電動汽車雙通道ATS控制器功能檢測裝置

程耀鋒，周皓宇，李競捷

（武漢理工大學 機電工程學院，湖北 武漢 430070）

1 引言

電動汽車行駛過程中，驅動電機工作有特定的工作溫度范圍，當電機工作溫度超過正常溫度范圍時，ATS控制器會通過控制電源輸出，保證驅動電機的工作溫度和工作電壓處于正常狀態。而雙通道ATS控制器是一種兼容了三種風扇控制方式，即CAN通信控制、PWM通信控制和溫度傳感器溫度控制的新型控制器，可以滿足整車廠家所需求的三種風扇控制方式控制。

雙通道ATS控制器由于批量生產的緣故，實際生產的ATS控制器難免會存在一定的次品。為了檢測出功能異常的次品，本文將示波器與雙通道ATS控制器結合，設計出該雙通道ATS控制器功能檢測裝置。通過示波器檢測顯示ATS輸出控制風扇的PWM，達到對該ATS控制器功能檢測的目標，不僅測試方式簡單，測得的結果清晰可靠。

2 設計需求分析

本文所測試的電動汽車雙通道ATS控制器包括CPU模塊、連接溫度傳感器A/D采集接口、電源正負，風扇輸出接口、PWM輸入接口和CAN通訊接口，具體連接方式如圖1所示。

圖1 電動汽車雙通道ATS控制器結構示意圖

A/D溫度采集對應連接溫度傳感器；風扇輸出接口為控制輸出模塊，連接風扇1和風扇2；PWM輸入接口對應PWM通訊模式，連接信號發生器，接收外部PWM；存儲模塊包括兩個存儲器。通過分析，將示波器與雙通道ATS控制器連接，對整車CAN網絡通信、外部PWM通信和溫度傳感器控制部分進行檢測。

3 裝置硬件設計

本文所設計的雙通道ATS控制器功能測試裝置，其結構如圖2所示。

圖2 ATS控制器功能測試裝置結構

可編程電源連接ATS電源正和電源負，用于檢測控制器控制輸出的風扇1和風扇2，連接ATS控制器風機1負和風機2負；溫度傳感器和水浴鍋通過水浴鍋設定外部工作溫度，之后由溫度傳感器將外部溫度信息傳遞給A/D溫度采集模塊；信號發生器連接PWM輸入接口，將PWM信號傳遞給ATS控制器；USBCAN工具和上位機，連接ATS控制器的CAN接口，通過上位機與ATS控制器進行CAN通訊。示波器與控制器、風扇1和風扇2連接，通過示波器來顯示PWM波形和占空比。

4 工作模式分析

4.1 CAN通信功能檢測模塊

將CAN接口與工作上位機相連，工作時，CAN通訊接口連接到汽車CAN總線，接收報文以提供汽車驅動電機溫度和電機控制器溫度，其工作模式如圖3所示。

電動汽車驅動電機冷卻系統工作，將車輛的信息傳送給上位機，再由裝在電動汽車上的整車網絡將驅動電機的溫度傳遞至控制器，控制器接收到CAN通訊裝置傳輸的溫度信號，控制風扇的轉速。同時，PWM發生器向風扇輸出PWM方波，通過觀測示波器接收的PWM方波并判斷方波的占空比來計算風扇的工作速度，并將風扇的轉速反饋至控制器，從而對風扇的轉速做進一步調整。風扇的轉速由驅動電機和ATS控制器接收數據的效果所決定。

4.2 外部PWM通信功能檢測模塊

外部PWM輸入由信號發生器模擬并發送至ATS控制器。控制器接收外部PWM后，判斷外部PWM占空比，并將該PWM輸出到風扇端控制風扇的轉動。通過示波器判斷控制器輸出給風扇的PWM占空比是否合格。

4.3 溫度傳感器溫度控制功能檢測模塊

溫度傳感器接口與電阻式溫度傳感器連接，顯示冷卻水箱溫度。為了達到裝置的集成化與簡易化，采用風扇2對恒溫冷卻系統進行溫度檢測反饋，通過恒溫水浴鍋模擬電動汽車的水箱。

用溫度傳感器檢測水浴鍋的溫度，將其傳遞給上位機，上位機接收信號后將對應占空比的PWM輸出給風扇2，用示波器判斷輸出脈寬調制的占空比是否合格，其工作流程如圖4所示。

圖3 CAN通訊工作模式

圖4 水浴系統控制的工作模式

5 結語

本項目能夠很好地解決現有技術測試方式的不足，實現對雙通道ATS功能控制器控制功能的檢測。可真實模擬汽車所處的環境參數，檢驗ATS控制器三項重要參數（反壓控制能力、電流控制能力、檢測器控制效率），同時，操作簡單，結果準確清晰。