一种纯电动汽车整车控制器检测试验台的制作方法

本实用新型涉及一种纯电动汽车整车控制器检测试验台。属于整车控制器检测领域。

背景技术：

目前，整车控制器(VCU)即动力总成控制器，其开发包括软、硬件设计。是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理的功能。目前中国各厂家基本掌握整车控制器开发技术，但技术积累有限，水平参差不齐。

公开号为CN106891881A的专利申请公开了一种电动汽车制动踏板失效应急制动处理办法，包括：整车控制器检测制动系统步骤，检测当前车速步骤；当前档位状态检测步骤，状态参数包括D、P、R工作模式；电子油门踏板检测步骤，其优点是：通过整车控制器在判断出电动车的制动系统失效的情况下，通过检测档位、车速后判断车辆当前所处状态，并转换电子油门踏板的输出信号，使得电机输出反向转矩，使得电动车在制动效果失灵的情况下仍然能够制动，让车辆能够继续行驶至安全停靠位置以等待救援。

公开号为CN106828190A的专利申请公开了一种电动汽车防溜坡控制系统，包括车辆信号单元、整车控制器、电机控制器以及主驱电机；车辆信号单元包括档位器；档位器与整车控制器相连接，将车辆的档位信号传送至整车控制器； 电机控制器与整车控制器相连接，主驱电机与电机控制器相连接；整车控制器能够发送扭矩输出请求给电机控制器，电机控制器能够调节主驱电机输出的扭矩大小；当整车控制器检测到汽车档位为非空挡，并且判断汽车出现溜坡趋势时发送扭矩输出请求给电机控制器，电机控制器调节主驱电机输出的扭矩大小，使车轮转速为零。

公开号为CN106828144A的专利申请公开了一种混合动力汽车DC/DC控制方法，步骤一、整车控制器检测动力电池端高压直流母线电流信号、12V蓄电池端低压直流母线电流信号和12V蓄电池端电压信号；步骤二、整车控制器判断动力电池充放电状态；步骤三、整车控制器估算12V蓄电池荷电状态；步骤四、整车控制器做出DC/DC开启/关闭判断；步骤五、整车控制器计算需求的DC/DC输出电压；步骤六、整车控制器将DC/DC开启/关闭命令信号和需求DC/DC输出电压命令信号发送给DC/DC，DC/DC执行整车控制器的命令。

综上所述，由于对整车控制器的检测需要设备和工具比较多，过程繁琐复杂，缺少用于检测和售后服务的工具，不利于产品的产业化发展，因此对整车控制器性能检测的试验台架和实验设备研发和创新，迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的纯电动汽车整车控制器检测试验台，本实用新型所述试验台解决了对整车控制器(VCU)简单方便快捷的检测问题。

本实用新型所述试验台包括模拟量模块、VCU电压和电机模块、继电器控制模块、频率量输入模块、频率量输出模块、上位机、AI板卡、AO板卡、CAN板卡、I/O板卡、被测VCU即被测整车控制器。

所述上位机分别与AI板卡、AO板卡、CAN板卡、I/O板卡连接；所述被测整车控制器分别与VCU电压和电机模块、继电器控制模块、频率量输入量模块、频率量输出模块、模拟量模块、CAN板卡连接；所述CAN板卡与频率量输出模块连接；所述AO板卡与模拟量模块连接；所述AI板卡、VCU电压和电机模块连接；所述I/O板卡与继电器控制模块连接。

所述继电器控制模块包括依次连接的被测VCU、I/O板卡、上位机。所述继电器控制模块用于20路继电器输出检测、13路开关量输入采集、3路唤醒开关量和A,B区电源；所述20路继电器输出检测包括被测VCU控制20路继电器的线圈，I/O板卡采集继电器的状态，反馈给上位机；13路开关量输入采集包括上位机程序通过I/O板卡输出数字量，控制13路继电器的线圈，被测VCU采集继电器的状态；3路唤醒开关量包括用I/O板卡输出数字量控制继电器的接通，唤醒被测VCU；A、B区电源包括I/O板卡输出数字量控制继电器的接通，用于为陪测VCU通电。三路唤醒开关量唤醒整车控制器，A,B区电源给陪测VCU的A区和B区给电。

所述继电器控制模块的I/O板卡输出16路开关量，输入20路继电器高、低驱和AB区电源开关，所述16路开关量包含8路开关量高有效、5路开关量低有效、3路唤醒开关，所述20路继电器高、低驱包含16路继电器低驱和4路继电器高驱。

所述VCU电压和电机模块包括被测VCU、AI板卡、上位机、电机驱动模块，所述电机驱动模块包括两个电流传感器和两个电机，所述被测VCU、AI板卡、上位机依次连接，所述电流传感器与AI板卡连接。上位机通过AI板卡采集VCU电压和电机模块的VCU输出电压和电机电压，上位机通过VCU电压和电机模块中的电流传感器驱动电机正反转。

