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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。
1.概述整车控制器VCU（Vehicle control unit）作为新能源车中央控制单元，是整个控制系统的核心。
VCU 采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号及其它执行器传感器控制器信号，根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判定后，监控下层的各部件控制器的动作，它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。
可以说整车控制器性能的优劣直接决定了新能源汽车整车性能的好坏，起到了中流砥柱的作用。
2.发展过程整车控制器可谓是起源于传统汽车，落地于新能源汽车。
传统汽车包含发动机控制器、变速箱控制器、车身控制器、底盘控制器等，各控制器是由不同的Tier1 提供，为解决各自零部件的功能及性能指标而定制设计。
比如EMS 是解决发动机燃油经济性、排放法规及热处理等。
变速箱是解决操作杆与齿轮动作的相互协调及切换。
各自独立控制车辆某一部分，无法总体考虑整车性能与功能需求。
因此部分OEM 为了实现整车定制功能、个性化设计、摆脱国外Tier1高昂的开发费及开发周期，有了整车控制器最初的概念设想。
由于国内电控技术起步晚，OEM对国外Tier1的控制力不足，直到新能汽车快速发展，混合动力迫切需要解决燃油动力系统与电池动力系统之间的有效协调，纯电动车需要解决整车动力管理，因此明确了整车控制器的概念及功能定义，奠定了VCU 获得的高速发展的基础。
传统汽车E／E 架构传统汽车E／E 架构行业分析新能源起步阶段，大概在2012－2015年诞生了第一代VCU产品。
技术来源于传统汽车电控ECU，以发动机控制器及车身控制器为主要技术来源。
行业典型产品有德尔福的HCU－2、联电的VCU、大陆的H300及普华第一代VCU－1。
VCU－1 是普华软件与国内知名OEM 合作开发，采用主从的硬件解决方案，AUTOSAR3．1．5软件平台，是国内最早自主AUTOSAR 软硬一体化的VCU 解决方案。
纯电动汽车整车控制器软件设计作者：文 / 杨凡来源：《时代汽车》 2020年第15期杨凡湖南猎豹汽车股份有限公司湖南省长沙市 410100摘要：整车控制器作为电动汽车的控制核心部件之一，对电动汽车的动力经济性、平顺性和安全性都有很大的影响。
本文以某纯电动汽车为对象，针对其整车控制需求进行分析，采用基于模型的开发方式，对其整车控制策略进行设计，实现了整车控制软件所需的功能。
关键词：电动汽车整车控制器控制软件Software Design of the Vehicle Control Unit for Battery Electric VehicleYang FanAbstract：As one of the core control components of electric vehicles, thevehicle control unit has great influence on the power economy, ride comfort and safety of electric vehicles. This paper takes a battery electric vehicle as the object, analyzes its vehicle control requirements, adopts a model-based development method, designs its vehicle control strategy, and realizes the functions requiredby the vehicle control software.Key words：electric vehicle,vehicle control unit, control software近年来，随着国内消费者对电动汽车的认可度不断提升，电动汽车市场不断扩容，各整车企业纷纷加大电动汽车的研发投入。
Internal Combustion Engine&Parts0引言随着技术的进步和更新迭代，世界汽车领域的产品越来越多元化（电动化、网联化、智能化）。
更多的汽车配备了电子电气系统，例如电驱动系统（BMU）、电动转向系统（EPS）、电池管理系统（BMS）辅助驾驶系统等，传统的机械部件被先进的电子器件所替代。
引入如此复杂的电子电气系统对整车安全带来了极大的风险，而ISO26262是第一个适用于量产车辆的功能安全标准，ISO26262的目标是筛选出所有会对驾驶员、乘客、路人、周边车辆中人员造成伤害的不合理的风险，因此通过功能安全的开发要求来避免这些风险。
1新能源汽车整车控制器(VCU)概述整车控制器（VCU）作为一辆整车控制系统中的重要技术核心和系统组成部件，主要是负责和协调控制整车各子系统的重要功能和任务。
为了更好地满足提高整车系统的安全性、动力性、经济性和舒适性的技术目标，第一，必须使整车具有一个智能化的人机和整车交互网络接口。
