新能源汽车电池包和BMS、VCU、 MCU

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。

新能源电池包组成-回复新能源电池包是由多个电池单体组成的，其设计构成了电动汽车和可再生能源系统的核心部分。

本文将逐步解释新能源电池包的组成部分和各组件的功能，以帮助读者更好地了解电池包的工作原理。

第一部分：电池单体新能源电池包的核心是电池单体，这是电力储存的基本单位。

电池单体通常是锂离子电池，其能量密度高、充放电效率高，因此被广泛应用于电动汽车和可再生能源领域。

电池单体的具体化学成分可以根据不同的厂商和应用需求而有所不同。

第二部分：电池管理系统（BMS）电池管理系统是一个关键组成部分，它负责监控、控制和保护整个电池包。

BMS可以管理电池的温度、电流、电压和状态等参数，以确保电池的安全和性能。

它还能够实时监测电池的健康状态，并在需要时进行自动调节或报警。

BMS还可以提供电池剩余容量的估计和预测，以帮助用户合理规划电池的使用。

第三部分：电池冷却系统新能源电池包在工作过程中会产生大量的热量，为了保持电池单体的最佳工作温度，需要一个有效的冷却系统。

这个系统通常由冷却板、冷却剂和冷却风扇等组件组成。

冷却系统可以帮助电池包快速散热，确保电池温度在合理的范围内。

过高的温度会降低电池性能和寿命，甚至引发安全问题。

第四部分：电池包壳体电池包壳体是用于保护电池单体和其他组件的外壳，起到防护和支撑作用。

这个壳体通常由金属材料或高强度塑料制成，以确保电池组件在正常使用和意外情况下的安全性。

第五部分：连接电缆和插头电池包内部各组件之间需要通过电缆进行连接。

连接电缆的材料需要具备良好的导电性和绝缘性能，以确保电流传输的稳定性和安全性。

同样重要的是插头，它是连接电池包与车辆或能源系统的接口，必须具备可靠的接触和防护功能。

第六部分：功率电子器件新能源电池包中还需要一些功率电子器件，用于实现电池与车辆或能源系统之间的能量转换和控制。

这些器件包括直流-直流（DC-DC）变换器和直流-交流（DC-AC）变换器等。

DC-DC变换器用于调节电池单体输出的电压和电流，以适应特定负载的需求。

◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(九)——整车控制系统(上)(接上期)一、概述1.整车控制系统整车控制系统(VMS)是电动汽车的神经中枢，承担了各系统的数据交换、信息传递、动力电池能量管理、驾驶人意图解析、安全监控、故障诊断等作用，对电动汽车动力性、经济性、安全性和舒适性等有很大的影响。

整车控制系统分成三大子系统，如图1所示，包括低压电气系统、高压电气系统、网络控制系统。

图中弱电控制部件称作ECU(ECM)，强电控制部件称作控制器。

(1)低压电气系统主要由12V电池、低压线路、点火开关、继电器、电动水泵、电动制动真空泵、电动助力转向器、ICM(组合仪表)等组成。

作用是为各电子控制单元、各高压部件控制器、各12V电动辅助设备供电。

(2)高压电气系统主要由动力电池、驱动电机、MCU(驱动电机控制器)、OBC(车载充电机)、DC/DC变换器、空调压缩机、压缩机控制器、PTC、PTC控制器等组成。

作用是将电能转换成机械能，或者整流、逆变、直流电压变换。

(3)网络控制系统主要由V C U (整车控制单元)、B M S (电池管理系统)、RMS(远程通信终端)、网关、CAN总线等组成。

作用是控制低压电气系统和高压电气系统。

2.整车控制单元(1)VCU基本作用整车控制单元英文缩写VCU，英文全称Vehicle Controller Unit，如图2所示。

VCU是整车控制系统的核心部件，VCU接收加速踏板、制动踏板、车速和剩余电量等信息，通过网络综合控制驱动车所需要的工作部件，属于整个车辆的管理协调型控制部件。

图2 VCU(2)VCU分层管理VCU的组成包括微处理器、电源及保护电路模块、I/O接口图1 整车控制系统和调试模块、A/D模数转换模块、CAN总线通讯模块等，根据信号重要程度和实现次序，运算分为四层，如图3所示。

