摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，纯电动汽车的应用也越来越广泛。传统汽车电气功能架构的无钥匙进入和启动系统(PEPS)、车身控制器(BCM)和中央电器盒(CEB)已经不能满足纯电动汽车平台的功能架构需求，开发集成BCM和CEB功能且基于CAN总线的智能电器盒已经成为汽车技术发展的一种潮流。智能电器盒采用集成化技术方案，不仅可以节省布置空间，简化线束，降低成本，提高数据通讯处理速度，还具备故障诊断和程序刷写功能，同时使信息交互变得更加安全高效。
关键词：纯电动汽车;智能电器盒;CAN总线
引言
纯电动汽车作为一种能源清洁的交通工具，越来越被人们接受和重视。现代的汽车电子技术已经走向了整车集成电子化、智能化、模块化的广阔道路，总线式控制器网络技术已经成为汽车电子技术的发展的新方向。CAN总线由德国博世公司开发出来，是一种最有前途的现场总线之一。采用CAN总线来进行数据通信，保证了系统各节点之间通信实时性和可靠性，缩短了系统的开发周期。
1CAN总线特点
CAN总线是现场总线的一种，是一种有效支持实时控制和分布式控制的串行通信网络，其主要特点有：（1）数据传送方式分为远程数据请求式和数据广播式两种；（2）因为采用非破坏性的总线仲裁技术，所以能满足实时要求；（3）可接收多地址帧传送；（4）具有错误检测和错误帧自动重发功能。
2智能电器盒系统控制范围
（1）控制整车低压电源管理系统。针对整车低压电源管理的控制需求，需智能电器盒对整车低压电源系统内的静态功耗、动态功耗、电平衡、启动性能、蓄电池充放电性能、DCDC充电、唤醒和休眠模式、待机和启动等性能和模式进行控制，以达到有效管理整车低压电源的能耗，最终提高整车续航里程。（2）控制前雨刮片系统和灯光系统。前雨刮系统和灯光系统的功能和控制方式基本与传统车相同，只是纯电动汽车的前雨刮和灯光系统功能更加智能化和网联化。（3）控制整车冷却系统。纯电动汽车冷却系统与使用电子水泵的传统车控制原理基本相同，也是对电动机、动力电池和其他系统进行冷却，只是输入信号类型、数量和阂值略有不同。（4）控制行人警示系统。行人警示系统包括喇叭和行人警示器，其中喇叭和传统车完全一样，而行人警示器则是纯电动汽车特有的用电器，它的主要功能是模拟发动机声音或按照整车提示声音要求在整车低于30km/h的车速下发出提示音，提醒车外行人注意安全。行人警示器的声音可以按照客户需求定制化开发，可以通过程序刷写进行更换。（5）预留高低边输出通道。由于智能电器盒平台化设计，随之纯电动车技术的飞速发展，平台化的智能电器盒需要能够兼容后续增加的负载控制需求，以便在新车型上能够只通过更改软件就可以实现控制新的负载功能。
3CAN网络节点设计及CAN总线收发信号
CAN网络通信系统主要是将汽车车载信号作为网络节点进行分析和处理，在研究课题中纯电动汽车网络控制系统的CAN节点各节点上需发送的信号如下所示:(1)网络控制单元处理信号。车速、电机转速、电流信号、电压信号、母线电压、电机温度、电池荷电量、电池电流、电池电压、电池充放电状态、门窗、灯光、空调等。(2)电机控制单元处理信号。车速、电机转速、电流信号、电压信号、电机温度、母线电压、电机启动、电机停止、电机故障、钥匙门等(3)电池管理系统单元处理信号。电池总电压、电池电流、电池电压、电池温度、电池荷电量、电池充放电状态等。(4)小功率器件单元。门窗开关、灯光开关空调开关等。(5)组合仪表显示单元。电机转速、电机温度、电流、电压、车速、电池总电压、电池电流、电池电压、电池温度、电池荷电量、电池充放电状态、电池故障等。
4智能电器盒软件设计思路和架构设计
4.1智能电器盒软件设计思路
智能电器盒作为驱动控制器，主要实现整车冷却系统驱动、真空泵驱动、车外执行器(雨刮、喇叭、车灯等)驱动和低压电源管理。驱动策略需与MCU,VCU,BMS等共同确定，智能电器盒参考MCU,VCU,BMS的命令，通过逻辑判断，进行驱动动作。
4.2电源管理控制架构及策略
由于纯电动汽车上使用的电子部件大幅增加，对电能的需求加大，如果不控制电能的使用，那么很可能造成车上的可用电能大大下降。因此，本论文智能电器盒同时具备整车低压电源管理控制。其主要任务是:监控蓄电池电压、电流和电量，通过功能切断来将电能消耗降至最小，以保持蓄电池最佳荷电电量，防止蓄电池过度放电，从而保证整车随时可以起动。
4.3人机交互界面设计
人机交互界面的提出，主要是为了满足现代化车载信息人性化显示的需要，在电动汽车中，驾驶员为了时刻掌握车辆的各个部件的工作情况，需要用直观明了的方法观察到车辆的实时信息，由于科技的发展，传统的机械指针式仪表已经完全被更为精确和直观的液晶屏取代，液晶屏在车辆中的应用，为驾驶员提供了更加友好的界面，精度更高，客观性更强。
4.4UDS故障诊断软件设计
智能电器盒在上电后的整车运行过程中，不可避免会出现各种故障，影响了整车行驶的舒适性，严重故障会影响到驾驶的安全性。为了对控制系统出现的故障，进行有效的处理，需对每一个故障进行条件判断识别，并分析故障所引起的失效模式，进行切实可行的处理措施。有时同时报出多个故障，需准确判断哪一个故障为真实的故障，从而采取相应的处理措施。通过设计智能电器盒系统的故障定义，达到了如下目的:(1)根据故障失效模式，采取切实可行的处理措施，保证车辆安全行驶;(2)对故障进行分类，建立故障树，防止有关联的故障同时报出，对售后维修诊断提供准确的指导。
结语
综上所述，在以后的智能电器盒开发中，要将目前已经发展相对成熟的关于汽车功能安全要求，应用到智能电器盒系统设计中。按照要求从硬件、软件细化进行设计，以确保系统运行的可靠性;对系统各种故障产生的机理进行研究，开发设计预防故障发生的策略;故障发生后，对其进行正确、有效、安全的处理，使整车安全可靠运行。
参考文献
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