摘要：主要針對新能源專用車電控系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略的技術(shù)路線和發(fā)展趨勢，結(jié)合最新的域控制技術(shù)，提出域控制器在新能源專用車上的系統(tǒng)解決方案。新能源環(huán)衛(wèi)車已進(jìn)入快速發(fā)展階段，掌握三電系統(tǒng)控制技術(shù)與核心算法才能在未來專用車市場上占據(jù)領(lǐng)先地位。隨著控制器芯片算力快速提升和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，智能環(huán)衛(wèi)車既需要更多傳感器件，又需要軟件與硬件的解耦，還需要整車算力向域控制器集中。域控制器技術(shù)應(yīng)用提升了整車性能，縮短了開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)客戶多元化需求。

關(guān)鍵詞：域控制器;新能源專用車;應(yīng)用開發(fā)

中圖分類號：U464.149收稿日期：2022-06-19

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.07.016

1前言

21世紀(jì)初期，中國CO2排放量及占比快速提升。近年來增速有所放緩，至2019年中國CO2排放量達(dá)98.26億t，占世界CO，總排放總量的28.76%?！?030碳達(dá)峰、2060碳中和”已上升至前所未有的高度，成為大國崛起的必要籌碼。

《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》要求，從2021年起，國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域新增或更新公交、出租、物流配送等公共領(lǐng)域車輛，新能源汽車比例不低于80%。

公共領(lǐng)域車輛油耗及排量都比較大，碳減排貢獻(xiàn)潛力大。但目前的新能源替代率遠(yuǎn)低于80%的政策目標(biāo)。其中，環(huán)衛(wèi)車的新能源替代占比僅2.4%，如圖1所示。

環(huán)衛(wèi)車屬于專用車，多采用中型或重型底盤，以大排量為主，同時(shí)考慮作業(yè)特點(diǎn)，環(huán)衛(wèi)車安裝副發(fā)動(dòng)機(jī)從底盤取力驅(qū)動(dòng)上裝作業(yè)，進(jìn)一步增加環(huán)衛(wèi)車單車排量。僅僅一輛18t燃油洗掃車一年的碳排放就是50t，相當(dāng)于15輛乘用車的碳排放總和。

環(huán)衛(wèi)車還屬于低速運(yùn)行車輛，運(yùn)行時(shí)速一般不超過20 kan2TbV2bFvCUdlWT8ufeyQ==m/h且經(jīng)常處于怠速狀態(tài)，這不僅會(huì)增加油耗，還會(huì)使尾氣排放量增大，CO和VOCs排放濃度也會(huì)隨之升高。低速運(yùn)行的環(huán)衛(wèi)車輛往往造成更大的污染物排放，如圖2、圖3所示。

為解決傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車造成的污染及能耗問題，并響應(yīng)國家政策，環(huán)衛(wèi)車的電動(dòng)化研究是重要的解決途徑。截至目前我國新能源環(huán)衛(wèi)車保有量大約為1.2萬輛，今年的電動(dòng)化滲透率預(yù)計(jì)增加到5.53%，如圖4所示。未來5年的電動(dòng)化滲透率預(yù)計(jì)都在10%以上，2025年的滲透率預(yù)計(jì)達(dá)到20%以上，到2035年環(huán)衛(wèi)車基本實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化。如果將我國現(xiàn)有的50多萬臺(tái)環(huán)衛(wèi)車全部電動(dòng)化，每年可減排CO，超過1100萬t。

過去5年我國環(huán)衛(wèi)車的平均增長率為12.1%，未來5年的平均增長率將在9%以上，平均作業(yè)時(shí)間也會(huì)隨著自動(dòng)駕駛環(huán)衛(wèi)車的到來而大幅增加。隨著未來汽車“四化”的提出，電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化已經(jīng)成為汽車未來產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的發(fā)展方向，而軟件是“四化”的核心技術(shù)之一甲，未來汽車功能的70%都是軟件定義，未來企業(yè)利潤中的70%都是數(shù)據(jù)服務(wù)創(chuàng)造的。

