速锐得解码特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC控制策略
研究和解码特斯拉Model Y的整车控制中心的控制策略,比研究一般宝马、奔驰、奥迪的CAN总线数据更有乐趣,速锐得近期解码了特斯拉Model Y整车网关电路,分析出特斯拉Model Y网关电路图及CAN矩阵并编译了特斯拉Model Y通信协议DBC文件。
研究特斯拉Model Y是比较有趣的一件事,首先这款车是全球销量前五其中的唯一一款电动汽车,自从上海特斯拉Model Y量产以来,目前在中国的销售价格也是最便宜的,起步价才28个W,今年以来就特斯拉Model Y已经全球销售了54万辆,不研究它,还研究谁?
其次,特斯拉Model Y在全球的改装件、零部件、升级、外饰、汽车电子,后续都有足够的想象空间,能拿到特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC控制策略,无疑在原始开发和底层技术积累上,就掌握着一手资源和主动权。如何去解码一款特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC,无疑是需要一套好用的工具、技术、人员、测试、软件等多方面的资源。另外就是首先得有一台特斯拉Model Y。
比较幸运的是,客户开来了一台2022新款特斯拉Model Y,已经全身镀膜,闪亮得有点心动,很不礼貌的是,我们需要拆掉一些东西。首先我们根据接口测试,研究出特斯拉Model Y各个线缆的通路,在特斯拉中控扶手箱后边,找到一个装饰面板,先打开它,然后测试里面所有的线序及连接网络情况,如下图所示:
为了更适配原车线路,我们采用特种探针结合万用表及外设工具,根据结构引脚上的线束端子,逐个做出测试,在这个接口处,有3路CAN网络,我们选择第一组CAN网络进行测试。红色探针和黑色探针分别接入万用表,测量出所有线束端子的电压,然后一一做好记录,根据特斯拉Model Y总线网络,我们拟出拓补图纸,如下图所示:
特斯拉CAN数据非常丰富,除了部分娱乐系统的数据用的以太网,其他基本都是用标准CAN2.0 ,这也意味着,我们从CAN总线的CANH和CANL能获得更多可用的信息,整车有257个CANID,涉及内容包括了国产化后DBC部分上做了大量的改动,在CAN网关上,采用标准的CANBUS 11bit 500k的速率。速锐得通过测试发现,特斯拉Model Y直接实现的控制功能有:开锁、落锁、后视镜折叠/展开、引擎盖开启,状态数据包括了车五门状态、后尾箱、引擎盖、车灯组状态、转向灯、方向盘转向角、加速踏板幅度、制动踏板、汽车挡位、Ready状态、车速、总里程、车架号、剩余电量、续航里程、充电状态、输出扭矩、加速模式、转向模式、能量回收、停止模式、儿童锁开关、车窗锁开关、雨刮、自动远光灯等。部分数据单独列出来CAN ID是如下形式:
特斯拉Model Y的BMS电池管理系统也非常发达,这和领先全球的电池控制技术积累是分不开的,电池的可用效率,目前也是全球领先的,通过3天的测试、类比、环比,对照,我们拿到了很多的CAN报文,并通过SPY3,编译了特斯拉Model Y整车控制策略DBC文件。如下图所示:
特斯拉Model Y整车控制器策略主要功能:
一是整车能量分配及优化管理:根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整,以实现优化能量供给,延长车辆使用寿命,提高车辆运行经济性。
二是故障处理及诊断功能:对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作,系统状态仪表显示。
三是整车设备管理:监控各设备运行状态,及时进行动态调整。
四是系统控制:根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应,实时与数据库进行比对,对各节点进行动态控制。
我们梳理下特斯拉Model Y整车控制器策略主要功能项目,如下表格:
序号 |
功能点 |
功能描述 |
1 |
高压上下电功能 |
整车驱动上下电、充电上下电时序管理 |
1.1 |
驱动上电 |
车辆正常功能下的上电功能 |
1.2 |
驱动下电 |
车辆正常功能下的下电功能 |
1.3 |
碰撞绝缘故障下电 |
当出现碰撞故障、绝缘三级故障时的异常下电功能 |
1.4 |
一般故障下电 |
当出现非绝缘三级故障,非整车三级故障时的故障下电功能 |
1.5 |
充电上电 |
充电时的上电功能 |
1.6 |
充电下电 |
充电完成或者退出充电时的下电功能 |
1.7 |
高压上下电仲裁功能 |
保证充电上下电的优先级高于驱动上下电 |
2 |
驱动功能 |
根据整车状态,解析驾驶员意图,输出扭矩命令,控制整车行驶 |
2.1 |
挡位识别 |
可根据当前车速和输出扭矩实现逻辑挡位输出 |
2.2 |
驾驶模式识别 |
在一定条件下实现经济模式、NORMAL模式和切换功能 |
2.3 |
滑行工况回馈扭矩控制 |
整车制动踏板和加速踏板均未踩下的状态执行滑行能量回收 |
2.4 |
制动工况回馈扭矩控制 |
整车根据加速踏板、制动踏板状态执行制动能量回收 |
2.5 |
驱动扭矩控制 |
正常行驶时根据加速踏板开度、挡位、当前车速进行扭矩输出,仲裁,分配及滤波。 |
2.6 |
挡位防盗 |
根据整车状态,向换挡器输出挡位锁止信号 |
2.7 |
最高车速限制 |
当整车达到出厂设置的最高车速时,限制扭矩输出,实现限速。 |
2.8 |
蠕行功能 |
在起步挂挡时,整车会缓慢行驶至标定车速 |
2.9 |
跛行回家 |
当整车有故障时,整车降扭、限速行驶 |
2.10 |
坡起辅助功能 |
当整车在坡上时,控制整车缓慢向前行驶,辅助进行坡起。 |
3 |
高压互锁防护 |
|
4 |
碰撞防护 |
采集气囊传感器碰撞信号,当有碰撞发生时停止扭矩输出,切断高压电。 |
5 |
真空泵控制 |
采集真空泵信号,控制零扭矩输出。 |
6 |
热管理功能 |
整车高压系统级空调系统管理功能 |
6.1 |
驱动高压散热功能 |
驱动状态下,控制水泵及风扇,对电机,电控进行散热 |
6.2 |
PTC加热功能 |
控制PTC继电器,实现空调加热功能。 |
6.3 |
空调制冷功能 |
输出压缩机启停信号 |
7 |
动力防盗功能 |
通过与PEPS防盗认证,防止整车被非法启动。 |
8 |
附件管理功能 |
控制DCDC等相关附件的工作状态 |
9 |
剩余里程显示功能 |
通过计算百公里平均电耗及电池剩余电量,计算续航里程 |
10 |
故障处理功能 |
对整车不同等级故障进行处理 |
11 |
网关功能 |
VCU具备不同总线间信号转发功能 |
深入研究,才有深度可能,我们做的事情和黑客类似,但是不是为了炫技,我们也只是在应用端为行业提供必要的数据支撑,无论是你想做一款特斯拉的仪表盘,还是想要改装特斯拉Model Y智能随动转向大灯,或者增加一个新的电子控制器,只要和数据打上交道,使得产品能用,功能齐全,原车兼容,那么,我们在这一块就能帮得到你。
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