第二，各整车子系统还必须彼此紧密协作，优化功能匹配。
第三，基于总线的整车分布式控制和交互网络是目前使众多整车子系统能够实现协同运行和控制的理想解决途径。
VCU主要功能如下：1.1车辆的驾驶控制VCU根据司机驾驶的加速踏板开度、制动力、挡位、转向等驾驶意图和动力电池的荷电状态，经分析和处理，协调各动力系统的工作状态及电机功率和扭矩输出，满足驾驶工况要求。
包括启动、加速、滑行、制动和倒退等工况，以实现车辆的正常行驶。
1.2整车的网络化管理VCU在实现车辆驾驶控制的同时，通过CAN总线完成与众多电子控制单元之间进行数据交换。
其负责信息的组织与传输、网络状态的监控、网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
1.3整车能量优化管理根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息，判断制动模式，计算制动力矩分配，向电机控制器发出制动指令，在不影响原车制动性能的前提下，考虑行驶状态和电池状态来回收部分能量。
纯电动汽车整车控制器（VCU）设计⽅案纯电动汽车整车控制器设计⽅案书⽬录1 整车控制器控制功能和原理 (1)2 电动汽车动⼒总成分布式⽹络架构 (2)3 整车控制器开发流程 (3)3.1 整车及控制策略仿真 (3)3.2 整车软硬件开发 (4)3.2.1 整车控制器的硬件开发 (5)3.2.2 整车控制器的软件开发 (8)3.3 整车控制器的硬件在环测试 (9)3.4 整车控制器标定 (11)3.4.1 整车控制器的标定系统 (11)3.4.2 电动汽车整车控制器的标定流程 (12)1整车控制器控制功能和原理电动汽车是由多个⼦系统构成的⼀个复杂系统，主要包括电池、电机、变速箱、制动等动⼒系统，以及其它附件如空调、助⼒转向、DCDC及充电机等。
各⼦系统⼏乎都通过⾃⼰的控制单元来完成各⾃功能和⽬标。
为了满⾜整车动⼒性、经济性、安全性和舒适性的⽬标，⼀⽅⾯必须具有智能化的⼈车交互接⼝，另⼀⽅⾯，各系统还必须彼此协作，优化匹配。
因此，纯电动汽车必须需要⼀个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点、基于⾼速CAN总线的分布式动⼒系统控制⽹络，通过该⽹络，整车控制器可以对纯电动车辆动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控，提⾼整车能量利⽤效率，确保车辆安全性和可靠性。
整车控制器的功能如下：1)车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆的动⼒。
2)⽹络管理：监控通信⽹络，信息调度，信息汇总，⽹关。
3)故障诊断处理：诊断传感器、执⾏器和系统其他部件的故障，并进⾏相应的故障处理，按照标准格式存储故障码。
4)在线配置和维护：通过车载标准CAN端⼝，进⾏控制参数修改，匹配标定，功能配置，监控，基于标准接⼝的调试能⼒等。
5)能量管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管理，以获得最佳的能量利⽤率。
6)功率分配：通过综合电池的SOC、温度、电压、电流和电机的温度等车辆信息计算电机功率的分配，进⾏车辆的驱动和制动能量回馈控制。
纯电动汽车整车控制器（VCU）详细介绍⼀、国外产品介绍：（1）丰⽥公司整车控制器丰⽥公司整车控制器的原理图如下图所⽰。
该车是后轮驱动，左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其整车控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号，其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向⾓度信号，汽车的运动传感器信号包括横摆⾓速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车控制器将这些信号经过控制策略计算，通过左右2组电机控制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。
（2）⽇⽴公司整车控制器⽇⽴公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所⽰。
图中电动汽车是四轮驱动结构，其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动，后轮由⾼速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的⼯况下使⽤不同的电机驱动电动汽车，或者按照⼀定的扭矩分配⽐例，联合使⽤2台电机驱动电动汽车，使系统动⼒传动效率最⼤。
当电动汽车起步或爬坡时，由低速、⼤扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车⾼速⾏驶时，由⾼速感应电机驱动后轮。
（3）⽇产公司整车控制器⽇产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车，搭载锂离⼦电池，续驶⾥程是160km。