未來的技術(shù)方向是以整車域控制技術(shù)為核心，采用集中式電子電氣架構(gòu)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，基于底盤上裝全新一體化整車設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)化、軟件集成化、模塊標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品場景化的全新技術(shù)。環(huán)衛(wèi)車整車域控制器架構(gòu)如圖5所示。

2專用車電子電氣架構(gòu)現(xiàn)狀

專用車目前采用的依舊是基于ECU控制的傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu)。上世紀(jì)80年代，隨著IT技術(shù)的初步興起，在當(dāng)時(shí)以機(jī)械為主宰的汽車行業(yè)掀起了一場汽車電子電氣化革命。電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）迅猛發(fā)展，從防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器、主動(dòng)懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)，逐漸延伸到車身安全、網(wǎng)絡(luò)、娛樂和傳感控制等系統(tǒng)，成為了汽車的重要組成部分[1-2]。

ECU通常用簡單的MCU芯片來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)ECU通常只負(fù)責(zé)控制一個(gè)單一的功能單元，各個(gè)ECU之間通過CAN總線或者LIN總線連接在一起，通過廠商預(yù)先定義好的通信協(xié)議交換信息。因此這個(gè)時(shí)期的汽車電。子電氣架構(gòu)也稱為“分布式EEA”，如圖6所示。

隨著汽車“四化”對汽車電子電氣架構(gòu)要求越來越高，傳統(tǒng)的分布式EEA架構(gòu)體現(xiàn)出很多不足之處：

a.效率低下。每個(gè)系統(tǒng)都在開發(fā)各自的控制器，車輛控制單元數(shù)量劇烈增加。

b.維護(hù)困難。ECU控制器數(shù)量過多，信號接口復(fù)雜，匹配困難。

c.低復(fù)用性。功能相近的系統(tǒng)無法復(fù)用控制器，零件及系統(tǒng)缺少前期完整規(guī)劃，不同產(chǎn)品需要開發(fā)新的控制器，產(chǎn)品復(fù)用率低。

d.軟硬件緊耦合。每個(gè)ECU都與某個(gè)具體功能緊緊綁定在一起，無法實(shí)現(xiàn)橫跨多個(gè)ECU/傳感器的復(fù)雜功能，也無法通過OTA來持續(xù)更新汽車上的軟件系統(tǒng)。在軟件定義汽車的時(shí)代，持續(xù)的整車在線升級OTA和模塊之間互相通信融合變得異常重要，顯然ECU之間的信息孤島問題會(huì)嚴(yán)重制約和阻礙這一趨勢。

上述這些問題和挑戰(zhàn)，在汽車“四化”的發(fā)展背景下是質(zhì)量、成本和時(shí)間的天敵。要解決這一問題，最有效的辦法就是將多個(gè)分散的小傳感器集成為功能更強(qiáng)的單個(gè)傳感器，將多個(gè)分散的ECU按照功能域劃分，集成到一個(gè)運(yùn)算能力更強(qiáng)大的域控制器（Domain ControlUnit， DCU）中。這一思想直接開啟了汽車電子電氣架構(gòu)從“分布式=>（跨）域集中式=>中央+區(qū)域集中式”的升級和進(jìn)化序幕。

3汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)趨勢

傳統(tǒng)的商業(yè)模式正在重構(gòu)，汽車制造商開始向汽車服務(wù)提供商的角色轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的汽車是基于EE架構(gòu)（也就是總線+分散控制的架構(gòu)）設(shè)計(jì)，智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車將采用分布式網(wǎng)絡(luò)+域控制器的架構(gòu)，也就是通信界提到的CC架構(gòu)（計(jì)算+通信）。汽車的安全觀念已經(jīng)從傳統(tǒng)的整車安全上升到網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全。電子電氣架構(gòu)發(fā)展趨勢如圖7所示。

