电动汽车双通道ATS控制器功能检测装置

程耀锋，周皓宇，李竞捷

（武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070）

1 引言

电动汽车行驶过程中，驱动电机工作有特定的工作温度范围，当电机工作温度超过正常温度范围时，ATS控制器会通过控制电源输出，保证驱动电机的工作温度和工作电压处于正常状态。而双通道ATS控制器是一种兼容了三种风扇控制方式，即CAN通信控制、PWM通信控制和温度传感器温度控制的新型控制器，可以满足整车厂家所需求的三种风扇控制方式控制。

双通道ATS控制器由于批量生产的缘故，实际生产的ATS控制器难免会存在一定的次品。为了检测出功能异常的次品，本文将示波器与双通道ATS控制器结合，设计出该双通道ATS控制器功能检测装置。通过示波器检测显示ATS输出控制风扇的PWM，达到对该ATS控制器功能检测的目标，不仅测试方式简单，测得的结果清晰可靠。

2 设计需求分析

本文所测试的电动汽车双通道ATS控制器包括CPU模块、连接温度传感器A/D采集接口、电源正负，风扇输出接口、PWM输入接口和CAN通讯接口，具体连接方式如图1所示。

图1 电动汽车双通道ATS控制器结构示意图

A/D温度采集对应连接温度传感器；风扇输出接口为控制输出模块，连接风扇1和风扇2；PWM输入接口对应PWM通讯模式，连接信号发生器，接收外部PWM；存储模块包括两个存储器。通过分析，将示波器与双通道ATS控制器连接，对整车CAN网络通信、外部PWM通信和温度传感器控制部分进行检测。

3 装置硬件设计

本文所设计的双通道ATS控制器功能测试装置，其结构如图2所示。

图2 ATS控制器功能测试装置结构

可编程电源连接ATS电源正和电源负，用于检测控制器控制输出的风扇1和风扇2，连接ATS控制器风机1负和风机2负；温度传感器和水浴锅通过水浴锅设定外部工作温度，之后由温度传感器将外部温度信息传递给A/D温度采集模块；信号发生器连接PWM输入接口，将PWM信号传递给ATS控制器；USBCAN工具和上位机，连接ATS控制器的CAN接口，通过上位机与ATS控制器进行CAN通讯。示波器与控制器、风扇1和风扇2连接，通过示波器来显示PWM波形和占空比。

4 工作模式分析

4.1 CAN通信功能检测模块

将CAN接口与工作上位机相连，工作时，CAN通讯接口连接到汽车CAN总线，接收报文以提供汽车驱动电机温度和电机控制器温度，其工作模式如图3所示。

电动汽车驱动电机冷却系统工作，将车辆的信息传送给上位机，再由装在电动汽车上的整车网络将驱动电机的温度传递至控制器，控制器接收到CAN通讯装置传输的温度信号，控制风扇的转速。同时，PWM发生器向风扇输出PWM方波，通过观测示波器接收的PWM方波并判断方波的占空比来计算风扇的工作速度，并将风扇的转速反馈至控制器，从而对风扇的转速做进一步调整。风扇的转速由驱动电机和ATS控制器接收数据的效果所决定。

4.2 外部PWM通信功能检测模块

外部PWM输入由信号发生器模拟并发送至ATS控制器。控制器接收外部PWM后，判断外部PWM占空比，并将该PWM输出到风扇端控制风扇的转动。通过示波器判断控制器输出给风扇的PWM占空比是否合格。

4.3 温度传感器温度控制功能检测模块

温度传感器接口与电阻式温度传感器连接，显示冷却水箱温度。为了达到装置的集成化与简易化，采用风扇2对恒温冷却系统进行温度检测反馈，通过恒温水浴锅模拟电动汽车的水箱。

用温度传感器检测水浴锅的温度，将其传递给上位机，上位机接收信号后将对应占空比的PWM输出给风扇2，用示波器判断输出脉宽调制的占空比是否合格，其工作流程如图4所示。

图3 CAN通讯工作模式

图4 水浴系统控制的工作模式

5 结语

本项目能够很好地解决现有技术测试方式的不足，实现对双通道ATS功能控制器控制功能的检测。可真实模拟汽车所处的环境参数，检验ATS控制器三项重要参数（反压控制能力、电流控制能力、检测器控制效率），同时，操作简单，结果准确清晰。