研究和解碼特斯拉Model Y的整車控制中心的控制策略,比研究一般寶馬、奔馳、奧迪的CAN總線數據更有樂趣,速銳得近期解碼了特斯拉Model Y整車網關電路,分析出特斯拉Model Y網關電路圖及CAN矩陣并編譯了特斯拉Model Y通信協議DBC文件。
研究特斯拉Model Y是比較有趣的一件事,首先這款車是全球銷量前五其中的唯一一款電動汽車,自從上海特斯拉Model Y量產以來,目前在中國的銷售價格也是最便宜的,起步價才28個W,今年以來就特斯拉Model Y已經全球銷售了54萬輛,不研究它,還研究誰?
其次,特斯拉Model Y在全球的改裝件、零部件、升級、外飾、汽車電子,后續都有足夠的想象空間,能拿到特斯拉Model Y整車網關電路及CAN通信協議DBC控制策略,無疑在原始開發和底層技術積累上,就掌握著一手資源和主動權。如何去解碼一款特斯拉Model Y整車網關電路及CAN通信協議DBC,無疑是需要一套好用的工具、技術、人員、測試、軟件等多方面的資源。另外就是首先得有一臺特斯拉Model Y。
比較幸運的是,客戶開來了一臺2022新款特斯拉Model Y,已經全身鍍膜,閃亮得有點心動,很不禮貌的是,我們需要拆掉一些東西。首先我們根據接口測試,研究出特斯拉Model Y各個線纜的通路,在特斯拉中控扶手箱后邊,找到一個裝飾面板,先打開它,然后測試里面所有的線序及連接網絡情況。
為了更適配原車線路,我們采用特種探針結合萬用表及外設工具,根據結構引腳上的線束端子,逐個做出測試,在這個接口處,有3路CAN網絡,我們選擇第一組CAN網絡進行測試。紅色探針和黑色探針分別接入萬用表,測量出所有線束端子的電壓,然后一一做好記錄,根據特斯拉Model Y總線網絡,我們擬出拓補圖紙,如下圖所示:
特斯拉CAN數據非常豐富,除了部分娛樂系統的數據用的以太網,其他基本都是用標準CAN2.0 ,這也意味著,我們從CAN總線的CANH和CANL能獲得更多可用的信息,整車有257個CANID,涉及內容包括了國產化后DBC部分上做了大量的改動,在CAN網關上,采用標準的CANBUS 11bit 500k的速率。速銳得通過測試發現,特斯拉Model Y直接實現的控制功能有:開鎖、落鎖、后視鏡折疊/展開、引擎蓋開啟,狀態數據包括了車五門狀態、后尾箱、引擎蓋、車燈組狀態、轉向燈、方向盤轉向角、加速踏板幅度、制動踏板、汽車擋位、Ready狀態、車速、總里程、車架號、剩余電量、續航里程、充電狀態、輸出扭矩、加速模式、轉向模式、能量回收、停止模式、兒童鎖開關、車窗鎖開關、雨刮、自動遠光燈等。部分數據單獨列出來CAN ID是如下形式:
特斯拉Model Y的BMS電池管理系統也非常發達,這和領先全球的電池控制技術積累是分不開的,電池的可用效率,目前也是全球領先的,通過3天的測試、類比、環比,對照,我們拿到了很多的CAN報文,并通過SPY3,編譯了特斯拉Model Y整車控制策略DBC文件。如下圖所示:
特斯拉Model Y整車控制器策略主要功能:
一是整車能量分配及優化管理:根據駕駛員的具體操作和實際工況對車輛進行管理、優化及調整,以實現優化能量供給,延長車輛使用壽命,提高車輛運行經濟性。
二是故障處理及診斷功能:對出現的異常情況進行診斷、提示和主動修復工作,系統狀態儀表顯示。
三是整車設備管理:監控各設備運行狀態,及時進行動態調整。