采⽤200V家⽤交流电，⼤约需要8h可以将电池充满；快速充电需要10min，可提供其⾏驶50km的⽤电量。
⽇产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所⽰，它接收来⾃组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电⼦信号，通过⼦控制器控制直流电压变换器DC／DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动⼒电池、太阳能电池、再⽣制动系统。
（4）英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决⽅案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境，可⽤于新能源乘⽤车、商⽤车电控系统，作为整车控制器或混合动⼒控制器。
该控制器对新能源汽车动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控，以提⾼整车能量利⽤效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进⾏分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
新能源汽车案例整车控制器的更换(吉利EV 近年来，随着环境污染和能源危机的日益严重，新能源汽车逐渐成为解决方案之一、作为一家新能源汽车制造商，吉利汽车积极推出各类电动车型，以满足市场需求。
然而，随着电动汽车的普及和使用，一些问题也开始浮现，其中之一就是整车控制器故障。
本文将以吉利EV为例，探讨整车控制器更换的必要性和过程。
首先，我们需要了解整车控制器的定义和作用。
整车控制器是电动汽车的核心控制设备，通过控制电动机、电池和其他相关设备的工作状态，以控制车辆行驶和性能。
如果整车控制器发生故障，将导致车辆无法正常运行或性能下降，影响用户体验和安全。
因此，及时更换故障控制器是保证车辆正常运行的关键。
其次，我们来研究吉利EV整车控制器故障的原因。
整车控制器作为一个复杂的电子设备，其中包含大量的电路板和元器件。
长时间的使用和恶劣的环境条件可能导致控制器内部元器件老化、电路板腐蚀、电容变形等问题。
此外，控制器也容易受到外部物理冲击或电压干扰的影响，进而引发故障。
最后，我们来分析整车控制器更换的影响和效果。
通过更换整车控制器，可以解决吉利EV控制器故障导致的车辆无法行驶或性能下降问题。
这将保证用户的使用体验和安全。
同时，新的控制器可能还具有更高的性能和功能，提升车辆的驱动性和续航里程。
此外，整车控制器更换还可以延长车辆的使用寿命，提升车辆的整体价值。
综上所述，整车控制器的更换对于吉利EV以及其他电动汽车来说，具有重要的意义。
它能够解决控制器故障带来的问题，保证车辆的正常运行和性能。
吉利汽车应进一步加强对整车控制器质量的控制，提高其可靠性和稳定性，以提升用户对吉利EV的满意度和信赖度。
同时，吉利汽车还应完善售后服务体系，提供快速、高效的整车控制器更换服务，满足消费者的需求。
新能源电动汽车整车控制系统关于汽车电控系统，它其实并不是新能源电动汽车专有的，燃油车同样具备，只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂，也更强大。
汽车电控系统，就是汽车电子控制系统，是由模块控制的系统总称，它由硬件和软件构成，电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称，我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统，这个系统可以控制车辆的运行能力，所以电控系统越强大，车辆的控制与行驶能力越出色。
今天咱们就来聊聊新能源汽车的整车控制系统。
整车控制系统由加速踏板位置传感器，制动踏板位置传感器，电子换挡器等输入信号传感器，整车控制器(VCU)，电机控制器(MCU)，电池管理系统(BMS)等控制模块和驱动电机，动力电池等执行元件组成。
组成构架图汽车上的这些控制器通过CAN网络来通信。
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
1.驾驶员驾驶意图解析主要是对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。
因而驱动电机对驾驶员操作的响应性能完全取决于整车控制的油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。
2.整车驱动控制根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向整车管理系统发出相应的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱动的动力性要求;同时根据车辆状态,向整车管理系统发出相应指令,保证安全性、舒适性。
3.制动能量回馈控制整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度、车辆行驶状态信息以及动力电池的状态信息(如SOC值)来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,在满足安全性能、制动性能以及驾驶员舒适性的前提下,回收部分能量。