對于功能域的具體劃分，各汽車主機(jī)廠家會(huì)根據(jù)自身的設(shè)計(jì)理念差異而劃分成幾個(gè)不同的域。比如BOSCH劃分為五個(gè)域：動(dòng)力域（Power Train）、底盤域（Chassis）、車身域（Body/Comfort）、座艙域（Cockpit/Info-tainment）、自動(dòng)駕駛域（ADAS）。這也就是最常見的五域集中式EEA。

伴隨著域主控處理器性能的進(jìn)一步增強(qiáng)，對主處理器需求比較類似的多個(gè)不同功能域可以進(jìn)一步融合成一個(gè)功能域，也即融合成“跨域集中式EE架構(gòu)”。隨著功能域的深度融合后，功能域（Function Domain）的概念將逐漸消失，域主控處理器演變?yōu)楦油ㄓ玫挠?jì)算平臺(tái)，這就是車載“中央+區(qū)域（Central & Zonal）EEA”，也，稱為“中央集中式EEA”。

域控制技術(shù)為何是大勢所趨？針對環(huán)衛(wèi)行業(yè)，原因有5個(gè)。

a.根據(jù)摩爾定律，芯片的算力每隔18個(gè)月性能就提升一倍。所以原先多個(gè)ECU才能實(shí)現(xiàn)的整車功能現(xiàn)在一個(gè)域控制器上就可以順暢運(yùn)行。

b.根據(jù)梅特卡夫定律，車聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值隨著鏈接數(shù)增加而倍增，即將到來的智能駕駛環(huán)衛(wèi)車要求更多傳感器件和更高算力，算力向中央集中，向域控制器集中。

c.電氣系統(tǒng)的高度集成推動(dòng)了軟件與硬件解耦，需要域控制器將整車級的控制策略與執(zhí)行層的接口標(biāo)準(zhǔn)化。新能源動(dòng)力系統(tǒng)都是全新的技術(shù)和零部件，不會(huì)涉及來自傳統(tǒng)汽車電氣架構(gòu)和功能定義變更的巨大阻力，可以快速實(shí)現(xiàn)動(dòng)力域的功能融合。

d.傳統(tǒng)的ECU的算力不能協(xié)同，分離的嵌入式OS和應(yīng)用程序由不同供應(yīng)商開發(fā)，無法統(tǒng)一維護(hù)。同時(shí)市場迫切需要環(huán)衛(wèi)車公司縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)客戶多元化需求，域控制器技術(shù)應(yīng)用而生。

e.在基于域控制器的域集中式EEA中，傳感器。ECU與功能特性不再是一對一的關(guān)系，也就意味著傳感器與數(shù)據(jù)處理被分離開來。這點(diǎn)變化帶來了諸多好處，包括：集中式管理起來比較容易;更高的集成度可以減少ECU的數(shù)量，平臺(tái)的可擴(kuò)展性也會(huì)更好;在更強(qiáng)大的域主控處理器上可以運(yùn)行更復(fù)雜的傳感器融合算法，使得實(shí)現(xiàn)跨多個(gè)傳感器的復(fù)雜功能成為可能。域控制器及其架構(gòu)如圖8所示。

4 現(xiàn)階段環(huán)衛(wèi)車的問題

現(xiàn)階段的環(huán)衛(wèi)車市場，新能源的發(fā)展還處于初期階段，電子電氣架構(gòu)依舊在使用分布式ECU架構(gòu)，在能耗、控制邏輯、電氣架構(gòu)售后維護(hù)、控制策略升級等方面都存在較大的問題。

在能耗方面，大部分環(huán)衛(wèi)車是燃油車，相比電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車有更高的整車購置成本。同時(shí)，電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車還能通過電控策略實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)能量回收和制動(dòng)能量回收，進(jìn)一步提升電能的利用率。

環(huán)衛(wèi)車常用噸位為18t，每天運(yùn)營120km，由于持續(xù)怠速作業(yè)，環(huán)衛(wèi)車能耗水平相對較高。根據(jù)行業(yè)慣例，18t環(huán)衛(wèi)車百公里油耗約50L，按照油電比1：3計(jì)算，百公里消耗電能150度。能源單價(jià)方面，柴油成本取最新油價(jià)9元/L，充電成本因?yàn)榛咀越ǔ潆姌?，不需要服?wù)費(fèi)，取工業(yè)用電均價(jià)0.76元/（kW.h）。以此計(jì)算出每年的能耗成本如表1所示。

