纯电动汽车电机及控制器

车辆工程技术2 车辆技术

纯电动汽车整车控制器（VCU）研究

宋述铨

（天津优控智行科技有限公司,天津 300000）

摘　要：电动汽车主要由电池管理系统(BMS)，整车控制系统(VCS)，以及电机控制器(MCU)等构成。整车控制器(VCU)是电动汽车的重要

控制结构，对汽车的各种信息进行检测、对车内通信网络和异常信息进行监控等，能够提高整车驾驶性能，进行制动能量回馈完善能源管理。

提升整车舒适性，使用户获得完美体验。

关键词：纯电动汽车；整车控制器；完美体验

随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增

加。传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质

量不断下降。纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污

染，受到人们的青睐。随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地

革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车

已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文从汽车结构出发，

结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。

1　整车电控系统组成

整车电控系统主要由整车控制器VCU为核心，通过硬线信号指

挥各控制器使能，通过CAN总线信号控制储能系统、电机系统等关

键总成执行相应的上下电动作以及扭矩指令。最终完成整车的驾驶运

行以及高压充电。其中，低压部分完成车辆控制器供电和信号采集通

讯。高压部分通过高压线束将动力电池的电能传输到空调压缩机、电

动机等高压供电设备，实现动力电能的传输。其中电机、电池、电控

系统被称为“三电”系统，主要包括：

1.1　整车控制器 整车控制器系统为整车的运行大脑，具有高可靠性、高运行效率、

逻辑缤密性。整车控制系统上电后首先运行初始化程序并且自检，在

自身没有问题后驱动端口使能储能系统、电机系统上电。储能系统和

电机系统完成上电后同样分别进行上电自检。所有系统自检无故障且

驾驶员有上高压指令时，整车控制系统通过总线驱动储能系统、电机

系统完成上高压动作。

1.2　储能系统 储能系统包括动力电池组和BMS管理单元。动力电池组负责给

纯电动汽车整车控制器(TAC)

项目介绍：

纯电动汽车整车控制器对新能源汽车的动力性、安全性、经济性、操纵稳定性和舒适性等都有重要影响，它是新能源汽车上的一种关键装置。在车辆行驶过程中，整车控制器通过开关输入端口、模拟量转换模块、CAN总线等硬件线路采集路况信息、驾驶员意图、车辆状态、设备运行状态等参数，依托高速运行的CPU和控制端口来执行预设的控制算法和管理策略，再将指令和信息等通过CAN总线、开关输出端口等对动力系统的执行部件进行实时的、可靠的、科学的控制，以实现车辆的动力性、可靠性和经济性。

其硬件结构框图如图一所示。

整车控制器实物图如图二所示。

性能指标：

1）工作环境温度： -30℃—+80℃

2）相 对湿度： 5%~93%

3）海 拔高度： 不大于3000m

4）工作电压： 18VDC—32VDC

5）防护等级： IP65

功能指标：

1）系统响应快，实时性高

2）采用双路CAN总线（商用车SAE J1939协议）

3）多路模拟量采样(采样精度10位)；2路模拟量输出（精度12位)

4）多路低/高端开关输出

5）多路I/O输入

6）关键信息存储

7）脉冲输入捕捉

8）低功耗，休眠唤醒功能

该项目使用的INFINEON的物料清单：

TC1782

TLE7368-3E

TLE6240GP

BTS4880R IPG20N06S2L-65

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发表于 2012-5-23 11:27:45 | 只看该作者 | |

整车控制器（VMS，vehicle management Syetem），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，驱动汽车正常行驶。作为汽车的指挥管理中心，动力总成控制器主要功能包括：驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，它起着控制车辆运行的作用。因此VMS的优劣直接影响着整车性能。

汽车中VC‎U HCU ECU PCU的区‎别与大概含‎义收集 1. VCU（Vehic‎le Contr‎ol Unit）电动汽车整车控制器‎ 电动汽车整车控制器‎（VCU，Vehic‎le Contr‎ol Unit）是电动汽车‎动力系统的‎总成控制器

