）
服务器端(Server)
响应诊断请求，车辆上的ECU
远程客户端/服务器端(Remote Client/Server)
与客户端/服务器端不在一个网段，中间通过网关转发 信号
Rational DOORs：是做需求管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。
Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。
Rational Synergy：是做配置管理的时候需要的产品，主要用于项目 的代码和数据的管理。
SecuredDataTransmission(0x84)服务
保护数据传输免遭第三方攻击，通过ISO 15764安全保护子层实现
Page 87
带子功能参数的请求消息的响应
物理寻址方式
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带子功能参数的请求消息的响应
功能寻址方式
Page 89
不带子功能参数的请求消息的响应
物理寻址方式
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不带子功能参数的请求消息的响应
功能寻址方式
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代码应答流程
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故障诊断概述
K线
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故障诊断概述
CAN网络
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故障诊断概述
基于K线与基于CAN网络的区别
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动力电池及其管理系统介绍（实操） 电机及整车控制系统介绍（实操）
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
A_PDU 应用层协议数据单元
SA, TA,TA_type [,RA], A_Data A_Data = A_PCI + [parameter, …]
A_PDU = A_PCI + A_SDU
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服务标识符SI
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否定响应吗NRC
最常见的否定响应码如下表
网络层协议
PDU定义 单帧/多帧报文传输 定时处理
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故障诊断概述
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各功能单元诊断服务
诊断和通讯管理功能单元 数据传输功能单元 传输储存的数据功能单元 输入输出控制功能单元 远程激活例程功能单元 上传下载功能单元
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DiagnosticSessionType子功能模式
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DiagnosticSessionControl(0x10)服务
不同会话模式所允许的诊断服务
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SecurityAccess (0x27)服务
子功能securityAccessType
CommunicationControl (0x28)服务
SIL及PIL测试
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测试中需要使用的几种典型路况
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美国CAFE/欧洲NEDC/日本JC08油耗测试 相关数据对比
测试时间 (单位 s)
平均车速 (单位 km/h)
最高车速 最大加速度 (单位 km/h) (单位 kmh/s)
测试验证
测试简便快捷，可以及早纠错，改善开发过程
代码自动生成
开发效率高，代码质量高，不易出错
文档自动化
提高工作效率，方便交流及维护，改善开发过程
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V流程
使用工具
控制需求分析
Microsoft Office
控制系统定义与设计
Microsoft Office
策略模型开发
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控制系统开发管理流程概述
控制系统开发流程
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控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
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控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
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控制系统开发管理流程概述
单元测试及MIL测试
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控制系统开发管理流程概述
方案多样
项目 繁多
每种产品多种配置方案
配置方案定期更新
开发周期短
产品更新换代快
方案 多样
MBD
项目从立项到结束时间短
系统复杂
产品功能越来越齐全 产品性能提高 系统越来越复杂
开发周 期短
系统 复杂
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MATLAB与C比较 优点
图形化设计
简洁明了，便于交流，便于维护升级
ISO 14230
KWP2000，K线(串行传输，最大通信速率10.4Kbps)
ISO 14229-1
UDS，只定义诊断服务，不涉及网络及实现
ISO 15765
基于CAN网络的诊断协议，目前主流 CAN网络(串行传输，最大通信速率1Mbps) 定义了网络传输层(Part 2)
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协议数据单元(PDU)
一组数据和信息的组合，包含发送方和接收方之间传递 的数据和信息。包括：协议控制信息(PCI)和数据(Data)
单针传输
数据长度<6/7字节 报文类型：单帧(SF)
多针传输
数据长度<6/7字节，最多允许4095个字节 报文类型：
第一帧(FF)：传输的开始 流控制帧(FC)：报文流控制 连续帧(CF)：传输数据
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故障诊断概述
OBD——On-Board Diagnostics
第一代OBD(OBD-I)
美国加州环保局(CARB)1985年立法，1988年开始实施 诊断要求针对硬件失效 诊断主要零部件包括氧传感器、EGR、供油系统和EMS 没有同意的故障码和通讯协议
第二代OBD(OBD-II)
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故障诊断概述
源地址：发送节点地址 目标地址：接收节点地址 物理通信(1:1)
采用物理寻址的方式通信，客户端与服务器1对1的诊断 通讯
功能通信(1:N)
采用功能寻址的方式通信，客户端向多个服务器发送统 一功能的诊断通讯
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故障诊断概述
相关诊断规范
子功能ControlType
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LinkControl (0x87)服务
子功能LinkControlType
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诊断和通信管理
ECUReset(0x11)服务
请求ECU复位
AccessTimingParameter(0x83)服务
读取和修改通信链路的定时参数
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目前各行业控制系统开发的范例
康明斯(Cummins)
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美国康明斯(Cummins)
软件开发工作减少80% 测试工作减少了50% 提升了测试覆盖程度 提升了产品质量 减少了开发支出
