混合動力汽車核心控制器的開發

2.3 HCU軟件設計

HCU軟件中，采用了一個簡單的實時系統來管理各項任務。該實時系統屬于一個非搶占時系統，各任務定時執行。

HCU軟件分為上層軟件、底層軟件、接口軟件三個部分。其中上層軟件由MATLAB＼SIMULINK建立的模型轉換而來，所有的控制策略全部由上層軟件實現。底層軟件主要用于信號的接收、發送、診斷，標定協議功能也由底層軟件實現。接口層軟件的主要功能為信號的處理，對EEPROM、FLASH等的讀寫以及故障存儲等。底層軟件與接口層軟件之間的數據交換主要是依靠旗語來實現。

2.4 HCU主要功能

2.4.1 扭矩分配

該功能的主要作用是根據駕駛意圖分配整車中各動力部件的扭矩以及管理動力電池的剩余電量(SOC)。

2.4.2 故障檢測

該功能的主要作用是根據整車各部件通過CAN通信通報給HCU的以及HCU自身判斷的故障來判斷車輛所處的故障等級。

2.4.3下線檢測

該功能主要用于車輛下線過程中的自動檢測，對整車中各混合動力系統相關部件進行詳細的檢查，確保下線車輛的質量。

2.4.4 上下電流程處理

該功能的主要作用是協調各混合動力相關部件的上電與下點流程，包括電機管理系統(IPU)、電池管理系統(BCU)等部件的供電，預充電繼電器、主繼電器的吸合和斷開時間等。

3．電池管理系統的設計

3.1電池管理系統硬件設計

硬件電路分9個模塊：MCU模塊、電源模塊、電流傳感器模塊、電壓傳感器模塊、CAN收發模塊、R232收發模塊、繼電器模塊、HANDSHAKE模塊、絕緣檢測模塊。(如圖1所示)

3.2電池管理系統軟件設計

根據控制要求，系統的軟件部分由8個任務組成，包括系統的初始化、采集處理任務、CAN發送任務、SOC的計算、溫度和電壓數據處理、功率估算、電池狀態監控功能和串口發送。除初始化任務外，每個任務的執行周期為10ms，其中，采集處理任務是最基本的任務，其優先權最高。系統采用定時器中斷觸發方式實現了任務執行的周期性。

定時器產生的中斷有下溢中斷和周期中斷兩種。周期中斷被用來觸發任務的執行，中斷周期為10ms。在下溢中斷的服務程序中，包含有電壓采集通道的選擇和查詢方式的CAN接收過程，中斷周期為10ms。除了定時器中斷外，軟件中還設置了串口接收中斷，用來接收上位機發送的信息。

在軟件實現的任務中，初始化任務主要是對DSP中各個模塊的寄存器參數進行配置，包括時鐘倍頻設置、定時器設置、CAN通信各個參數設置以及串口通信設置等。采集處理任務是對A／D轉換結果進行處理，包括對電壓、電流和溫度采樣結果的處理。CAN發送任務是向整車報告電池的狀態信息，根據整車要求，各信息幀的發送周期不同。溫度和電壓數據處理任務中，根據采集值查表，計算其對應溫度，并計算出模塊電壓的最大、最小值。SOC計算和電池組充放電功率的計算構成對電池能量狀態的估算。串口發送任務則是向上位機的顯示界面發送信息，實現電池信息的實時顯示。電池狀態監控功能包含有故障診斷和繼電器的控制功能。

4．結論

混合動力在國內屬于新興技術，而長安的目標是自主掌握關鍵核心技術并具有獨立開發能力。其中，很多技術都是從頭開始，在國內沒有先例，還要建立一套逐漸完善的開發流程。但是長安選擇了迎難而上，充分利用與整合國內外優勢資源，組建了一支優秀的開發團隊，對核心技術進行攻關。最終，長安取得了實質性的成果，成功研發出了國內具有先進水平的混合動力汽車。