电动汽车车身控制器(BCM)包含哪些部分和功能?

结论先行:
车身控制系统组成:总线通信模块、射频通信模块、信号采集模块、电源模块、MCU、驱动模块。
控制系统执行器组成:胎压监测模块、钥匙模块、灯光雨量传感器、车窗、门锁、电子控制单元。
BCM的主要功能:雨刮及洗涤、灯光及节能、中控门锁、电动车窗、后视镜、防盗报警、CAN/LIN通信、胎压监测、IMMO、远程控制、休眠唤醒和电源管理。
电动汽车车身控制器(BCM)包含哪些部分和功能?-有驾
车身控制系统(BCM)的研发通常采用CAN和LIN总线技术、微控制器MCU技术和无线射频技术,其设计功能需要保证全面性。控制系统中的关键为BCM,它是控制整个系统的电器设备。车身控制系统的组成:总线通信模块、射频通信模块、信号采集模块、电源模块、MCU、驱动模块。控制系统的执行器组成:胎压监测模块、钥匙模块、灯光雨量传感器、车窗、门锁、电子控制单元。
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RF高频通信电路:不仅可接收胎压信号和钥匙传感器的信号,还能控制门锁开关和检测轮胎状态。
LF低频通信电路:一般可快速验证转发器身份来控制钥匙模块/RKE/IMMO。
模拟信号和数字信号采集电路:获取雨刮/电源/灯光/门锁/车窗/后视镜的开关状态。
MCU:将采集的信号与控制策略相结合,经过分析处理和逻辑判断后输出命令,并通过驱动电路来控制和诊断车身电器。
动力CAN和车身CAN通信电路:CAN通信电路可通过转发数据信息的方式,将实现信息在智能终端远程控制器(T-BOX)、仪表控制器(IC)、电动尾门控制器(PLG)等电子控制模块间的交换和传输。
LIN通信电路:其将灯光雨量传感器(RS)信号采集起来,并信息在遮阳帘、天窗、防夹模块间交互。
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基本原理:通过硬件外部I/O接口和总线接口的方式来接收新能源汽车的数据信息(传感器信号、开关信号、总线),通过车身控制器来完成对逻辑的控制,通过驱动电路来完成对车身用电设备的控制。
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按照车身控制系统的整体架构,车身控制系统主要分为以下四种:分散式/集中式/分布式/混合式(集中式为基础)式车身控制系统。
其中分散式一般搭载在经济型车型上,分布式一般搭载在中高档车型,集中式和混合式一般搭载在经济型和中高档车型
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分散式车身控制系统:每个车身电气子系统皆为单独控制,且相互无关联。由于分散式车身控制系统的低成本、易开发、灵活配置的特性。
当下商用车控制系统一般采用分散式,其中常见的商用车上的控制器件有间歇刮水控制器、车门控制器、闪光器、冷却液液位控制器、预热控制器。
集中式车身控制系统:顾名思义,多个车身电气子系统采用一个控制器进行集中控制,此控制器接入车上所有开关和传感器,各个车身电气子系统之间保持逻辑关系,并通过总线连接,实现车身控制系统与其他系统的逻辑关系(仪表系统、动力系统、娱乐系统、空调系统)。集中式系统中关键的控制器零件为车身控制器(BCM),车身控制器的细分:总线式车身控制器和非总线式车身控制器,总线式的车身控制系统可以同时具备网关的功能。
分布式车身控制系统在形式上与分散式系统近似,单独的控制器控制车身电器的各个子系统,但是分散式车身控制系统各用电器之间无关联,特别的是分布式车身控制系统延续集中式车身控制系统在功能控制上的优势,各个控制模块不仅对本身所控制的用电系统进行逻辑控制,且还通过总线进行通信来实现动力系统、娱乐系统、仪表系统、各区域、各子系统车身用电器的功能交互。
混合式车身控制系统的基本特征:
1.涵盖集中式系统的车身控制器的特征
2.其部分子系统的控制方式与分布式或者分散式控制系统相同。
