在混合动力和电动汽车中数字隔离技术的应用

新能源测试题（附答案）一、单选题（共80题，每题1分，共80分）1、一个完整的车辆识别系统应包括( )、图像采集、车牌识别等几部分。

A、环境检测B、车辆检测C、障碍物检测D、灯光检测正确答案：B2、基尔霍夫电压定律、电流定律()。

A、与电路结构无关,与元件性质也无关B、与电路结构有关,与元件性质也有关C、与电路结构无关,与元件性质有关D、与电路结构有关,与元件性质无关正确答案：D3、 CAN 总线网络传输的帧中用于接收单元向发送单元请求主动发动数据的帧为()。

A、数据帧B、远程帧C、过载帧D、错误帧正确答案：B4、进行驱动电机或驱动电机控制器进行液冷系统冷却回路密封性性能检测时,试验使用的介质可以是液体或气体,气体介质可以是( )、氮气或惰性气体。

A、氧化剂B、空气C、氢气D、氧气正确答案：B5、静态交通信息主要包括:城市基础地理信息、( )及交通管理信息。

A、环境状况信息B、城市道路网基础信息C、交通动态控制管理信息D、车辆实时动态信息正确答案：B6、某款动力电池的电芯容量:30.5Ah、连接方式:3P91S、工作电压范围:250~382V、额定电压:332V,请计算:电芯最高充电电压是( )。

A、4.2VB、4.15VC、2.65VD、2.75V正确答案：A7、直流电机为了消除环火而加装了补偿绕组,正确的安装方法是补偿绕组应与( )。

A、励磁绕组串联B、电枢绕组串联C、电枢绕组并联D、励磁绕组并联正确答案：B8、电阻性负载单相半波可控整流电路中,晶闸管的触发延迟角的范围是()。

A、30°~150°B、15°~120°C、0°~180°D、0°~120°正确答案：C9、下列不属于智能网联汽车车辆关键技术的是()。

A、控制执行技术B、智能决策技术C、环境感知技术D、高精定位技术正确答案：D10、下列描述汽车轻量化新工艺应用-激光拼焊错误的是( )。

新车新技术N e w Car Tech —.栏目编辑：刘玺丨**************** 2021款路虎发现运动插电式混合动力系统技术亮点(一）♦文/北京杨宝利一、PTA平台概述1. P T A平台与规格参数概述2021款路虎新极光/发现运动采用同一平台，即高级横置架 构(P T A)平台，弓I入M i l d H y b r i d曰e c tric V e h丨c l e (轻度混合动 力系统M H E V)和P H E V(插电式混合动力系统)技术。

本刊已介 绍过2019-2020款路虎极光M H E V技术。

本文以2021款路虎发 现运动(D i s c o v e r y S p o r t)为例，介绍P T A平台P H E V混合动力 系统。

P T A平台P H E V车型相关部件如图1所示，内燃机为I n g e n i u m 13(英杰力 3 缸)1.5L200P S(P S,马力 1P S=735.499W)汽油发动机，发动机动力负责前轮驱动。

后轮采用85k w电机来 驱动车辆。

系统控制电机和发动机的协调运行，因此能够改善车 辆的性能和潜在的燃油经济性。

混合动力系统能够仅使用电机持续行驶，在高达50k m的里程内不会产生任何废气排放。

该电 机由一个11.3k W/h H V蓄电池进行供电。

P T A P H E V搭配八速 A W8G30自动变速器。

电动后驱(e R A D)单元为后轮提供驱动 力，还能通过制动再生电力。

在需要时，前轮和后轮同时提供驱动 力实现All W h e e l D r i v e(全轮驱动A W D)功能。

规格参数见表1。

1-电动A i「C o n d itio n in g(A/C)ffii机；2-H V B IS G; 3-ln g e n iu m l3 1.5L200 P S汽油发动机；4-H V B IS G逆变器；5-燃油箱；6-电动后驱 动器（eRAD);7-充电端口；8-蓄电池；9-H V JB; 10-八速AW8G30自动变速器。

隔离芯片专题分析隔离芯片专题分析1.隔离芯片：电路安全保障芯片国产替代加速期隔离器件是将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。

电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，可能会对人员安全造成伤害，或对电路及设备造成损害。

另外，电气隔离去除了两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的安全性和可靠性。

一般来说，涉及到高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。

数字隔离器是最简单的隔离器件。

隔离器件可以分为5类：数字隔离器，隔离接口，隔离运放，隔离驱动及隔离电源。

其中数字隔离器为最简单的隔离器件。

CMTI（共模瞬变抗扰度,）为衡量数字隔离器性能的关键指标。

CMTI是隔离产品最重要的指标之一。

CMTI指是指瞬态穿过隔离层以破坏驱动器输出状态所需的最低上升或下降dV/dt （kV/µsorV/ns）。

以光伏逆变器系统为例，隔离驱动器有一侧的地是悬浮的并且快速切换的。

CMTI是一个关键指标，如果CMTI 能力不够，可能会导致输出错误，可能会出现电路短路，影响系统安全。

对其他应用比如电机驱动器，变频器也是如此。

除了CMTI之外，还有EMC，时序能力，寿命等指标用于衡量数字隔离器性能。

1.1.数字隔离器：最基础的隔离器件数字隔离器是新一代隔离器件。

隔离器件广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。

从技术路线上来说，隔离器件可以分为光耦和数字隔离芯片两种。

相比传统光耦，数字隔离芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、温度范围更广的隔离器件，并且拥有更高的可靠性和更长的寿命。

