當(dāng)前位置: 滿電-新能源汽車>電動(dòng)車總管是個(gè)什么職位?三大件之電控系統(tǒng)
即便不懂汽車機(jī)械的人,也不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤(pán)這種汽車三大件兒陌生,三個(gè)部分缺一不可。而且如果要相互協(xié)調(diào),真正做到行駛品質(zhì)的話,哪個(gè)也不能當(dāng)短板,拖了后腿。傳統(tǒng)燃油車固然如此,新能源車也需要各部分高度的協(xié)作,且作為“三電”技術(shù)之一的電控技術(shù)承擔(dān)了汽車“總管”的職務(wù),重要性更強(qiáng)。
導(dǎo)語(yǔ)即便不懂汽車機(jī)械的人,也不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤(pán)這種汽車三大件兒陌生,三個(gè)部分缺一不可。而且如果要相互協(xié)調(diào),真正做到行駛品質(zhì)的話,哪個(gè)也不能當(dāng)短板,拖了后腿。傳統(tǒng)燃油車固然如此,新能源車也需要各部分高度的協(xié)作,且作為“三電”技術(shù)之一的電控技術(shù)承擔(dān)了汽車“總管”的職務(wù),重要性更強(qiáng)。
三電技術(shù)指的是“電池”、“電機(jī)”、“電控”,作為純電動(dòng)車的三大系統(tǒng),缺一不可。這既是純電動(dòng)車的核心技術(shù),同樣也是基礎(chǔ)。如果非要有個(gè)形象的比喻的話,電池顧名思義就是能源,好比是汽油;電機(jī)就像是發(fā)動(dòng)機(jī),它是車輛的動(dòng)力來(lái)源;電控就如同一個(gè)CPU,用來(lái)接收指令并調(diào)動(dòng)車輛各個(gè)部件執(zhí)行命令。
作為汽車的“調(diào)度”中心,電控系統(tǒng)的職責(zé)并不僅僅是駕駛員傳達(dá)指令,它再將“活兒”分配出去這么簡(jiǎn)單而已。就像是一個(gè)金字塔結(jié)構(gòu),駕駛員是處于塔尖位置,車輛所有部件都是來(lái)為他服務(wù)。駕駛員的一切動(dòng)作,“電控”都看在眼里,然后將指令傳遞給金字塔底層的各個(gè)執(zhí)行者,猶如一個(gè)訓(xùn)練有素的士兵,堅(jiān)決完成任務(wù)!但它并非是愚忠,底層執(zhí)行者如有什么意見(jiàn),它還是會(huì)去上層反饋。如果路面濕滑、電機(jī)過(guò)熱之類的情況發(fā)生,駕駛員仍然想大腳油門,不作難受的話,電控系統(tǒng)則要以保護(hù)駕駛者安全為原則,以最理性的方式拒絕指令。
它就相當(dāng)于一個(gè)大總管,各個(gè)單元只是一個(gè)小部門,比如電池管理系統(tǒng)BMS、制動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)部分,也就是說(shuō)各個(gè)部門雖然在分頭工作,但電控系統(tǒng)依舊是中心,它統(tǒng)管整個(gè)汽車大大小小部件,接收并反饋下達(dá)指令。如果按照現(xiàn)代公司的管理方式,電控系統(tǒng)起碼是個(gè)總經(jīng)理、總監(jiān)級(jí)別。
相比于電機(jī)和電池技術(shù)相比,電控系統(tǒng)沒(méi)有太多實(shí)體硬件,很多東西是看不見(jiàn)摸不著的,存在感不強(qiáng)。它是一套完整的交流與反饋系統(tǒng)。由一個(gè)單元和另一個(gè)單元同時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作,那它是怎么進(jìn)行各個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作呢,怎樣采集信息并且進(jìn)行處理的?
