一种电动汽车线控底盘试验平台的制作方法

1.本发明涉及汽车底盘试验，具体涉及一种电动汽车线控底盘试验平台。


背景技术：

2.目前，新能源汽车行业蓬勃发展，汽车电动化和智能化领域相关技术不断取得突破，智能驾驶的商业化正在快速推进。而当前的智能驾驶技术水平与l5的完全自动驾驶仍有一定距离，为此很多车企开展了大量在封闭道路的测试，积累了很多的测试数据，但是仍然难以保证智能驾驶的安全性。
3.由于车辆类型种类较多，车辆需求测试的功能、路况多种多样，单一车型测试车的功能和性能的局限性较大。为了满足自动驾驶技术研究的试验需求，对智能驾驶算法软件和硬件进行有效测试，有必要设计一种功能完备、可灵活改装的电动汽车线控底盘试验平台。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种电动汽车线控底盘试验平台，能够有效解决现有技术所存在的在功能和性能上局限性较大的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种电动汽车线控底盘试验平台，包括安装于现有电动汽车底盘上的线控转向系统、线控制动系统dbs、线控驻车系统epb、线控底盘控制器vcu、高压配电系统和低压配电系统；
9.高压配电系统，电源分配单元pdu将动力电池组的电能通过高压电缆分配至动力控制单元pcu及轮毂电机、充电机和电驱动系统；
10.低压配电系统，电器盒将低压蓄电池的电能分配至整车低压电器；
11.线控底盘控制器vcu，通过遥控接收器接收远程遥控器发送的控制指令，并按照控制指令协调线控转向系统、线控制动系统dbs和线控驻车系统epb按照控制策略实现转向、制动和驻车的运动控制。
12.优选地，四套所述动力控制单元pcu及轮毂电机安装于各车轮上，所述动力控制单元pcu及轮毂电机采用分布式驱动方法，各动力控制单元pcu相互独立地对各轮毂电机的转速和扭矩进行调节，更加灵活准确地控制和分配驱动力，通过切换前驱、后驱和四驱的驱动模式适应不同地形路况。
13.优选地，两套所述线控转向系统分别安装于前、后轮上，采用前后轮独立线控转向，可切换前轮转向、后轮转向和四轮转向驱动模式。
14.优选地，所述线控制动系统dbs安装于底盘前端，并集成esc系统，所述esc系统根据轮速传感器、油压传感器、陀螺仪收集车辆的状态信息，计算车辆相关参数，分析车辆状
态，通过调整各车轮的制动力保证车辆平稳。
15.优选地，所述线控驻车系统epb安装于后轮上，可通过epb开关和远程遥控器发送的控制指令进行驻车，也可通过驻车策略自动驻车。
16.优选地，所述线控底盘控制器vcu集成bcm的功能，用于控制档位、信号灯、发声器的继电器，并且具备远程通信功能；
17.所述线控底盘线束预留上装拓展接口和操纵开关接口，所述上装拓展接口用于配置激光雷达、毫米波雷达、摄像头、adas控制器、rtk定位天线和rtk接收主机，所述操纵开关接口用于配置方向盘、油门踏板、制动踏板和档位开关。
18.优选地，所述电源分配单元pdu采用模块化设计，包括主电源分配单元pdu，以及与主电源分配单元pdu相连的前电源分配单元pdu、后电源分配单元pdu，所述主电源分配单元pdu预留空调和ptc接口，供上装使用。
19.优选地，所述电驱动系统包括72v-12vdcdc转换器、72v-24vdcdc转换器和电池组换电装置，所述动力电池组可通过充电机直接进行充电，也可通过电池组换电装置在电量耗尽时更换整个电池组。
20.优选地，所述低压配电系统中在低压蓄电池与电器盒之间设置低压总开关作为急停开关控制低压电路通断，所述低压蓄电池通过72v-12vdcdc转换器充电。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明所提供的一种电动汽车线控底盘试验平台，具有以下有益效果：
23.1)考虑到快递和外卖等特殊使用场景，动力电池组可通过充电机直接进行充电，也可通过电池组换电装置在电量耗尽时更换整个电池组，从而使得动力电池组能够通过充换电双模实现能量补充；
24.2)动力控制单元pcu及轮毂电机采用分布式驱动方法，各动力控制单元pcu相互独立地对各轮毂电机的转速和扭矩进行调节，更加灵活准确地控制和分配驱动力，并且采用前后轮独立线控转向，同时在前轮上安装线控制动系统dbs，在后轮上安装线控驻车系统epb，从而能够进行精准地运动控制，可实现斜行、原地掉头等多种功能；
25.3)双dcdc设计能够兼容12v和24v电压平台的各种电器设备，并且线控底盘线束预留上装拓展接口和操纵开关接口，能够实现功能扩展；
26.4)使用开放式线控底盘控制器vcu，支持simulink快速原型开发，提供开源控制代码程序，配备多模式控制远程遥控器，完全开放底层线控接口，可支持四轮轮毂电机底盘的教学及科研。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明中高压配电系统进行电能分配的硬件连接示意图；