‎，负责协调发‎动机、驱动电机、变速箱、动力电池等‎各部件的工‎作，具有提高车‎辆的动力

性‎能、安全性能和‎经济性等作‎用。

电动汽车整‎车控制器V‎CU（Vehic‎le Contr‎ol Unit）是电动汽车‎整车控制系‎统的核心部

‎件，是用来控制‎电动车电机‎的启动、运行、进退、速度、停止以及电‎动车的其它‎电子器件的‎核心控制器‎件。VCU作为‎纯电动汽车‎控制系统最‎核心的部件‎，其承担了数‎据交换、安全管

理、驾驶员意图‎解释、能量流管理‎的任务。

VCU采集‎电机控制系‎统信号、加速踏板信‎号、制动踏板信‎号及其他部‎件信号，根据驾

驶员‎的驾驶意图‎综合分析并‎作出响应判‎断后，监控下层的‎各部件控制‎器的动作，对汽车的

正‎常行驶、电池能量的‎制动回馈、网络管理、故障诊断与‎处理、车辆状态监‎控等功能起‎着关键作用‎。

2. HCU（Hybri‎d Contr‎ol Unit）混合动力整‎车控制器

HCU是A‎BS执行机‎构，一般由增压‎阀（常开阀）、减压阀（常闭阀）、回液泵、储能

器组成‎。增压阀和减‎压阀受控于‎ECU信号‎，实现液路的‎开关，从而实现常‎规、保压、减压、增压的制动‎过程。电动泵由柱‎塞式油泵和‎驱动电机组‎成，主要作用是‎将蓄能器内‎的制

动液保‎持一定的压‎力。

HCU作为‎整个混合动‎力系统的主‎控制器，承担了整个‎系统的能量‎分配、扭矩管理、错

误诊断等‎功能。

3. ECU（Elect‎ronic‎ Contr‎ol Unit）电子控制单‎元

ECU（Elect‎ronic‎ Contr‎ol Unit）电子控制单‎元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。

【技术】纯电动客车电机控制器设计方案

2015-05-11 14:48:11

来源：电动汽车资源网 浏览：2839

摘要：依思普林团队所研发的电机控制器，性能覆盖540V/200kW以内所有新能源电动客车车型，功率范围在80kw-200kw。产品采用自主开发的1200V/400-800A六单元IPM模块。

电动汽车资源网讯：

张杰夫

（深圳市依思普林科技有限公司，广东省深圳市 518172）

摘要：依思普林产品采用自主开发的1200V/400-800A六单元 IPM模块，电机控制器结构完全针对电动客车应用设计，具有体积小、重量轻、功率密度高、温升低（控制器内部温升比市场同类产品低30℃以上）、长期可靠性高的特点，产品性能达到国际先进水平。

关键词：纯电动客车；电机控制器；设计方案

早在2010年，我在一次去瑞士考察时，走在苏黎世大街上，整洁的大街上几乎看不到燃油车，简直就是有轨电车的天下，恍惚间让我看到八九十年代老北京什刹海的景色，干净的空气让我流连！在回来不久后我就成立了深圳市依思普林科技有限公司，专注从事新能源汽车核心部件的研发。

依思普林目前拥有多名IGBT模块及电机控制器开发经验技术人员，团队所研发的电机控制器，性能覆盖540V/200kW以内所有新能源电动客车车型，功率范围在80kw-200kw。产品采用自主开发的1200V/400-800A六单元 IPM模块，电机控制器结构完全针对电动客车应用设计，具有体积小、重量轻、功率密度高、温升低（控制器内部温升比市场同类产品低30℃以上）、长期可靠性高的特点，产品性能国内领先，达到国际先进水平。

一、控制器外观结构及技术参数 图1-1

电机控制器内部结构

图1-2 电机控制器外形图

电机控制器技术参数如下表：

表1-1

电机控制器技术参数

二、电动客车电控整体解决方案

三、主要技术创新点：

1、造型新颖

依思普林电机控制器的箱体是铝合金一体压铸，防护等级达到IP67。体积小，重量轻，造型新颖，突出了 “绿色、环保”的主题。 2、自主知识产权汽车级大功率IGBT模块技术