在控制邏輯方面，現(xiàn)階段環(huán)衛(wèi)車采用分布式ECU架構(gòu)，上裝部分與底盤功能分離，控制邏輯也較為冗余。采用域控制器EEA的控制策略，可以集成整車的控制系統(tǒng)。整車控制器是新能源汽車的控制核心，負(fù)責(zé)整車安全、動(dòng)力性能及能量管理，協(xié)調(diào)電池系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)及各種高低壓附件的高效作業(yè)。通過集成整車控制系統(tǒng)，可以標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化新能源環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)過程，從而能實(shí)現(xiàn)更短的開發(fā)周期，更快的需求方案，并可同時(shí)研發(fā)更多款車型，掌握關(guān)鍵技術(shù)，可積累自己的產(chǎn)品工程數(shù)據(jù)庫。

在電氣架構(gòu)售后維護(hù)方面，傳統(tǒng)分布式電子電器架構(gòu)由于沒有集成化，因此發(fā)生電子電氣故障時(shí)很難定位其原因，需要專業(yè)人士逐一排查。使用域控制器技術(shù)集成整車控制器后，可以建立統(tǒng)一的故障診斷系統(tǒng)，便于追查故障發(fā)生原因，從而降低維護(hù)成本。

從控制策略變更來講，由于分布式EEA沒有實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，因此無法通過OTA來升級控制策略或者變更控制策略，每次需要變更控制策略都需要前往產(chǎn)品所在地，使用硬件完成升級。而使用域控制器技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)軟硬件的解耦，從而通過OTA遠(yuǎn)程升級電控軟件，實(shí)現(xiàn)控制策略的升級。

根據(jù)與環(huán)衛(wèi)車設(shè)計(jì)制造的相關(guān)人員的交流，收集了包括技術(shù)人員、銷售人員、裝配人員以及售后服務(wù)人員等多個(gè)群體的反饋意見，得出現(xiàn)階段環(huán)衛(wèi)車存在以下問題：

a.控制邏輯冗余，同樣車型不同工況需要多套控制邏輯。

b.控制策略升級換代后，無法遠(yuǎn)程升級，需要售后服務(wù)人員到現(xiàn)場升級。

c.上裝與底盤關(guān)聯(lián)性不夠，電子電氣架構(gòu)線束布局困難。

d.相比機(jī)械系統(tǒng)的售后維護(hù)，電子電氣部件的售后維護(hù)難以發(fā)現(xiàn)故障源頭。

5基于域控制器的優(yōu)化解決辦法

針對以上環(huán)衛(wèi)車提出的問題，以域控制器為核心，結(jié)合一體化設(shè)計(jì)理念和大數(shù)據(jù)分析方法，實(shí)現(xiàn)對控制邏輯、策略升級、整車布局、售后維護(hù)方法的優(yōu)化。

5.1域控制器架構(gòu)

新能源環(huán)衛(wèi)車的域控制器架構(gòu)，考慮到上裝部分，相比主流的五域集中式EEA和三域集中式EEA做出了自己的優(yōu)化與改進(jìn)，針對不同時(shí)延性和可靠性要求，將三域集中式EEA中的整車控制域劃分為動(dòng)力域、底盤域、上裝域三部分。

動(dòng)力域控制器和底盤域控制器都有比較固定的控制策略，而上裝控制器則會(huì)根據(jù)不同的環(huán)衛(wèi)車類型設(shè)計(jì)不同的上裝域控制器策略。

隨著后續(xù)車載芯片的功能更加強(qiáng)大，動(dòng)力域與底盤域?qū)?huì)融合為車輛運(yùn)動(dòng)域控制器。由于動(dòng)力域和底盤域之間存在較多的協(xié)同控制，在智能汽車背景下，未來協(xié)調(diào)控制功能仍將大幅增加。這兩個(gè)域的功能安全和信息安全級別要求相似，可以合并到一個(gè)域控制器。