所述VCU电压和电机模块的AI板卡用于输入7路整车控制器输出的电压和2路选换挡电机电压，所述电机驱动模块包括两个电流传感器和两个电机，所述两个电机即选档电机Select motor和换挡电机Shift motor。

被测VCU中Select motor A引脚连接的外部线穿过电流传感器1，Select motor B引脚连接Select motor即选档电机，电流传感器1的信号端连接AI板卡；被测VCU中Shift motor A引脚连接的外部线穿过电流传感器2，Shift motor B引脚连接Shift motor即换挡电机，电流传感器2的信号端连接AI板卡，AI板卡将信号传给上位机。

模拟量模块包括依次连接的被测VCU、AO板卡、上位机。上位机通过AO板卡输出11路模拟量信号给模拟量模块中的整车控制器。所述模拟量模块的AO板卡用于输出11路模拟量给被测VCU。

频率量输入模块包括脉宽调制频率发生器、被测VCU、CAN板卡、上位机，所述被测VCU、CAN板卡、上位机依次连接，所述被测VCU与脉宽调制频率发生器连接，被测VCU采集2路频率量，通过CAN板卡，把信号发送给上位机。所述频率量输入模块的脉宽调制频率发生器用于输出2路频率量给被测VCU。

频率量输出模块包括依次连接的被测VCU、陪测VCU、CAN板卡、上位机，陪测VCU输出2路PWM信号给被测VCU，被测VCU通过CAN板卡将数据传给上位机进行信号处理。所述频率量输出模块的被测VCU发送2路PWM信号给陪测VCU。

本实用新型的上位机通过CAN板卡、AI板卡、AO板卡、I/O板卡发送指令，对整车控制器进行数据的传输，整车控制器通过CAN线，将指令反馈给上位机，上位机程序中对两种指令进行处理，将处理的结果记录并保存。本实用新型全 方位检测VCU的性能，及时发现并处理不合格品，防止不合格整车控制器被安装到新能源汽车中，影响汽车的性能和驾驶人员的安全。整车控制器检测试验台架的上位机程序，采用LabVIEW图形化编程语言，上位机通过AI板卡、AO板卡、I/O板卡，实现对模拟量和数字量的输入和输出。上位机与整车控制器之间采用CAN板卡通讯，实时采集和输出数据，达到实时检测的效果。

所述I/O板卡是基于PCI总线的48位数字量I/O通道，能够实现数字量的输入和输出；AO板卡提供12路模拟量输出；AI板卡提供32个模拟量输入通道，I/O板卡、AO板卡和AI板卡三种板卡与对应的电缆和端子板配套使用；CAN板卡是一款连接控制器局域网CAN和PC的专用通讯卡。采用两个VCU，一个用于被测，一个用于陪测，陪测VCU接收被测VCU发送的频率量信号，陪测VCU再将接收到的信号传给上位机，实现被测VCU频率量输出的检测。

本实用新型的优点是：

1、采用两个整车控制器，陪测VCU和被测VCU，被测VCU给陪测VCU发送2路PWM信号，上位机通过CAN板卡接收陪测VCU的2路PWM信号，并进行检测和判断。

2、本实用新型实现了整车控制器中多路继电器输出和开关量输入采集的检测，且实现高驱和低驱的功能。

3、本实用新型包含3路唤醒开关，确保整车控制器在唤醒后正常检测，防止外部电路对整车控制器造成不必要的损害。

附图说明

图1是本实用新型所述试验台的继电器控制模块的结构示意图；

图2是本实用新型所述试验台的VCU电压和电机模块的结构示意图；

图3是本实用新型所述试验台的模拟量模块的结构示意图；

图4是本实用新型所述试验台的频率量输入模块的结构示意图；

图5是本实用新型所述试验台的频率量输出模块的结构示意图；

图6是本实用新型所述试验台的整体硬件结构图；

图7是本实用新型所述试验台的上位机检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。如图6所示，本实用新型所述试验台包括模拟量模块、VCU电压和电机模块、继电器控制模块、频率量输入模块、频率量输出模块、上位机、AI板卡、AO板卡、CAN板卡、I/O板卡、被测VCU即被测整车控制器。

所述上位机分别与AI板卡、AO板卡、CAN板卡、I/O板卡连接；所述被测整车控制器分别与VCU电压和电机模块、继电器控制模块、频率量输入模块、频率量输出模块、模拟量模块、CAN板卡连接；所述CAN板卡与频率量输出模块连接；所述AO板卡与模拟量模块连接；所述AI板卡、VCU电压和电机模块连接；所述I/O板卡与继电器控制模块连接。

