多變的系統(tǒng)，不變的“最強(qiáng)大腦”——熱管理系統(tǒng)控制

針對(duì)不斷更迭的系統(tǒng)拓?fù)?span>，聯(lián)合電子通過(guò)持續(xù)收集市場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并進(jìn)行合理規(guī)劃及拓?fù)湔?，形成熱管理控制專用拓?fù)?，從而?shí)現(xiàn)多樣化的控制模式需求。

舉例來(lái)說(shuō)，如下圖所示，該結(jié)構(gòu)將并聯(lián)結(jié)構(gòu)拓?fù)浜痛?lián)結(jié)構(gòu)拓?fù)溥M(jìn)行整合，雖然從熱系統(tǒng)的角度，這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)絕不是一個(gè)高效的系統(tǒng)拓?fù)?，但是融合后的拓?fù)鋮s可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)拓?fù)涞墓δ芗安⒙?lián)拓?fù)涞墓δ?，因此針?duì)融合后拓?fù)溟_發(fā)的軟件既可以適配并聯(lián)拓?fù)洌部梢赃m配串聯(lián)拓?fù)洹?

通過(guò)合理的融合拓?fù)?，系統(tǒng)中水路和制冷劑回路的模式組合，可實(shí)現(xiàn)60+的控制模式，滿足不同客戶應(yīng)對(duì)不同挑戰(zhàn)快速迭代拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需求。

圖2. “不正確”卻“合適”的熱管理控制拓?fù)淙诤?

控制目標(biāo)的分層與解耦

聯(lián)合電子通過(guò)深入分析各部件的物理特性，將服務(wù)對(duì)象的需求進(jìn)行逐級(jí)分解，通過(guò)構(gòu)建服務(wù)對(duì)象需求與各部件控制目標(biāo)的物理關(guān)系，實(shí)現(xiàn)需求與控制端的解耦。

如下圖所示，針對(duì)最簡(jiǎn)單的電驅(qū)回路系統(tǒng)，其管理對(duì)象可能涉及電機(jī)、OBC、DCDC、油冷換熱器等多個(gè)部件。而不同部件的冷卻需求也是極其多樣化，可能涉及入口水溫的需求、油溫需求或本體溫度的需求。但是從回路本身而言，被控對(duì)象風(fēng)扇/AGS，通過(guò)轉(zhuǎn)速/開度的控制能實(shí)現(xiàn)的只有前端散熱器的出口水溫（即圖中Motor入口水溫）的變化，被控對(duì)象水泵，通過(guò)轉(zhuǎn)速的控制能實(shí)現(xiàn)的也只有水流量的變化。因此針對(duì)不同的需求輸入，均可以建立其與Motor入口水溫和電驅(qū)回路水流量對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。所以在架構(gòu)拆解的時(shí)候，我們定義了目標(biāo)計(jì)算模塊用于連接不同的需求目標(biāo)和Motor入口水溫及水流量，后端則分別針對(duì)需求水流量進(jìn)行水泵轉(zhuǎn)速計(jì)算，針對(duì)空氣需求流量進(jìn)行AGS開度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計(jì)算。因此針對(duì)不同的需求輸入，需要變化的只有目標(biāo)計(jì)算模塊，而后端模塊可以維持不變，減少了大量重新開發(fā)和驗(yàn)證的工作量。

通過(guò)將多樣化的服務(wù)對(duì)象需求合理的映射到對(duì)應(yīng)控制對(duì)象的物理目標(biāo)上，即可快速實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)對(duì)象的目標(biāo)同時(shí)大量減輕控制軟件迭代工作量。

圖3.電驅(qū)回路控制目標(biāo)解耦

基于物理模型的架構(gòu)設(shè)計(jì)

由于零部件數(shù)量巨多，特性各異，因此聯(lián)合電子基于不同零部件均嘗試建立物理模型。基于物理模型中需求的零部件的特性參數(shù)及少量零部件單體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的輸入，可大幅降低由于替換零部件帶來(lái)的系統(tǒng)驗(yàn)證成本。同時(shí)，通過(guò)合理的架構(gòu)設(shè)計(jì)，也為未來(lái)法規(guī)迭代帶來(lái)的系統(tǒng)診斷需求，零部件耐久自適應(yīng)需求等預(yù)留升級(jí)路徑。

如下圖所示，針對(duì)EXV（電子膨脹閥）的控制，通常的做法是過(guò)冷/過(guò)熱的目標(biāo)控制，但是實(shí)際對(duì)系統(tǒng)過(guò)冷/過(guò)熱的目標(biāo)控制是通過(guò)流經(jīng)系統(tǒng)不同EXV的流量實(shí)現(xiàn)的。因此，在架構(gòu)拆解的時(shí)候，我們通過(guò)控制流經(jīng)不同EXV的流量控制系統(tǒng)的過(guò)冷/過(guò)熱度，通過(guò)EXV開度計(jì)算模塊鏈接流經(jīng)EXV流量和EXV開度。如果系統(tǒng)EXV閥需要替換，我們需要重新標(biāo)定的只有EXV開度計(jì)算模塊，而避免了整套系統(tǒng)完整的重復(fù)標(biāo)定工作。同時(shí)，在架構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，我們也考慮了電子膨脹閥因?yàn)檎嚹途?，老化磨損帶來(lái)本身流量曲線的變化，在軟件設(shè)計(jì)中也保留了流量曲線自學(xué)習(xí)，系統(tǒng)診斷的升級(jí)路徑。

圖4. 基于物理模型的電子膨脹閥架構(gòu)搭建

總結(jié)

針對(duì)熱管理系統(tǒng)升級(jí)面臨的諸多挑戰(zhàn)，包括拓?fù)涞ㄒ?guī)更替，需求升級(jí)，多樣化零部件方案等，聯(lián)合電子通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，考慮多需求/多變形的兼容性，為客戶提出了一套精益的熱管理系統(tǒng)控制架構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)多樣化熱管理控制功能的同時(shí)，用“最強(qiáng)大腦”助力客戶快速迭代，挖掘每一分可用能量，提升高低溫續(xù)航。

圖5. 聯(lián)合電子熱管理控制架構(gòu)方案