更進(jìn)一步，動(dòng)力域控制器可與網(wǎng)關(guān)融合，并集成上裝控制功能，成為車輛層級的集成型域控制器，或稱車輛計(jì)算機(jī)。由于相應(yīng)功能域的安全等級要求不同，此種深程度域融合需要硬件虛擬化技術(shù)支持，以防止不同安全等級功能間的相互影響。

5.2軟硬件解耦與遠(yuǎn)程升級策略

分布式ECU架構(gòu)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且軟硬件耦合，在更改控制策略時(shí)需要考慮到很多安全層面的問題，因此需要專業(yè)人士切換控制策略并進(jìn)行調(diào)試。

域控制器的軟件是高度集成的，軟件功能虛擬化和硬件簡化將進(jìn)一步推進(jìn)，一邊是將硬件整合到針對不同時(shí)延性和可靠性要求的堆棧中，一邊是一個(gè)“超級計(jì)算器”取代ECU（電子控制單元）的地位。

域控制器的設(shè)計(jì)思想是軟件定義功能，能夠?qū)崿F(xiàn)資源與功能解耦，從而可以共享資源池;能夠?qū)崿F(xiàn)軟件與硬件解耦，從而軟件可升級、硬件可更換，傳感器可擴(kuò)展，如圖9所示。

由于域控制器軟硬件解耦，同類型的環(huán)衛(wèi)車在不同工況下的控制策略更容易調(diào)整。不同工況下控制策略的切換，可通過更改軟件層面的標(biāo)定參數(shù)來進(jìn)行切換。軟件層的切換相比軟硬件結(jié)合的切換更簡單，可以結(jié)合座艙域讓用戶自行選擇所需要的控制模式，在座艙中控屏上一鍵切換工作模式。

控制策略升級換代后，無法遠(yuǎn)程升級，需要售后服務(wù)人員到現(xiàn)場升級的問題，可以通過空中下載技術(shù)OTA（Over the Air在線升級）來實(shí)現(xiàn)。域控制器中的關(guān)鍵變。量是基于云數(shù)據(jù)的自動(dòng)標(biāo)定來學(xué)習(xí)的，支持OTA遠(yuǎn)程升級，可遠(yuǎn)程單獨(dú)刷新標(biāo)定數(shù)據(jù)和最新版應(yīng)用程序，極大縮短開發(fā)周期和后期維護(hù)成本。OTA遠(yuǎn)程升級技術(shù)如圖10所示。

OTA是指通過服務(wù)器、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和終端等的網(wǎng)絡(luò)連接，最終實(shí)現(xiàn)終端內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的更新，進(jìn)而改善終端的功能和服務(wù)的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)最早應(yīng)用在PC機(jī)上，后來廣泛應(yīng)用在移動(dòng)手機(jī)行業(yè)，在短短二三十年便廣泛應(yīng)用于各自軟件升級、系統(tǒng)升級等。近幾年才開始在汽車行業(yè)里廣泛應(yīng)用。

汽車行業(yè)由于ECU（電子控制單元）復(fù)雜以及安全顧慮，并沒有很快接受這項(xiàng)新技術(shù)。但是隨著域控制器技術(shù)在汽車行業(yè)的普及，越來越多的車企開始嘗試在汽車上使用OTA技術(shù)。

現(xiàn)在，新興的新能源車企如特斯拉、比亞迪、小鵬等都在研究通過OTA的方式實(shí)現(xiàn)改善車輛的底盤、信息娛樂、電池續(xù)航、ADAS乃至自動(dòng)駕駛等多項(xiàng)功能的效果，讓車的功能選代更加靈活和便捷。

5.3一體化設(shè)計(jì)

從整車集成到電氣架構(gòu)，再到軟硬件開發(fā)都要遵從自上而下、深度一體化的設(shè)計(jì)，解決了環(huán)衛(wèi)車上裝和底盤關(guān)聯(lián)性不夠、空間利用率不足、線束布局困難等問題。