数字隔离又分为磁耦合和电容耦合。

磁耦数字隔离器由ADI 设计开发的一款适合高压环境的隔离电路。

它是一种基于芯片尺寸的变压器，采用了COMS工艺+线圈结构，传输速度快，可靠性强，但专利封锁强。

el3063工作原理EL3063是一款高速数字隔离器，能够实现高速数据传输和隔离。

它的工作原理主要涉及到几个方面，包括输入端、输出端、隔离层、电源和控制逻辑等。

一、输入端EL3063的输入端包括两个部分，一个是信号输入端，另一个是电源输入端。

信号输入端接收外部数字信号，并将其转换为内部电压信号。

电源输入端则提供所需的电源电压和电流。

二、输出端EL3063的输出端也包括两个部分，一个是信号输出端，另一个是电源输出端。

信号输出端将内部电压信号转换为数字信号，并输出到外部设备中。

电源输出端则提供所需的电源电压和电流。

三、隔离层EL3063的核心功能在于隔离层。

它采用了磁耦合技术，将输入和输出之间完全隔离开来，从而实现了高速数据传输和隔离。

具体来说，在EL3063中有两组互相独立的线圈，分别位于输入和输出之间。

当输入线圈中通过一定频率的交流信号时，会在输出线圈中感应出相同频率的交流信号。

这样就实现了输入和输出之间的隔离，从而保证了数据传输的安全性和可靠性。

四、电源EL3063需要外部提供电源，一般为5V或3.3V。

同时，它也具有内部稳压电路，可以将输入电压稳定在所需的范围内，从而保证了整个系统的稳定性。

五、控制逻辑EL3063还具有一定的控制逻辑，可以实现多种功能。

在输入端和输出端之间可以设置不同的信号方向；同时还可以设置不同的隔离层参数，以实现不同速度和精度要求下的数据传输和隔离。

总体来说，EL3063是一款高速数字隔离器，在工业自动化、通信等领域得到广泛应用。

它采用磁耦合技术实现输入和输出之间完全隔离，并具有内部稳压电路和控制逻辑等功能。

通过以上分析，我们对EL3063的工作原理有了更深入的理解。

整车控制器（VMS，vehiclemanagementSystem），即动力总成控制器。

是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。

介绍??纯电动汽车整车控制器(VehicleController)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。

与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制。

体系结构整个车辆系统采用一体化集成控制与分布式处理的车辆控制系统的体系结构，各部件都有独立的控制器，整车控制器对整个系统进行能量管理及各部件的协调控制。

为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。

整车控制器主要由控制器主芯片，Flash存储器和RAM存储器及相关电路组成，控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。

组成?控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等。

微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12，它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点，适合实现整车复杂的控制策略和算法。

CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计;BDM调试模块用于实时对控制程序进行调试、修改;串口通信模块用于对控制系统的诊断和标定;?电源模块进行了二级滤波的冗余设计，保证控制器在车载12V系统供电情况下正常工作，并具短路保护功能。

CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，是一种国际标准的，高性价的现场总线，在自动控制领域具有重要作用。

《基于ISO26262的汽车电子功能安全：方法与应用》读书札记目录一、内容描述 (2)1.1 书籍简介 (3)1.2 ISO26262标准概述 (4)二、汽车电子功能安全基础 (5)2.1 功能安全概念 (6)2.2 ISO26262标准体系 (8)2.3 功能安全等级 (9)三、ISO26262在汽车电子中的应用 (11)3.1 驱动电机控制系统 (12)3.2 电池管理系统 (14)3.3 传感器与执行器 (15)3.4 车载通信系统 (17)四、功能安全方法与技术 (18)4.1 安全需求分析 (19)4.2 安全完整性等级 (21)4.3 故障模式与影响分析 (22)4.4 控制器设计与测试 (24)4.5 人机界面设计 (26)五、案例分析 (27)5.1 案例一 (29)5.2 案例二 (29)六、实践与建议 (30)6.1 企业实施功能安全的步骤 (32)6.2 政策建议与行业标准 (33)七、总结与展望 (35)7.1 本书总结 (36)7.2 未来发展趋势 (37)一、内容描述《基于ISO2的汽车电子功能安全：方法与应用》是一本关于汽车电子系统功能安全的专业书籍，作者通过对国际标准化组织(ISO)2标准的研究和实践，详细介绍了汽车电子功能安全的基本概念、原则、方法和技术。