29.图2为本发明中低压配电系统进行电能分配的硬件连接示意图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.一种电动汽车线控底盘试验平台，如图1和图2所示，包括安装于现有电动汽车底盘(包括车架总成、悬置总成、轮胎总成等)上的线控转向系统13、线控制动系统dbs14、线控驻车系统epb15、线控底盘控制器vcu12、高压配电系统和低压配电系统；
32.高压配电系统，电源分配单元pdu将动力电池组1的电能通过高压电缆7分配至动力控制单元pcu及轮毂电机3、充电机4和电驱动系统；
33.低压配电系统，电器盒9将低压蓄电池8的电能分配至整车低压电器；
34.线控底盘控制器vcu12，通过遥控接收器11接收远程遥控器10发送的控制指令，并按照控制指令协调线控转向系统13、线控制动系统dbs14和线控驻车系统epb15按照控制策略实现转向、制动和驻车的运动控制。
35.①
高压配电系统
36.1)电源分配单元pdu采用模块化设计，包括主电源分配单元pdu2，以及与主电源分配单元pdu2相连的前电源分配单元pdu、后电源分配单元pdu，主电源分配单元pdu2预留空调和ptc接口，供上装使用。
37.2)电驱动系统包括72v-12vdcdc转换器5、72v-24vdcdc转换器6和电池组换电装置，动力电池组1可通过充电机4直接进行充电，也可通过电池组换电装置在电量耗尽时更换整个电池组，能够在5min内完成电池组更换。
38.本技术技术方案中，采用大功率双dcdc设计，将动力电池组1的72v直流电压转化为12v、24v，从而能够满足不同用电平台电器设备的用电需求。使用1.1kw的72v-12vdcdc转换器5能够保证线控系统及其它低压电器的供电需求，同时配备72v-24vdcdc转换器6适配高功率的高压电器，可减小电流提升安全性，也可满足智能驾驶设备等24v电压平台的电子器件用电需求。
39.②
低压配电系统
40.低压配电系统中在低压蓄电池8与电器盒9之间设置低压总开关作为急停开关控制低压电路通断，低压蓄电池8通过72v-12vdcdc转换器5充电。
41.本技术技术方案中，在低压蓄电池8后设置低压总开关作为急停开关控制低压电路通断，保证安全的同时可以在不使用此试验平台时避免静态电流消耗低压蓄电池8的电量。低压总开关之后，接电器盒9能够保证电路安全并将低压蓄电池8的电能分配至整车低压电器。
42.③
车辆动力控制
43.四套动力控制单元pcu及轮毂电机3安装于各车轮上，动力控制单元pcu及轮毂电机3采用分布式驱动方法，各动力控制单元pcu3相互独立地对各轮毂电机的转速和扭矩进行调节，更加灵活准确地控制和分配驱动力，通过切换前驱、后驱和四驱的驱动模式适应不同地形路况。
44.④
线控转向系统
45.两套线控转向系统13分别安装于前、后轮上，采用前后轮独立线控转向，可切换前轮转向、后轮转向和四轮转向驱动模式。
46.⑤
线控制动系统dbs
47.线控制动系统dbs14安装于底盘前端，并集成esc系统，esc系统根据轮速传感器、油压传感器、陀螺仪收集车辆的状态信息，计算车辆相关参数，分析车辆状态，通过调整各车轮的制动力保证车辆平稳。
48.⑥
线控驻车系统epb
49.线控驻车系统epb15安装于后轮上，可通过epb开关和远程遥控器10发送的控制指令进行驻车，也可通过驻车策略自动驻车。
50.⑦
线控底盘控制器vcu
51.线控底盘控制器vcu12集成bcm的功能，用于控制档位、信号灯、发声器的继电器，并且具备远程通信功能；
52.线控底盘线束预留上装拓展接口和操纵开关接口(考虑到人工干预模式需求设置的接口)，上装拓展接口用于配置激光雷达、毫米波雷达、摄像头、adas控制器、rtk定位天线和rtk接收主机，操纵开关接口用于配置方向盘、油门踏板、制动踏板和档位开关。
53.本技术试验平台可通过远程遥控器10进行操控，也可通过上装不同的控制策略进行操控。以远程遥控器10操控为例，车辆打开电源总开关，然后按下低压总开关，此时低压总开关连接线控底盘控制器vcu12的对应脚位由高电平变为低电平，acc和ig继电器吸合，整车开始正常供电。
54.远程遥控器10可通过改变工作轮毂电机的数量来调整车辆驱动模式(包括前驱、后驱和四驱)，档位(包括p档、r档、n档、d档)也可通过远程遥控器10进行调节。遥控接收器11接收到控制指令后通过can总线传输给线控底盘控制器vcu12，车辆在线控底盘控制器vcu12的控制下进行各种操作。
55.打开远程遥控器10的epb开关，遥控接收器11接收到驻车指令后传输给线控底盘控制器vcu12，线控底盘控制器vcu12通过can总线发送指令给线控驻车系统epb15，驻车控制器控制卡钳释放驻车。
56.线控转向系统13的转向电机功率360w，线控转向精度1
°
，额定转向速度400
°
/s，响应时间97ms。线控转向系统13开放协议包括目标控制模式、控制使能、目标转角、循环计数、实际控制模式、实际转角、实际转矩、故障等级和故障代码。当远程遥控器10发送转向指令时，遥控接收器11接收到转向指令中的转向角度后传输给线控底盘控制器vcu12，线控底盘控制器vcu12对输入信息进行处理并发送指令给线控转向系统13，协调前、后转向控制器控制前、后转向器执行所需动作，同时线控底盘控制器vcu12控制相应的转向灯闪烁。