環(huán)衛(wèi)車屬于專用車，相比物流車、公交車等，種類多，一體化難度大，在同一種型號的底盤上需要設(shè)計(jì)多種不同功能的環(huán)衛(wèi)車上裝部分。比如相同噸位的垃圾壓縮車、洗掃車、除雪車、吸塵車、吸污車等，所采用的底盤相同，但是上裝部分由于結(jié)構(gòu)不同需要差異化設(shè)計(jì)。

對于如此多的不同功能的上裝部分，不可能為每一種上裝功能單獨(dú)設(shè)計(jì)一款底盤，不論從零件的通用化還是量產(chǎn)的成本的角度考慮，使用一款底盤去做適配都是更經(jīng)濟(jì)更高效的選擇。

采用域控制器的架構(gòu)，有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械集成一體化、電氣集成一體化、軟件集成一體化、售后服務(wù)一體化四個(gè)一體化方向。

在機(jī)械一體化方向，使用域控制器有助于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、能量供給一體化，并協(xié)助完成安全設(shè)計(jì)一體化的目標(biāo)。

在電氣一體化方向，域控制器可以向區(qū)域控制器的方向過渡。區(qū)域控制器是一種新的控制器概念，不再以功能為導(dǎo)向劃分控制器的邊界，而是以車輛特定物理區(qū)域?yàn)閷?dǎo)向定義控制器。采用區(qū)域控制器可以從兩個(gè)方面降低電子電氣架構(gòu)的成本：a.將該區(qū)域內(nèi)的功能型控制器集成區(qū)域控制器，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一體化，功率驅(qū)動(dòng)一體化;b.由于區(qū)域控制器采用就近接線，減少了車輛的線束成本，實(shí)現(xiàn)線控系統(tǒng)模塊化，如圖11所示。

通過區(qū)域控制器向中央計(jì)算機(jī)的最終目標(biāo)過渡的方案，平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)四個(gè)一體化設(shè)計(jì)理念，是提高新能源環(huán)衛(wèi)車質(zhì)量、降低成本的有力途徑。

5.4故障診斷系統(tǒng)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在傳統(tǒng)汽車維修過程中70%左右的時(shí)間用于查找故障，30%左右的時(shí)間用來排除故障。純電動(dòng)汽車的電氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各子系統(tǒng)間通過CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)相互通信，當(dāng)發(fā)生電子電氣或通信故障時(shí)，靠經(jīng)驗(yàn)及傳統(tǒng)手用工具等維修方法很難排除車輛故障。因此，對于純電動(dòng)汽車而言，車載診斷系統(tǒng)的開發(fā)更有必要性[3]。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，使用域控制器技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障診斷，然后用大數(shù)據(jù)平臺(tái)匯總數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)故障診斷和故障預(yù)測系統(tǒng)，是提高新能源環(huán)衛(wèi)車售后服務(wù)能力的有效方法。

當(dāng)前新能源車依據(jù)國標(biāo)32960的要求，需要上傳73項(xiàng)數(shù)據(jù)到國家大數(shù)據(jù)平臺(tái)，這些數(shù)據(jù)項(xiàng)主要運(yùn)用于追蹤車輛行駛軌跡、電池能耗等運(yùn)營項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛過檢和補(bǔ)貼。要求上傳的車輛故障數(shù)據(jù)很少，而且這些數(shù)據(jù)按照國標(biāo)要求10s發(fā)送一次數(shù)據(jù)，時(shí)間間隔都比較長，如果將這些數(shù)據(jù)用于故障診斷，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。

使用域控制器技術(shù)替代分布式電子電氣架構(gòu)后，可以設(shè)計(jì)集中式的故障診斷系統(tǒng)對車輛行駛過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，從而擴(kuò)大故障數(shù)據(jù)與狀態(tài)數(shù)據(jù)的樣本。通過域控制器對報(bào)文協(xié)議統(tǒng)一處理，就不需要對每個(gè)ECU進(jìn)行單獨(dú)的處理，既節(jié)省了運(yùn)算資源，也便于完成整車通信協(xié)議和高低壓電氣架構(gòu)的自主開發(fā)。

