电控开发工程师的“修炼之路”-入门篇

众所周知,汽车行业正在经历着重大的变革,随着石油等不可再生资源的消耗、气候变化等问题的日益严重,温室气体减排已成为世界各个国家的共识。我国也提出了碳达峰和碳中和的目标,再加上我们国家对于新能源汽车的支持,新能源汽车的发展已是大势所趋。除了各大主机厂和零部件供应商加大了对新能源汽车技术研发的投入,也有很多新兴的造车势力加入,共同推动我国新能源汽车的发展。

因为新能源汽车结构与传统燃油车有很大的不同,纯电动汽车目前是新能源汽车的主流。纯电动汽车是以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶且符合各种法规要求的汽车。它拥有着和我们传统燃油车所不同的“三大件”,即三电系统(电控、电池、电驱),三电系统的成本占比超过56%,纯电动汽车中机械零部件大量缩减,电子电气元件成为汽车的核心部件,再加上上述所说资源的倾斜也造就了新能源汽车领域许多新的技术岗位空缺,尤其是高端三电人才“重金难求”。那么,做为核心三电之一的电控,其开发及测试也是汽车研发中的核心岗位。想要从事电控开发工作,需要掌握哪些知识和技能呢。

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第一,需要了解整车控制器。整车控制器(Vehicle Control Unit,又名VCU),也叫做整车控制单元,它是实现整车控制决策的核心电子控制单元,是整个控制系统的核心,VCU采集加速踏板、制动踏板、档位开关等驾驶员操作信息,以及电机、电池、DCDC等控制器的状态,经过相应的逻辑、算法分析,做出合理判断,让车辆能够正常运行。

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VCU的组成包括软件和硬件两部分,硬件电路是执行整车控制策略软件、实现整车功能的载体,由主芯片、A/D信号输入、驱动输出、通讯模块、电源电路等部分组成;软件则是由应用层和底层集合而成,其中应用层主要是控制策略的集合,包括上下电、扭矩控制、故障诊断等;底层包括I/O功能、诊断、通讯服务等,与硬件功能息息相关。

第二,需要了解岗位职责及技能。电控开发工程师是一个对综合能力要求较高的岗位,不仅要负责VCU应用层策略模型的搭建,还有具备开阔的开发思路,在出现问题时能够快速定位问题所在并迅速解决,需要掌握纯电动汽车结构与原理、了解整车CAN总线、VCU软件架构、VCU开发流程和功能安全等理论知识,需要精通控制器、CAN分析仪等硬件工具,掌握MATLAB/Simulink、MotoTune等建模和测试标定软件工具,拥有模型策略设计能力、模型搭建技巧和模型仿真测试能力。

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第三,需要了解应用层软件开发方式和模型功能定义。目前主流的开发方式是V字型开发流程,从需求分析(需求功能定义及流程规范制定),系统设计(网络架构设计及软件架构设计),软件设计(功能规范编制及策略模型搭建)、软件实现(接口匹配及编译下载)、硬件在环测试(HIL测试环境搭建及HIL测试验证)、台架测试(台架标定及功能验证)、实车标定(样车标定及功能验证)一直到车辆SOP,这是一整套完整而且很方便的开发流程。VCU应用层软件功能包括信号处理、行车上下电、充电上下电(快慢充)、驾驶员意图解析、扭矩处理(驱动扭矩和回馈扭矩)、高低压附件处理、功率分配、续航里程估算、故障诊断及处理等等,一名合格的电控开发工程师对这些都要有所了解。

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