其實(shí)電控系統(tǒng)的線人就是各個(gè)部件,比如從電池管理系統(tǒng)來(lái)知道電池電量還剩多少,電池溫度多少。從電機(jī)處來(lái)了解到現(xiàn)在輸出了多少馬力、多少扭矩。按照油門踏板的開(kāi)合力度,結(jié)合時(shí)速來(lái)確定電機(jī)需不需要繼續(xù)加大馬力輸出。同樣通過(guò)吸收各個(gè)方面的信息,如遇到緊急狀況,車輛受到外部干擾(冰雪、大風(fēng)、行人、車輛等),及時(shí)提醒駕駛者并調(diào)整車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)。
上文說(shuō)到電控系統(tǒng)很多都是看不見(jiàn)摸不著的,但它也會(huì)有少數(shù)硬件做基礎(chǔ),其中主要是ECU(electronic control unit)電子控制單元和軟件CPU(control processing unit)微處理器兩部分。
各個(gè)小單元由各個(gè)單元的ECU收集信息并反饋給CPU,其中ECU的硬件包括傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及各種控制模塊、執(zhí)行元件等。將各個(gè)元件實(shí)時(shí)信息匯總到CPU,再由其下達(dá)命令,執(zhí)行最優(yōu)化的策略,達(dá)到節(jié)能、提高運(yùn)行效率等等最終結(jié)果??此茝?fù)雜的一套系統(tǒng),其實(shí)往往都是一瞬間的事情,由繁化簡(jiǎn)是這套系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),電控系統(tǒng)是純電動(dòng)車的靈魂。
各個(gè)單元的信息是怎樣傳遞給“大腦”的呢,難道跟裝電腦似的由各種實(shí)體線來(lái)進(jìn)行串聯(lián)嗎?要知道純電動(dòng)汽車是一個(gè)龐大的整體,是由無(wú)數(shù)個(gè)零件組成,如果都是以實(shí)體線連接的話,那這個(gè)線束的長(zhǎng)度估計(jì)會(huì)非常可觀。不僅僅是體積太大的問(wèn)題,后期的維修、診斷都是不太可控的問(wèn)題,而且越復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)可靠性、精確性要求會(huì)更高,實(shí)體線路連接其實(shí)不太適用。
當(dāng)然有問(wèn)題就會(huì)有解決方式,20世紀(jì)80年代BOSCH便推出了串行數(shù)據(jù)通信總線CAN(controller area network)。以網(wǎng)絡(luò)化的形式解決線束的問(wèn)題,而且隨著汽車電器元件越來(lái)越多,機(jī)械的東西越來(lái)越少,CAN的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越大,而且這是目前為止唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。在傳輸速度250kb/s的情況下,CAN直接通信距離可達(dá)100m,能夠滿足汽車通信要求。
有各個(gè)單元做基礎(chǔ),無(wú)數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做支撐,電控系統(tǒng)便可以做它應(yīng)該做的事情,如何準(zhǔn)備、適合的進(jìn)行命令的下達(dá)。比如你有一百塊錢,怎樣投資才能得到最大化的利益,這也就是電控系統(tǒng)的核心存在因素。
當(dāng)然策略這個(gè)東西并不是一塵不變的,每臺(tái)純電動(dòng)車從設(shè)計(jì)當(dāng)初開(kāi)始,技術(shù)參數(shù)、所面向人群、定位都不相同,也就不可能有完全一致的控制策略。國(guó)內(nèi)街頭滿大街跑的純電動(dòng)自行車,也有其控制策略,比如轉(zhuǎn)動(dòng)“油門”它會(huì)給電機(jī)一個(gè)特定數(shù)值,比如擰“油門”便直接輸出百分50的動(dòng)力,擰到底就直接輸出百分之百,這種簡(jiǎn)單粗暴的策略放在純電動(dòng)汽車上肯定就不行。
汽車在駕駛時(shí)各種數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)在變化的,比如油門的開(kāi)合角度、汽車時(shí)速、路面的附著力都不會(huì)與設(shè)想完全一致。這就需要廠商建立大量的模型,來(lái)適用于不同狀況下車輛的行駛,達(dá)到車輛行駛質(zhì)感、節(jié)能、安全等各方面達(dá)到一個(gè)最優(yōu),或者說(shuō)最平衡的表現(xiàn)。不能說(shuō),在北京道路行駛,車輛開(kāi)起質(zhì)感不錯(cuò),但車放到另一個(gè)城市駕駛,便相差太遠(yuǎn)。最容易理解的例子便是車輛的駕駛模式,現(xiàn)在有很多車都有不同模式選擇,比如運(yùn)動(dòng)、普通、舒適等等,其實(shí)也是基于不同控制策略而形成。
從發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤(pán)再到電控、電機(jī)、電池,汽車整體的變化可以說(shuō)是天翻地覆,也同樣刷新了消費(fèi)者對(duì)汽車的認(rèn)知。就像現(xiàn)在純電動(dòng)車的“變速箱”其實(shí)一定程度上已經(jīng)被電控系統(tǒng)取代,不需要傳統(tǒng)機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng),其實(shí)只需要向電池、電機(jī)下達(dá)幾個(gè)指令,便成完成動(dòng)力的“傳遞”過(guò)程。那么變速箱都能夠被代替,像車內(nèi)各種電子部件更不會(huì)成為問(wèn)題,制動(dòng)系統(tǒng)呢?未來(lái)其實(shí)可以大膽設(shè)想一下,純電動(dòng)汽車其實(shí)是最適合無(wú)人駕駛的模板,當(dāng)然電子控制肯定也是未來(lái)汽車發(fā)展的大方向。(圖/文/攝 網(wǎng)通社 徐躍翔)