摘要:院新型纯电动多功能洗扫车是一种集具有清洗、清扫、污水回收、喷雾降尘等多种功能的新型新能源高效洗扫设备，且一次性行驶可同步完成多项功能作业。随着纯电动洗扫车集成化和智能化水平的提高，电气控制系统的高效节能和智能网联技术已经成为了研究重点，本文以8吨纯电动洗扫车为研究对象，提出一种新型纯电动多功能洗扫车电气控制系统。
关键词:院纯电动；多功能；洗扫车；高效节能；智能网联
0引言
随着国家出台多项政策鼓励支持发展新能源汽车，新能源汽车行业得到了快速发展，尤其是在新能源环卫车领域，正在迎来一场电动化、集成化和智能化的创新革命。新能源洗扫复杂等特点。本文以纯电动洗扫车为基础研究对象，通过机电一体化技术和信息化技术的集成，以及智能化系统的应用，使其既具有行驶功能的运输车辆，也是具备作业功能的专用车辆，同时还具备信息收集、分析、储存、运输等信息化功能。
1集成化控制系统
随着纯电动洗扫车自动化程度和功能集成化的不断提高，采用以车载运动控制器为核心、CAN总线为控制方式和无线的电气控制系统的发展趋势，整车的续航能力、安全性和智能化等方面得到了快速提升。新型纯电动多功能洗扫车电控系统主要包括：运动控制系统、操作系统、上装动力系统等。集成化的控制系统框架图如图1所示。
1.1运动控制系统
运动控制系统是整车电气控制系统的核心，采用长沙硕博SPC-CFMC-D28N40A车载控制器，该控制器基于Codesys软件编程，通信方式采用CAN总线控制。运动控制系统主要包括车载控制器和主控制箱总成组成。车载控制器通过CAN总线实现与纯电动底盘、操作系统和上装动力系统等的信息交互以及控制。低压配电盒主要包括保险和继电器组成，保险的主要作用是实现对电源系统电流的短路保护和过载保护，继电器的主要作用是实现大电流的输入和输出控制。主控制箱总成主要用于箱体、车载控制器、保险盒总成、继电器和线束等布置安装。主控制箱总成箱体结构设计合理简洁，盒内元器件和线束可以可靠的安装固定，便于后期维护，线束连接器全部采用进口ITT原装器件，箱体整体防护等级逸IP65。低压配电盒的主要参数如图2所示。车载控制器采用CAN总线通信方式与其它控制器进行通信，并通过与I/O模块组合，控制系统元器件的输入和输出，在工作中接收到相应的信息指令，可根据程序的进行逻辑分析判断，输出相应的控制策略。对于液压阀、气阀和音乐播放器等小电流功率元器件采用I/O模块直接驱动方式，来实现对液压系统、气路系统和辅助系统等的控制目的。通过CAN总线或RS232模块与电脑连接，系统调试人员可实现相关程序下载以及实时仿真调试功能。车载控制器的主要参数如表1所示。
1.2操作系统操作系统
包括驾驶室操作系统总成和后操盒总成两部分，主要用于实现各种操作功能输入和功能信息显示。操作系统用户界面具有显示简洁清晰、方便操作和便于维护等特点。
1.2.1驾驶室操作系统总成
驾驶室操作系统总成采用触摸屏、电源总开关、功能指示灯和可调式支架组合方式，触摸屏能代替传统控制面板功能，拓展整个系统I/O模数量，电源总开关用于控制系统总电源，功能指示灯用于车辆重要信息报警提示，可调式支架有效保证元器件和线束的可靠固定。触摸屏采用长沙硕博SPD-070-A型高清7寸屏，可通过专门软件编辑出各种可视化界面，实时显示车辆状态、功能操作和报警提示信息。车载控制器通过CAN总线向触摸屏集成操作系统输出信号，多页面设计，方面实时显示底盘ECU、上装动力系统状态和全部I/O点状态相关数据，同时触摸屏内置4G通信模块，可将上述数据通过无线网络实时上传至后台监测系统中，便相关人员判断故障、调试、维修和远程监控。触摸屏主界面如图3所示。
1.2.2后操作盒总成
后操作盒总成采用硅胶面板和操作盒组成，操作舒适，接线简单便于维护，且防护等级逸IP65。硅胶面板与车载控制器采用CAN总线通信方式，当车载控制器接受硅胶面板的操作功能信号后，输出相关操作指令，完成相应动作（如图4）。
1.3上装动力系统
上装动力系统主要有二合一电机控制器、主驱动电机和副驱动电机组成。二合一电机控制器冷却方式采用水冷式，自带双功率输出端口和预充回路，两路端口输出均为三相交流电功率输出，用于驱动主驱电机和副驱动电机。车载控制器与二合一控制器通过CAN总线进行通信，进而控制主驱动器和副驱动器的力矩和转速，主驱动电机通过离合器传动系统实现对风机和高压水泵的分别控制。通过上装动力系统和纯电动底盘动力系统与的功率匹配，保证洗扫车各工作装置在满足作业要求的情况下进行合理能量分配。上装动力系统控制原理图如图5所示。
2整车控制系统原理
新型纯电动多功能洗扫车有路面清洗、路面清扫和喷雾降尘等多种功能，拥有5种操作模式：清洗、洗扫、干扫、自洁和喷雾，五种模式下拥有10个选择开关控制“全洗扫”、“左洗扫”、“右洗扫”、“全清洗”、“左清洗”、“右清洗”、“全干扫”、“左干扫”、“右干扫”“自洁”和后喷雾。运动控制器根据当前作业模式、清水箱水位和污水箱水位信息，判断是否满足可以启动风机和高压水泵工作的条件，当运动控制器在检测到启动信号后，清水箱水位和污水箱水位无报警信号且有进水阀开关检测信号，启动进行当前作业模式，高压水泵与风机才可以启动工作。运动控制器的输入信号有CAN总线、传感器模拟量信号和开关量信号输入。运动控制系统通过I/O端口直接驱动水路控制阀组和液压控制阀组，与底盘控制系统、上装高压控制系统和触摸屏均采用CAN总线通信方式交换数据。整车控制系统结构示意图如图6所示。
3结语
本文介绍了一种新型纯电动多功能洗扫车电气控制系统设计，采用运动控制器与触摸屏和CAN按键板的组合实现对整车控制系统的控制与监控，通过触摸屏内置的4G模块实现与网络监测平台的数据交互。整车通信采用CAN总线通信方式，功能器件采用分布式方式布置于整车平台上，最大限度的减少整车线束数量和长度，降低了整车的物料采购成本和人工成本，提高了系统可靠性。触摸屏可视化界面可实现可视化故障分析，便于车辆维护和故障诊断。新型纯电动多功能洗扫车具有零排放、噪声小和低维护运营成本等特点，市场应用前景巨大。
作者：任嘉骏 范祥松 孙少伟 单位：安徽江淮专用汽车有限公司