四是系統控制:根據既定的操控程序對駕駛員的各項操作進行及時響應,實時與數據庫進行比對,對各節點進行動態控制。
我們梳理下特斯拉Model Y整車控制器策略主要功能項目,如下表格:
序號 | 功能點 | 功能描述 |
---|---|---|
1 | 高壓上下電功能 | 整車驅動上下電、充電上下電時序管理 |
1.1 | 驅動上電 | 車輛正常功能下的上電功能 |
1.2 | 驅動下電 | 車輛正常功能下的下電功能 |
1.3 | 碰撞絕緣故障下電 | 當出現碰撞故障、絕緣三級故障時的異常下電功能 |
1.4 | 一般故障下電 | 當出現非絕緣三級故障,非整車三級故障時的故障下電功能 |
1.5 | 充電上電 | 充電時的上電功能 |
1.6 | 充電下電 | 充電完成或者退出充電時的下電功能 |
1.7 | 高壓上下電仲裁功能 | 保證充電上下電的優先級高于驅動上下電 |
2 | 驅動功能 | 根據整車狀態,解析駕駛員意圖,輸出扭矩命令,控制整車行駛 |
2.1 | 擋位識別 | 可根據當前車速和輸出扭矩實現邏輯擋位輸出 |
2.2 | 駕駛模式識別 | 在一定條件下實現經濟模式、NORMAL模式和切換功能 |
2.3 | 滑行工況回饋扭矩控制 | 整車制動踏板和加速踏板均未踩下的狀態執行滑行能量回收 |
2.4 | 制動工況回饋扭矩控制 | 整車根據加速踏板、制動踏板狀態執行制動能量回收 |
2.5 | 驅動扭矩控制 | 正常行駛時根據加速踏板開度、擋位、當前車速進行扭矩輸出,仲裁,分配及濾波。 |
2.6 | 擋位防盜 | 根據整車狀態,向換擋器輸出擋位鎖止信號 |
2.7 | 最高車速限制 | 當整車達到出廠設置的最高車速時,限制扭矩輸出,實現限速。 |
2.8 | 蠕行功能 | 在起步掛擋時,整車會緩慢行駛至標定車速 |
2.9 | 跛行回家 | 當整車有故障時,整車降扭、限速行駛 |
2.10 | 坡起輔助功能 | 當整車在坡上時,控制整車緩慢向前行駛,輔助進行坡起。 |
3 | 高壓互鎖防護 | |
4 | 碰撞防護 | 采集氣囊傳感器碰撞信號,當有碰撞發生時停止扭矩輸出,切斷高壓電。 |
5 | 真空泵控制 | 采集真空泵信號,控制零扭矩輸出。 |
6 | 熱管理功能 | 整車高壓系統級空調系統管理功能 |
6.1 | 驅動高壓散熱功能 | 驅動狀態下,控制水泵及風扇,對電機,電控進行散熱 |
6.2 | PTC加熱功能 | 控制PTC繼電器,實現空調加熱功能。 |
6.3 | 空調制冷功能 | 輸出壓縮機啟停信號 |
7 | 動力防盜功能 | 通過與PEPS防盜認證,防止整車被非法啟動。 |
8 | 附件管理功能 | 控制DCDC等相關附件的工作狀態 |
9 | 剩余里程顯示功能 | 通過計算百公里平均電耗及電池剩余電量,計算續航里程 |
10 | 故障處理功能 | 對整車不同等級故障進行處理 |
11 | 網關功能 | VCU具備不同總線間信號轉發功能 |
深入研究,才有深度可能,我們做的事情和黑客類似,但是不是為了炫技,我們也只是在應用端為行業提供必要的數據支撐,無論是你想做一款特斯拉的儀表盤,還是想要改裝特斯拉Model Y智能隨動轉向大燈,或者增加一個新的電子控制器,只要和數據打上交道,使得產品能用,功能齊全,原車兼容,那么,我們在這一塊就能幫得到你。
審核編輯:湯梓紅
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