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
IPG20N06S2L-65
xxx
xxx
发表于2012-5-23 11:27:45 |只看该作者||
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
新能源汽车整车控制器系统结构和功能介绍新能源汽车作为⼀种绿⾊的运输⼯具在环保、节能以及驾驶性能等⽅⾯具有诸多内燃机汽车⽆法⽐拟的优点，其是由多个⼦系统构成的⼀个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动⼒系统以及其它附件（如图1所⽰）。
各⼦系统⼏乎都通过⾃⼰的控制单元（ECU）来完成各⾃功能和⽬标。
为了满⾜整车动⼒性、经济性、安全性和舒适性的⽬标，⼀⽅⾯必须具有智能化的⼈车交互接⼝，另⼀⽅⾯，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。
基于总线的分布式控制⽹络是使众多⼦系统实现协同控制的理想途径。
由于CAN总线具有造价低廉、传输速率⾼、安全性可靠性⾼、纠错能⼒强和实时性好等优点，⼰⼴泛应⽤于中、低价位汽车的实时分布式控制⽹络。
随着越来越多的汽车制造⼚家采⽤CAN协议，CAN逐渐成为通⽤标准。
采⽤总线⽹络可⼤⼤减少各设备间的连接信号线束，并提⾼系统监控⽔平。
另外，在不减少其可靠性前提下，可以很⽅便地增加新的控制单元，拓展⽹络系统功能。
⼀、整车控制器控制系统结构公司⾃⾏设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输⼊和输出、开关量调理、继电器驱动、⾼速CAN总线接⼝、电源等模块。
整车控制器对新能源汽车动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控，以提⾼整车能量利⽤效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进⾏分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
该整车控制器还具有综合仪表接⼝功能，可显⽰整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；具有整车⽹关及⽹络管理功能，其结构原理如图2所⽰。
下⾯对每个模块功能进⾏简要的说明：1、开关量调理模块开关量调理模块，⽤于开关输⼊量的电平转换和整型，其⼀端与多个开关量传感器相连，另⼀端与微控制器相接；2、继电器驱动模块继电器驱动模块，⽤于驱动多个继电器，其⼀端通过光电隔离器与微控制器相连，另⼀端与多个继电器相接；3、⾼速CAN总线接⼝模块⾼速CAN总线接⼝模块，⽤于提供⾼速CAN总线接⼝，其⼀端通过光电隔离器与微控制器相连，另⼀端与系统⾼速CAN总线相接；4、电源模块电源模块，可为微处理器和各输⼊和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进⾏监控，与微控制器相连；5、模拟量输⼊和输出模块模拟量输⼊和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
纯电动车整车控制策略及控制器的研究随着环境污染和能源稀缺问题的日益严重，电动车作为一种环保节能的交通工具受到了广泛关注。
纯电动车以其零排放、低噪音、高效率等优势，成为了解决城市交通环境问题的重要选择。
而纯电动车中，整车控制策略的设计和控制器的研发则是保证电动车性能和可靠性的关键。
纯电动车整车控制策略旨在优化车辆的动力性能、经济性能和驾驶舒适性，以满足用户对车辆的各种需求。
在电动车整车控制系统中，主要包括能量管理、驱动系统控制、制动系统控制、转向系统控制、悬挂系统控制等。
其中，能量管理是整车控制策略的核心，目的是最大程度地提高能量的利用效率，延长电池的寿命。
通过采用先进的能量管理策略，如回馈制动能量回收、电动车辆在线优化控制等，可以实现能量的高效利用，提高电动车的续航里程和性能。
在整车控制策略的设计中，控制器是不可忽视的一部分。
控制器是电动车整车控制策略的执行者，用于监测和控制各个子系统的工作状态，并对各个子系统进行协调和调节。
目前，常用的电动车控制器包括电池管理系统(BMS)、电机控制器(EMC)，以及整车控制器(VCU)等。
BMS主要负责对电池的电量、温度、电流等进行监测和管理，确保电池的安全和性能；EMC则负责对电动机的控制，包括驱动、制动、转向等功能；VCU则负责整车系统的控制和协调，通过与其他子系统的通信与互联，实现整车的智能化管理和优化。
在纯电动车整车控制策略和控制器的研究中，有几个重要的技术问题需要解决。
首先是能量管理策略的优化和提高。
目前，虽然已经有了一些能量管理算法和方法，如PID控制、模糊控制、遗传算法等，但是还存在着能量利用效率不高、电池寿命不长等问题，需要进一步改进和研究。
其次是整车控制策略与控制器之间的协调与优化。
电动车整车控制策略是由多个子系统组成，因此需要进行各个子系统之间的协调和优化，以实现整车性能的最佳组合。
