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电动汽车电气系统的容错控制

2016-07-01

现代电动汽车配置了高压电气系统和低压电气系统,包括CAN总线通信系统、线控系统和控制系统等,同时还存在彼此之间的电磁骚扰和电磁干扰,以及绝缘材料损坏漏电等现象。

由于各种电子电器部件和线路都有可能出现故障而失效,会对电动汽车的驾驶产生失误,严重时会造成电动汽车事故。提高整车对用电系统的“出错”的“容忍”能力,以保障电动汽车的安全性,采取“容错控制”技术,在电动汽车出现故障时,仍然保持电动汽车能够正常的行驶能力或降低行驶能力,并能够回到近的维修站。

容错控制策略

(1)模块化?将系统分解为小可替代单元SRU(smallest?replacable?unit),小可替代单元在出现故障时,可以用相同的小可替代单元更换。对小可替代单元可以采用“失效隔离”,即在单元模块因失效而停止工作时,停止该单元模块工作;或采取“故障孤立”即在单元模块因失效而停止工作时与线路脱离,不把错误信息传输到其他单元模块而影响其他单元模块正常工作。

(2)冗余处理 将系统中重要的单元模块,采用双份“备份”的储备方式,一旦工作的单元模块出现故障,“备份”单元模块立即取代出现故障的单元模块,保持电动汽车正常运行。在电动汽车运行时,出现故障单元模块处于“失效隔离”或“故障孤立”状态,不把错误信息传输到其他单元模块而影响其他单元模块正常工作。

容错控制器

为了防备电动汽车的微控制器或电路因受干扰、老化或损伤而失效,引发电动汽车运行过程中发生事故,现代电动汽车上采用容错控制器以实现容错功能,容错控制器一般采用冗余处理策略,即是在电子电器控制系统中,装置一个主微控制器,并备份一个备用副微控制器,副微控制器具有主微控制器的基本功能,并对主微控制器有检测的功能。一旦主微控制器发生故障,副微控制器立即“接管”主微控制器全部功能,保证电动汽车不至于陷入失控状态而造成事故或损伤。容错控制器发挥出“失效安全”(fail-safety)的作用。副微控制器可以重新启动主微控制器,检测其是否能够恢复全部功能,还可以检测出主微控制器是否损坏,以及实时取代主微控制器进入状态。保证了电动汽车不会出现“死车”,而能够维持返回或开到维修厂。采用“冗余”结构的容错控制器的容错系统如图5-39所示。

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