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戴姆勒(DAIMLER)
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奇瑞
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柯世达-华阳
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控制系统开发管理流程概述
电子产品/系统开发管理平台： 包括需求管理平台（Rational DOORs）、需求缺陷变更管理 平台（Rational Change）和软件配置管理平台（Rational Synergy），这些管理平台是当今汽车行业在开发阶段流行推 广应用的平台管理软件。
应用层协议
A_SDU 应用层服务数据单元
SA, TA, TA_type [,RA] [,parameter, …]
A_PCI 应用层协议控制信息
A_PCI(SI): Service ID(Request和Positive Response) A_PCI(NR_SI, SI): Negative Service ID
56%的漏洞源于需求 阶段的错误
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需求管理系统
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需求管理系统
需求要确保可跟踪 同时要确保需求的一致性
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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变更管理系统
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Simulink、Stateflow
单元测试 模型集成
Model Advisor、Design Verifier、 Verification and Validation
Simulink、Stateflow
MIL测试
Simscape
自动代码生成
MATLAB Coder、Embedded Coder
SIL测试
美国SFTP(郊区)
766
77.4
96.4
5.3
美国FTP(市区)
1375
31.7
91.3
5.3
NEDC (欧洲)
1181
33.6
74.6
3.9
JC08
1204
24.5
50.7
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基于模型的软件开发（MBD: Model Based Design）
项目繁多
各种类型产品，各种产品平台 产品种类不断增加
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故障诊断概述
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诊断服务ISO 15031-5
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故障诊断概述
网络层功能
发送方与接收方的数据传递 保证数据传输的可靠性 多包数据传输：打包解包、同步定时、流控制以及错误
处理 应用层数据——CAN数据帧
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丰田(TOYOTA)
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福特(Ford)
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德尔福(DELPHI)
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北汽
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动力电池及其管理系统介绍（实操） 电机及整车控制系统介绍（实操）
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电控系统故障诊断 故障诊断概述 电池故障诊断 电机故障诊断 整车故障诊断
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故障诊断概述
车辆的诊断主要用来进行：
功能监控 错误检测 记录、存储故障信息 读取数据 程序刷写更新 等等……
MATLAB、Simulink
HIL测试
Dspace/ETAS RT/Labview RT
台架匹配标定测试 CANoe、CANape/INCA/Vision
装车标定测试
CANoe、CANape/INCA/Vision
交付物
开发需求文档 系统定义与设计文档 控制模型模块单元
单元测试报告
控制策略模型 MIL测试报告 控制策略代码 SIL测试报告 HIL测试报告 台架标定测试报告 整车标定测试报告
故障诊断概述
统一的诊断服务ISO 14229-1
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故障诊断概述
诊断与通信管理ISO 14229-1
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故障诊断概述
DiagnosticSessionControl(0x10)服务
诊断会话模式状态转移
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故障诊断概述
DiagnosticSessionControl(0x10)服务
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控制系统开发管理流程概述
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控制系统开发管理流程概述
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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需求管理系统
在需求阶段发现错误 与在维护阶段发现错 误的成本比是 200:1
变更管理系统
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变更管理系统
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控制系统开发管理流程 开发管理流程概述 需求管理系统 变更管理系统 配置管理系统
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新能源汽车分类及构型介绍 纯电动汽车控制技术 混动汽车控制技术 控制系统开发管理流程 电控系统故障诊断
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故障诊断概述
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故障诊断概述
客户端(Client)
发送诊断请求，如诊断仪（Tester）
服务器端(Server)
响应诊断请求，车辆上的ECU
远程客户端/服务器端(Remote Client/Server)
与客户端/服务器端不在一个网段，中间通过网关转发 信号
Rational DOORs：是做需求管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。
Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。
Rational Synergy：是做配置管理的时候需要的产品，主要用于项目 的代码和数据的管理。
SecuredDataTransmission(0x84)服务
保护数据传输免遭第三方攻击，通过ISO 15764安全保护子层实现
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带子功能参数的请求消息的响应
物理寻址方式
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带子功能参数的请求消息的响应
功能寻址方式
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不带子功能参数的请求消息的响应
物理寻址方式
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不带子功能参数的请求消息的响应
功能寻址方式
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代码应答流程
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