最后是安全性和可靠性的提高。
电动车作为一种新型交通工具，其安全性和可靠性与乘客的生命安全和财产安全密切相关，因此需要在整车控制策略和控制器的设计中考虑到安全性和可靠性的问题，减少事故和故障发生的可能性。
基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计纯电动汽车整车控制器是负责控制车辆行驶、充电、能量管理等多个方面的核心控制设备。
在这个系统中，双MCU最为常见，用于处理车辆电力系统和通信控制系统的数据交换和分析。
下面，将介绍一下基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计。
整车控制器硬件设计的核心是处理器，采用基于ARM Cortex-M3架构的主控制器STMicroelectronics STM32F103VET6。
它具有高性能、低功耗、可扩展、易开发的特点，能够满足电动汽车的实时计算、高速传输和多任务处理要求。
在整车控制器中，双MCU是必不可少的，因此采用STMicroelectronics STM32F103RET6为次控制器。
这款芯片可以支持高速CAN总线、SPI总线、串口等多种通信方式，同时还具有低功耗、可靠性和实时性等特点。
在整车控制器中，还需要使用大量传感器来获取车辆各个方面的信息，如电池电量、车速、加速度等等。
因此，为了保证传感器输入的准确性和稳定性，需要使用高质量的AD7799集成电路，该电路能够提供精度高、噪音小的模拟信号转换功能。
在高压电源方面，采用VPX3220E高压MOSFET芯片，仅需几毫安的电流就可以切换200V的高电压。
它能够提供高速开关、低导通电阻、可靠性和长寿命等优点，可以保证整车控制器的电源系统的稳定性和可靠性。
总之，基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计需要满足高性能、低功耗、可靠性和实时性等要求，并且需要结合各个部件之间的协作，保证整车控制器可以实现安全、准确和稳定的运行。
除了处理器、传感器和高压电源，整车控制器还需要设计多个模块，包括电机驱动模块、电池管理模块、充电模块和通信模块等。
这些模块的设计和优化需要考虑到多个方面的因素，如控制逻辑、通信协议、电路板布局、电路保护等，以保证整车控制器的稳定性和可靠性。
在电机驱动模块方面，需要设计一个高精度、高效率的PWM控制电路，以调节电机的输出力矩和转速。
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3000m4）工作电压：18VDC—32VDC5）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：IPG20N06S2L-65xxxxxx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。
纯电动汽车整车控制器(Vehicle Controller)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。
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。
纯电动汽车整车控制器是电动汽车的关键部件之一，负责控制电动汽车的动力传动系统、能量管理系统以及车辆各部分的协调运行。
整车控制器的控制逻辑关乎着电动汽车的性能、能效和安全性。
下面将从控制逻辑的设计原则、各部分功能模块的控制逻辑和控制逻辑的效能优化等方面简述纯电动汽车整车控制器的控制逻辑。
一、控制逻辑的设计原则纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计要满足以下几个原则：1. 安全性原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持稳定、安全的运行。
2. 效能原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持最佳的能效。
3. 灵活性原则：控制逻辑设计应确保车辆在不同工况下能够有良好的响应能力和适应能力。
二、功能模块的控制逻辑整车控制器包括能量管理系统、动力传动系统和车辆管理系统等功能模块。
各功能模块的控制逻辑如下：1. 能量管理系统的控制逻辑：能量管理系统负责管理电池的充放电过程、能量回收过程和能量分配过程。
其控制逻辑主要包括电池状态估计、SOC控制、能量管理策略等。
2. 动力传动系统的控制逻辑：动力传动系统负责驱动电动汽车的电机进行运转。
其控制逻辑主要包括电机转速控制、电机扭矩控制、换挡控制等。
3. 车辆管理系统的控制逻辑：车辆管理系统负责监测车辆各部分的状态，并根据需要进行控制。
其控制逻辑主要包括车载通信、车辆监测、车载诊断等。
三、控制逻辑的效能优化控制逻辑的效能优化是整车控制器设计的重要环节。
控制逻辑的效能优化包括控制算法的优化、参数的优化和系统的协同优化等方面。
1. 控制算法的优化：通过不断改进控制算法，提高整车控制器的响应速度和控制精度，使车辆在各种工况下都能保持最佳的运行状态。
2. 参数的优化：对整车控制器的各种参数进行优化调整，确保整车控制器在各种工况下都能有最佳的性能表现。