57.线控制动系统dbs14的电机功率270w，主缸直径20.64mm，线控主缸最大压力8mpa，制动精度0.2mpa，制动响应时间100ms以内。当远程遥控器10发送制动指令时，遥控接收器11接收到制动指令中的制动力度和加速度信息后传输给线控底盘控制器vcu12，线控底盘控制器vcu12对输入信息进行处理并发送指令给线控制动系统dbs14，制动控制器控制制动油泵产生液压制动。
58.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施
例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：包括安装于现有电动汽车底盘上的线控转向系统(13)、线控制动系统dbs(14)、线控驻车系统epb(15)、线控底盘控制器vcu(12)、高压配电系统和低压配电系统；高压配电系统，电源分配单元pdu将动力电池组(1)的电能通过高压电缆(7)分配至动力控制单元pcu及轮毂电机(3)、充电机(4)和电驱动系统；低压配电系统，电器盒(9)将低压蓄电池(8)的电能分配至整车低压电器；线控底盘控制器vcu(12)，通过遥控接收器(11)接收远程遥控器(10)发送的控制指令，并按照控制指令协调线控转向系统(13)、线控制动系统dbs(14)和线控驻车系统epb(15)按照控制策略实现转向、制动和驻车的运动控制。2.根据权利要求1所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：四套所述动力控制单元pcu及轮毂电机(3)安装于各车轮上，所述动力控制单元pcu及轮毂电机(3)采用分布式驱动方法，各动力控制单元pcu(3)相互独立地对各轮毂电机的转速和扭矩进行调节，更加灵活准确地控制和分配驱动力，通过切换前驱、后驱和四驱的驱动模式适应不同地形路况。3.根据权利要求2所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：两套所述线控转向系统(13)分别安装于前、后轮上，采用前后轮独立线控转向，可切换前轮转向、后轮转向和四轮转向驱动模式。4.根据权利要求3所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述线控制动系统dbs(14)安装于底盘前端，并集成esc系统，所述esc系统根据轮速传感器、油压传感器、陀螺仪收集车辆的状态信息，计算车辆相关参数，分析车辆状态，通过调整各车轮的制动力保证车辆平稳。5.根据权利要求4所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述线控驻车系统epb(15)安装于后轮上，可通过epb开关和远程遥控器(10)发送的控制指令进行驻车，也可通过驻车策略自动驻车。6.根据权利要求5所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述线控底盘控制器vcu(12)集成bcm的功能，用于控制档位、信号灯、发声器的继电器，并且具备远程通信功能；所述线控底盘线束预留上装拓展接口和操纵开关接口，所述上装拓展接口用于配置激光雷达、毫米波雷达、摄像头、adas控制器、rtk定位天线和rtk接收主机，所述操纵开关接口用于配置方向盘、油门踏板、制动踏板和档位开关。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述电源分配单元pdu采用模块化设计，包括主电源分配单元pdu(2)，以及与主电源分配单元pdu(2)相连的前电源分配单元pdu、后电源分配单元pdu，所述主电源分配单元pdu(2)预留空调和ptc接口，供上装使用。8.根据权利要求7所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述电驱动系统包括72v-12vdcdc转换器(5)、72v-24vdcdc转换器(6)和电池组换电装置，所述动力电池组(1)可通过充电机(4)直接进行充电，也可通过电池组换电装置在电量耗尽时更换整个电池组。9.根据权利要求8所述的电动汽车线控底盘试验平台，其特征在于：所述低压配电系统中在低压蓄电池(8)与电器盒(9)之间设置低压总开关作为急停开关控制低压电路通断，所述低压蓄电池(8)通过72v-12vdcdc转换器(5)充电。

技术总结
本发明涉及汽车底盘试验，具体涉及一种电动汽车线控底盘试验平台；高压配电系统，电源分配单元PDU将动力电池组的电能通过高压电缆分配至动力控制单元PCU及轮毂电机、充电机和电驱动系统；低压配电系统，电器盒将低压蓄电池的电能分配至整车低压电器；线控底盘控制器VCU，通过遥控接收器接收远程遥控器发送的控制指令，并按照控制指令协调线控转向系统、线控制动系统DBS和线控驻车系统EPB按照控制策略实现转向、制动和驻车的运动控制；本发明提供的技术方案能够有效解决现有技术所存在的在功能和性能上局限性较大的问题。在功能和性能上局限性较大的问题。在功能和性能上局限性较大的问题。


技术研发人员：刘丹潞 张志林 高翔
受保护的技术使用者：合肥思卡途汽车科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/6