混合式车身控制系统在通信方面的要求相对有所减弱,但非常关键,它是各个控制模块执行交互功能的通道,同样需要制定好相关总线协议、诊断协议以及测试规范。
混合式车身控制系统的优势在于:
1.具备所有分布式系统的功能
2.从市场情况分析,其成本低于分布式系统
3.提供系统配置的灵活性
在汽车车身控制系统中由BCM控制系统的各电器设备,其功能越全面,汽车的舒适性和安全性也越高。由于不同车型的功能需求和电器配置不同,为满足差异化需求,设计了功能较为全面的BCM,通过诊断仪进行配置选型即可选择性的开启或关闭部分功能,从而提高通用性。
BCM的主要功能模块包括雨刮及洗涤、灯光及节能、中控门锁、电动车窗、后视镜、防盗报警、CAN/LIN通信、胎压监测、IMMO、远程控制、休眠唤醒和电源管理。
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由于IMMO模块、电源管理模块和防盗报警模块非常关键,将他们重点介绍。
若将钥匙靠近启动开关的时候按下启动的开关,通信认证开启的有转发器、BCM、EMS。由于天线问题、转发器无法匹配、通信信号消失这三者会导致认证失败,BCM都会将它们发送至CAN总线上的仪表节点来表达车主车辆认证状态。但认证前,其通过匹配记录存储ID等信息。转发器&BCM/BCM&EMS的匹配可通过组合逻辑/K线/CAN总线匹配的其中一种方式完成。满足对应条件的BCM进入匹配状态,它还会进行闪烁提示,在10s内将钥匙靠近启动开关,但是距离的要求是小于7cm。通过BCM最多允许匹配2个转发器的方式保证汽车的安全性。
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BCM实现功能策略的关键是电源管理,整车电源状态转换需综合制动踏板、离合踏板、启动开关、车速、挡位、发动机状态、认证结果等状态信息,便于其他模块来使用。电源状态包括OFF、ON、RUN、ACC、CRANK和ACC_Emergency状态。若对其进行非易失存储可防止系统掉电后丢失电源的状态,那恢复掉电前的状态需要重新上电系统。电源状态为OFF或ACC或ON时,满足AT车型踩下制动踏板,MT车型踩下离合踏板,挡位为P/N挡条件,按下启动开关。若转发器有效,则电源状态切换为CRANK。若无效则执行OFF、ACC和ON状态之间的切换。在CRANK状态下的6s时间以内检测到发动机起动完成,那么切换至RUN状态,时间超出则切换为ON状态。RUN状态下按下启动开关则切换至OFF状态。ACC_Emergency是紧急起动或紧急熄火状态,RUN和ON状态的切换需根据发动机状态信号。
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防盗报警模块是通过监控车门状态和门锁状态来提示的方式为车辆防盗提供辅助功能。若系统正在设防状态时检测到车门开启,则转换为报警状态,不仅转向灯闪烁,而且喇叭鸣笛。驾驶者可以通过解锁才能让系统处于解防状态,非易失存储在系统防盗状态中也需要。设计过程通常基于文挡进行沟通,模糊的语言表达一般不能明确表达功能需求,则以状态图的形式定义功能可充分考虑细节,这样可以减少未定义和相互冲突的条件。
防盗报警系统的3种状态:设防/解防/报警。条件满足或者相应事件发生时触发系统的状态转换。举个例子:当系统处于解防状态时达到条件C1和C2即电源状态为OFF且所有车门关闭,发生事件E1即接收到遥控闭锁请求下系统进入设防状态,这个时候发生事件E2就是任意车门打开,那么进入报警状态。
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有关电池热管理系统的概念/意义/技术难点:
关于新能源汽车的无线充电技术:
关于磷酸铁锂电池的安全性:
关于同为磷酸铁锂,刀片电池的特殊性:
我是@小杰仔,一名汽车研发工程师,一名手机科技爱好者,如有帮助,请点赞/关注支持。
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