基于域控制技術(shù)的集中式故障診斷系統(tǒng)，將故障數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)從國標(biāo)規(guī)定的73個(gè)擴(kuò)展至300個(gè)以上，實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)化的故障分類分解，實(shí)現(xiàn)故障等級的劃分，避免更為嚴(yán)重的事故4;還可以減少故障發(fā)送間隔時(shí)間，從國標(biāo)規(guī)定的10s發(fā)送一次數(shù)據(jù)降低到100 ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)的精度。真正意義上實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)采集與分析，也激活了大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)。

基于上傳至企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的故障信息與狀態(tài)數(shù)據(jù)，我們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，快速定位故障原因以及具體的故障排查方案。通過特定的算法，可以實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警的功能，在不影響客戶使用情況下將故障消滅于萌芽，實(shí)現(xiàn)客戶零故障體驗(yàn)。

譬如目前對電動(dòng)車安全性能最重要的電池預(yù)警系統(tǒng)，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、高斯回歸等方法，分析過溫、過壓、低電壓、低電流等情況，建立數(shù)學(xué)物理模型，并使用大數(shù)據(jù)平臺(tái)大量的庫存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對電池系統(tǒng)的故障檢測與預(yù)警5），電池?zé)崾Э仡A(yù)警，如圖12所示。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)還可以通過行車數(shù)據(jù)指導(dǎo)產(chǎn)品正向開發(fā)，提供定制化解決方案。根據(jù)客戶運(yùn)營車輛在具體城市和固定路線上的路況數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)（干燥潮濕，年平均溫度高低）、充電樁配套信息（充電設(shè)施完善，可以減小電池包開支）、作業(yè)時(shí)間以及強(qiáng)度等信息，我們可以為客戶量身訂制符合客戶需求的最經(jīng)濟(jì)或是單項(xiàng)性能最優(yōu)的產(chǎn)品。

6結(jié)語

整車域控制技術(shù)，可以充分考慮各部件的能量管理和效率優(yōu)化，高度集成的高壓模塊和低壓控制單元將最大限度減少整車能耗，降低客戶的購置成本和使用成本。

域控制器指導(dǎo)下的整車開發(fā)，從整車集成到電氣架構(gòu)，再到軟硬件開發(fā)都要遵從自上而下、深度一體化的設(shè)計(jì)思路。實(shí)車上發(fā)現(xiàn)的任何問題都能追溯到具體是哪個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的問題。即便是那些偶發(fā)的故障，也能快速鎖定問題范疇。

ECU 之間的通信在處理器內(nèi)部，而不是通過CAN或LIN等外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這將大大減少數(shù)據(jù)延遲和系統(tǒng)復(fù)雜性，同時(shí)可以協(xié)同以往不同ECU的功能來達(dá)成更復(fù)雜更優(yōu)秀的計(jì)算策略[6]。

從高壓系統(tǒng)多合一的功率驅(qū)動(dòng)器，到低壓系統(tǒng)多合一的域控制器，高度的硬件集成和深度軟件集成帶來了超高的節(jié)能率。智能決策、自動(dòng)控制、圖像識別、語音識，別、大數(shù)據(jù)分析等智能技術(shù)的應(yīng)用，讓操控更便捷，讓客戶零故障感知，快速實(shí)現(xiàn)市場新技術(shù)客戶的新需求。

參考文獻(xiàn)：

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[5]王震坡，李曉宇，袁昌貴，等，大數(shù)據(jù)下電動(dòng)汽車動(dòng)力電池故障診斷技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2021，57（14）：52-63.[6] Dingwang Wang， Subramaniam Ganesan. Automotive Domain Con- troller[C].2020 International Conference on Computing and Infor- mation Technology （ICCIT-1441）.Tabuk ， 2020：52-63.

作者簡介：

趙斌良，男，1980年生，工程師，研究方向?yàn)樾履茉吹妆P三電控制系統(tǒng)。