图1是继电器控制模块的结构示意图图；所述继电器控制模块包括依次连接的被测VCU、I/O板卡、上位机。所述继电器控制模块用于20路继电器输出检测、13路开关量输入采集、3路唤醒开关量和A,B区电源；所述20路继电器输出检测包括被测VCU控制20路继电器的线圈，I/O板卡采集继电器的状态，反馈给上位机；13路开关量输入采集包括上位机程序通过I/O板卡输出数字量，控制13路继电器的线圈，被测VCU采集继电器的状态；3路唤醒开关量包括用I/O板卡输出数字量控制继电器的接通，唤醒被测VCU；A、B区电源包括I/O板卡输出数字量控制继电器的接通，用于为陪测VCU通电。三路唤醒开关量唤 醒整车控制器，A,B区电源给陪测VCU的A区和B区给电。

所述继电器控制模块的I/O板卡输出16路开关量，输入20路继电器高、低驱和AB区电源开关，所述16路开关量包含8路开关量高有效、5路开关量低有效、3路唤醒开关，所述20路继电器高、低驱包含16路继电器低驱和4路继电器高驱。

图2是VCU电压和电机模块的结构示意图图；VCU电压和电机模块包括被测VCU、AI板卡、上位机、电机驱动模块，所述电机驱动模块包括两个电流传感器和两个电机，所述被测VCU、AI板卡、上位机依次连接，所述电流传感器与AI板卡连接。上位机通过AI板卡采集VCU电压和电机模块的VCU输出电压和电机电压，上位机通过VCU电压和电机模块中的电流传感器驱动电机正反转。

所述VCU电压和电机模块的AI板卡用于输入7路整车控制器输出的电压和2路选换挡电机电压，所述电机驱动模块包括两个电流传感器和两个电机，所述两个电机即选档电机Select motor和换挡电机Shift motor。

被测VCU中Select motor A引脚连接的外部线穿过电流传感器1，Select motor B引脚连接Select motor即选档电机，电流传感器1的信号端连接AI板卡；被测VCU中Shift motor A引脚连接的外部线穿过电流传感器2，Shift motor B引脚连接Shift motor即换挡电机，电流传感器2的信号端连接AI板卡，AI板卡将信号传给上位机。

图3是模拟量模块的结构示意图；模拟量模块包括依次连接的被测VCU、AO板卡、上位机。上位机通过AO板卡输出11路模拟量信号给模拟量模块中的整车控制器。所述模拟量模块的AO板卡用于输出11路模拟量给被测VCU。

图4是频率量输入模块的结构示意图；频率量输入模块包括脉宽调制频率 发生器、被测VCU、CAN板卡、上位机，所述被测VCU、CAN板卡、上位机依次连接，所述被测VCU与脉宽调制频率发生器连接，被测VCU采集2路频率量，通过CAN板卡，把信号发送给上位机。所述频率量输入模块的脉宽调制频率发生器用于输出2路频率量给被测VCU。

图5是频率量输出模块的结构示意图；频率量输出模块包括依次连接的被测VCU、陪测VCU、CAN板卡、上位机，陪测VCU输出2路PWM信号给被测VCU，被测VCU通过CAN板卡将数据传给上位机进行信号处理。所述频率量输出模块的被测VCU发送2路PWM信号给陪测VCU。

本实用新型的上位机通过CAN板卡、AI板卡、AO板卡、I/O板卡发送指令，对整车控制器进行数据的传输，整车控制器通过CAN线，将指令反馈给上位机，上位机程序中对两种指令进行处理，将处理的结果记录并保存。本实用新型全方位检测VCU的性能，及时发现并处理不合格品，防止不合格整车控制器被安装到新能源汽车中，影响汽车的性能和驾驶人员的安全。整车控制器检测试验台架的上位机程序，采用LabVIEW图形化编程语言，上位机通过AI板卡、AO板卡、I/O板卡，实现对模拟量和数字量的输入和输出。上位机与整车控制器之间采用CAN板卡通讯，实时采集和输出数据，达到实时检测的效果。

所述I/O板卡是基于PCI总线的48位数字量I/O通道，能够实现数字量的输入和输出；AO板卡提供12路模拟量输出；AI板卡提供32个模拟量输入通道，I/O板卡、AO板卡和AI板卡三种板卡与对应的电缆和端子板配套使用；CAN板卡是一款连接控制器局域网CAN和PC的专用通讯卡。采用两个VCU，一个用于被测，一个用于陪测，陪测VCU接收被测VCU发送的频率量信号，陪测VCU再将接收到的信号传给上位机，实现被测VCU频率量输出的检测。图7是本实用新型所述试验台的上位机检测流程图。本实用新型是为24V的 VCU提供检测使用的下线检测设备，对整车控制器在进入整车调试前的产品功能检测验证，避免不合格产品被用于新能源汽车中，防止因为VCU性能原因对新能源汽车造成不必要的影响。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。