本书旨在帮助读者深入了解汽车电子功能安全的重要性，掌握相关的理论知识，并能够将其应用于实际的汽车电子系统中。

本书共分为五个部分：第一部分为引言，介绍了汽车电子功能安全的背景、意义和发展趋势；第二部分为ISO2标准概述，详细解读了ISO2标准的体系结构、架构和要求；第三部分为基础知识和方法，包括汽车电子系统的安全性分析、故障模式与影响分析(FMEA)、耐久性测试等方面的内容；第四部分为实际应用案例，通过分析典型的汽车电子系统实例，展示了如何将ISO2标准应用于实际项目中；第五部分为结论和展望，总结了本书的主要内容，并对未来汽车电子功能安全的发展进行了展望。

如何利用光电耦合器改善电动车锂离子电池组的安全性来源：大比特商务网摘要：目前在全电动或混合动力汽车应用中，高电压锂离子电池组的管理面临许多挑战，除了必须监控充电和放电循环外，基于安全考量，也需要对提供数百伏电压的电池组进行隔离，本文特别面向锂离子电池监测需求进行讨论，并探讨电池监控系统、数字通信系统以及隔离接口使用的架构和零组件。

关键字：电动车,锂离子电池,光电耦合器目前在全电动或混合动力汽车应用中，高电压锂离子电池组的管理面临许多挑战，除了必须监控充电和放电循环外，基于安全考量，也需要对提供数百伏电压的电池组进行隔离，本文特别面向锂离子电池监测需求进行讨论，并探讨电池监控系统、数字通信系统以及隔离接口使用的架构和零组件。

在管理系统中，电池监测电路板运用两个关键子系统来可靠监测电池状态并提供数字化结果给掌管控制系统运作的主控处理器，为了分离这些子系统，在高电压电池感应电路和电路板的通信器件间采用光隔离信号接口，以确保高电压不会影响数字子系统。

锂离子电池特性必须符合电动车在性能、安全以及可靠性要求的复杂电子系统及本上直接受到锂离子电池特性的影响，锂离子电池放电时，锂材料通常在石墨阳极进行离子化，接着这些锂离子藉由电解质移动通过分离器到达阴极造成电荷流动，充电过程则是把整个程序反向，将锂离子由阴极通过分离器带回阳极。

这个化学反能程序的性能和可靠性由电池单元的温度和电压控制，在较低温度时，化学反应较慢，使得电池单元的电压较低，随着温度升高，反应速度会提高直到锂离子单元开始崩溃，当温度超过100°C时，电解质开始分解，释放出可能造成在设计上无泄压机制电池单元压力的气体，在够高的温度下，锂离子电池单元可能会因氧化物分解面临热失控释放出氧气，进一步加速温度的升高。

因此，保持锂离子电池的最佳操作条件是电池管理系统的一项关键要求，设计控制和管理系统时的主要挑战在于确保可靠的数据采集和分析，以便用来监控汽车中锂离子电池的状态，而这正是锂离子电池本身的特性问题。

直流充电桩上电源、CAN、RS485、RS232的隔离应用直流充电桩是一个典型的强弱电结合的电子系统，充电功率流的强电部分跟后台的控制、显示、通讯、计费等弱电系统集合在一起，EMC和可靠性兼顾的问题比较棘手。

下面简要描下电源、CAN、RS485/232的隔离在直流桩上的应用。

图 1 充电桩示意图一、直流桩的主要通信方式1、CAN-bus：根据GB/T 20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置》的规范，直流桩与电动汽车通过CAN接口进行通信，每一个充电插头都有CAN接口。

一桩两充、一桩四充则有多个CAN接口。

同时，控制单元和充电机之间一般也通过CAN通信，控制整个充电的过程。

2、RS485：电能表、绝缘检测和控制单元之间一般通过RS-485相连，完成电量的统计计费、漏电检测等。

3、RS232：刷卡、微打等功能部件和控制单元之间，一般用RS-232相连，完成身份识别、扣费、账单打印等功能。

4、Wifi、GPRS、工业以太网等：主要是连接车联网、服务器后台等，方便实现远程的系统监控、升级、数据管理等。

如图 2所示是国家电网的直流充电机通用技术规范示例的通信关系图。

图 2 国家电网的充电桩通信关系图二、直流桩上的电源、CAN、RS485/232隔离应用解决方案就CAN、RS485、RS232的通信方式来说，不论是直流桩还是交流桩，因一般通信的距离不会很长，节点数也不需要很多，一般的收发器都能满足波特率、节点数量的需求。

对于直流桩而言，同时也需强调其它保护及可靠性的方面的需求：1、优异的EMS性能：直流桩内部或周边有大功率的充电机，会产生较强的电磁干扰，通信模块自身需能有效防护电磁能量，同时具备隔离功能，降低每个子系统相互之间的串扰及共模噪声的影响。

2、可靠的总线防护：充电桩在给车充电时，充电枪常需跟车载充电口连接、断开，同时不同汽车的车况环境不一样，在此过程中，充电枪内负责跟BMS通信的CAN接口极易产生ESD、瞬态的电压变化、电火花干扰等，若无充分的防护，CAN接口容易损坏。