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
2022-12-01 17:49:17
刘国琼
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：
网关接口
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。