3. 系统的协同优化：通过整车控制器各功能模块之间的协同优化，提高车辆的能效和安全性。
纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计是电动汽车技术创新的重要组成部分，对整车性能、能效和安全性起着关键作用。
基于纯电动汽车的整车控制器分析
发表时间：2019-09-12T11:46:14.157Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：丘东海[导读] 摘要：本文主要对纯电动汽车整车控制器做进一步的分析和了解。
中兴智能汽车有限公司 519040
摘要：本文主要对纯电动汽车整车控制器做进一步的分析和了解。
随着纯电动汽车的快速发展，整车电控系统成为一种非常重要的应用技术。
纯电动汽车整车控制对整车控制系统的设计开发具有较强的指导意义。
关键词：纯电动汽车；整车控制器；分析引言：
整车控制系统是纯电动汽车电控系统的三大核心技术之一，纯电动电控系统与传统汽车的控制系统相比，纯电的汽车电控系统的控制单元数量与复杂程度高出很多。
电控系统是保证纯电动汽车整车功能集成和优化的核心单元，为保证纯电动汽车各部件系统在最佳工况下能够协调运行，需要制定相应的控制策略。
纯电动汽车电控系统主要包括整车控制系统（简称VCU）、电池管理系统（简称BMS）、电机控制系统（简称MCU）、辅件控制系统等环节。
整车控制系统确保各系统之间要协调工作，方能保证整车的稳定性和安全性，对纯电动汽车的发展意义重大。
一、整车控制系统的介绍
整车控制系统主要包括整车控制器、CAN总线通讯网络以及驾驶员意图解析系统、信息显示系统、动力驱动系统、电机控制系统、辅件控制系统等。
作为纯电动汽车的核心部分，控制各个系统之间的相互配合。
通过接收其他控制器发出的信号，比如驾驶员控制指令信息、加速踏板信息、制动踏板信息等，然后通过特定算法来处理这些信号，通过CAN总线通讯网络输出信号给相应的下层控制器去执行对应的动作。
整车控制策略作为VCU重要的软件部分。
一套成熟、可靠的整车控制策略须包括以下部分：驾驶员解析控制策略、驱动控制策略、上下电管理控制策略、扭矩解析控制策略、辅件控制策略、能量回收控制策略、安全控制策略、故障诊断控制策略等。
要能够符合驾驶员的操作需求，具备智能化的安全控制，从而保证车上人员的安全，提升汽车性能，提高纯电动汽车的续驶里程。
二、整车控制器的功能
VCU作为上层控制单元负责协调动力系统各个部件的运行，根据驾驶员操作信号进行驾驶意图解析、根据各部件和整车工作状态进行整车时序逻辑控制、安全管理和能量分配决策，向各部件控制器发送控制指令，并向仪表等显示设备输出整车电控系统状态信息。
各部件控制器根据其指令控制相应部件，驱动汽车正常行驶。
概括起来整车控制系统就是实现：（1）上下电管理，（2）驾驶员意图识别，（3）动力系统的扭矩解析控制，（4）能量回收管理，（5）辅件控制管理，（6）整车网络管理，（4）车辆状态监视和故障诊断及保护。
整车控制器技术水平直接影响整车的动力性、经济性及安全性，是电动汽车的关键技术。
三、整车控制器的组成
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、驾驶员意图解析、能量流管理的任务。
VCU的功能划分如图1所示。
（1）数据交换层。
该层对直接馈入整车控制器的物理量信息（如驾驶员的操作反馈的信息和其它执行部件的工作状态信息）进行采样处理，并通过I/O、D/A和PWM，提供对显示单元、继电器等的控制信号。
（2）安全故障管理层车辆出现故障时，故障只体现在数据交换层。
在检测出故障后，该层会做出相应的处理，在保证车辆安全性的条件下，给出执行部件可供使用的范围，以尽可能满足驾驶员的驾驶意图。
（3）驾驶员意图解释层驾驶员的所有与驾驶操作相关的操作信号都直接进入整车控制器，整车控制器对采集的信息进行处理分析，计算出驱动系统的目标转矩和车辆行驶时的需求功率来实现驾驶员的驾驶意图。
（4）能量流管理层，该层的主要工作是能量源之间进行需求功率分配。
四、整车控制器的硬件设计
（1）微控制器模块：本设计采用主从芯片设计，主从芯片之间进行校验，确保主芯片工作状态正常，主控制芯片选用SPC5606，是整车控制器的控制核心，包括主控制芯片（微控制器）及其外围电路，负责数据的运算及处理，也是控制方法实现的载体；（2）电源模块：为各输入和输出模块提供电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；（3）信号处理模块：用于模拟和数字量输入信号的调理，包括模拟量信号处理和数字量信号处理，其一端与传感器或开关相连，另一端与微控制器相接；
（4）功率驱动模块：用于驱动多个继电器或系统状态指示灯，包括低端驱动和PW M驱动两部分，与微控制器通过I/O相连，另一端与被控继电器（低端驱动）或指示灯（PW M驱动）相接，微处理器可通过SPI总线进行故障诊断；（5）通讯模块：整车控制器与其他设备相连的接口，包括两路CAN总线、一路FlexRay总线、一路LIN总线及一路RS232总线，其中CAN总线是整车控制器最重要的对外通讯接口。
整车控制器的整体硬件框图，如图2所示。
据通信。
根据上述过程可以初步得到主程序流程图，其结果如图理、CAN。
