子系统

Protean的控制系统是由电子控制单元(ECU)与专用系统控制软件所组成的,即系统ECU(SECU)。SECU软件是通过使用Simulink自动声称代码并基于模型技术而开发的。该软件可作为单独的Simulink模块或作为用于标准行业硬件如dSpaceMicroautobox的全套控制系统。

SECU根据系统输入对电机和车辆特性进行控制和管理。各个电机通过专用的CAN总线直接连接至SECU。

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安装在相应位置的传感器将标准的驱动控制(诸如制动和加速需求等)作为信号输入至SECU,经软件处理后转化为各车轮的扭矩和/或加速指令,然后通过CAN传输至电机进行通信。该系统可实施多种高级车辆控制以及动力特性控制,例如ABS、牵引力控制以及扭矩矢量分配等高级稳定性控制。借助优异的电机性能,可在极短的时间内(不足一秒)在各车轮上单独提供正扭矩或负扭矩。

为开发这种独一无二的功能,Protean已开发出一个开放式开发平台,允许用户和研究者开发并评估比现有推进系统算法更加高级的车辆动力学算法。向客户提供Protean的SECU Simulink模型,以便集成到量产用ECU软件或作为完整的参考平台以进行原型车辆的控制与评估。

下表中列出了SECU可提供的一些高级功能。

软件体系构架
Protean 的SECU Simulink模型的顶层概述如以下架构图所示。

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箭头表示信号传输方向,构建模块标识逻辑软件边界,包括车辆控制功能(绿色)和安全功能(红色)。该系统的设计旨在兼容业内广泛使用的并行监控系统。

六个核心模块组成了该系统

1. 车辆与系统状态控制器
车辆与系统状态控制器是与各设备至车辆的输入和输出进行关联并对其进行控制的核心软件功能。该控制器协调整个系统的操作与监控,确保故障安全操作。该控制器能进行连续诊断并将功能报告至驾驶者用户界面。

2. 刹车控制器
“轮毂”电机的一个主要功能是通过制动期间回收动能而达到节能目的。制动控制器根据驾驶者需求以及系统功能(如蓄电池充电限制与状态)解决摩擦制动与动能回收的问题。

3. 电机控制器
每个“轮毂”电机通过ECU进行单独的控制,从而确保协调工作。该软件监控各个电机并以安全的方式处理故障。

4. 电源控制器
有效的电源管理对混合动力和纯电动汽车的性能及可靠性来说至关重要。该软件模块能与蓄电池管理系统进行通信,并根据能量储存状态和性能来控制系统操作。

5. 加速控制器
加速控制器完全集成至系统控件软件中。通过系统状态控制器与其他控制器模块连接,确保“轮毂”动力满足车辆性能需求。

6. 底盘动力学
车辆所提供的扭矩与各车轮性能相匹配对确保纯电动行驶的良好驾驶特性至关重要。车辆动力学软件已在ECU中进行建模,并在使用动力学控制算法和相关功能的过程中改善车辆的操控性——包括牵引力控制系统和ABS系统。

Protean 选择将逆变器整合到电机中,能减少整合逆变器到车体过程中对布线的要求与对性能的挑战。这样设计轮毂电机的思路增加了车辆集成的灵活性,同时亦彻底减少了对布线的要求。并且,在整车集成工作中,设计簧上质量紧密包装的要求上腾出很多空间。

subsystems_zh Protean的轮毂电机是基于模块化冗余架构设计的高可靠性电机。由Protean自主研发的子电机由微型逆变器控制,为轮毂电机整体共同输出能量与扭矩

主要功能:

  • 超高扭矩与能量密度
  • 不同速度范围内的超大制动力矩
  • 独一无二的子电机结构
  • 优化的设计便于量产
  • 电机电力电子模块体积小巧,适合于中央量产来供应给大小规模的电机组装
  • 无需独立的大型电力电子元件
  • 冗余和容错功能
  • 独一无二的多专利技术应用