图3 VCU分为四层运算①数据交换管理层，接收CAN总线信息，对馈入VCU的物理量进行采集处理，并通过CAN总线发送控制指令，通过I/O接口提供对显示单元和继电器等的驱动信号，该层的功能是实现其他功能的基础和前提。

新能源电池包结构
新能源电池包的结构主要由以下几个部分组成：
1.电池单体（Battery Cells）：这是电池的基本组成单元，通常采用锂离子电池技
术。

它们是负责储存和释放电能的主要组件。

2.电池模块（Battery Modules）：电池模块由多个电池单体组成，通过连接器和电
池管理系统（BMS）进行电气连接和控制。

电池模块可以根据需要进行组合和配置，以满足电池容量和电压要求。

3.电池包（Battery Pack）：电池包是由多个电池模块组成的整体结构，通常位于车
辆底盘或车辆座椅下方。

它提供了电池的物理支撑和保护，同时还包含与车辆其他系统的连接和接口。

电池包内部还有热管理系统，用于维持电池的合适工作温度范围。

4.电池管理系统（Battery Management System，BMS）：BMS是负责监测、控制和管
理电池的系统。

它可以监控电池的状态，如电压、电流、温度等，并控制电池的充放电过程，确保电池的安全和性能。

此外，电池包还可能包括高压断电系统（BDU），用于控制电流流向，给到不同的负载，实现能量分配。

同时，电池包还需要有低压线束，用于采集电池模组电芯信号，监控电芯状态，并将数据传输给BMS。

总的来说，新能源电池包的结构复杂，但各个部分都起着至关重要的作用，共同确保电池的安全、性能和效率。

新能源汽车的各种常用术语解读新能源汽车，是指采用了先进的动力技术和节能环保的能源，以减少对传统能源的依赖和减少对环境的污染。

在新能源汽车领域，有许多专业术语常常让人感到头疼。

下面将为大家详细解读新能源汽车领域中的一些常用术语。

1. 锂电池锂电池是新能源汽车中常用的电池之一，具有轻便、高能量密度、长寿命等优点。

它是通过锂离子的在正极和负极之间来进行电荷和放电。

2. 电动车电池包电动车电池包指的是新能源汽车中用来储存电能的一种设备，由多节锂电池串联而成。

它是电动车的重要组成部分，决定了电动车的续航里程和性能。

3. 充电桩充电桩是新能源汽车的充电设备，用来给电动车电池充电。

充电桩分为普通充电桩和快速充电桩两种，能够满足不同用户的充电需求。

4. 光伏发电光伏发电是一种通过太阳能将光能转换为电能的技术，可以为新能源汽车提供清洁能源。

光伏发电被广泛应用于新能源汽车充电设备中。

5. 节能减排节能减排是新能源汽车的重要理念，指的是通过采用先进技术和节约能源的方式减少能源消耗、降低排放物的排放。

这是新能源汽车发展的关键所在。

6. 超级电容超级电容是一种高能量密度的储电器件，常用于新能源汽车中。

它可以存储大量电能并迅速释放，为电动车提供强劲动力。

7. 氢燃料电池车氢燃料电池车是指通过氢气和空气的反应产生电能，驱动电动机运行的车辆。

氢燃料电池车零排放，是环保的代表。

8. 报废电池回收利用报废电池回收利用是对新能源汽车中电池的再生利用过程，通过回收报废电池中的有价值的材料，减少资源浪费并保护环境。

9. 公共充电站公共充电站是新能源汽车的重要充电设施，分布于城市街道、停车场等公共场所，方便用户随时充电，推动新能源汽车的普及和发展。

10. 智能网联智能网联是指新能源汽车具备物联网技术，可以实现车辆之间以及与互联网的互联互通，提高驾驶安全性和行车效率。

以上是关于新能源汽车领域中的一些常用术语的解读，相信通过了解这些术语，对新能源汽车有了更深入的了解。

乘用车电池包是电动汽车的核心组成部分，它主要由以下几个主要部分组成：
1. 电池单体：这是电池包的基本构成单元，可以是锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等。

电池单体通过串并联的方式组合成电池模块，以满足车辆对电压和容量的要求。

2. 电池管理系统（BMS）：它是电池包的大脑，负责监控和控制电池的充放电状态、温度、电压等，确保电池安全、高效地工作。

BMS还负责平衡电池单体之间的电量，防止因电量不一致而引起的问题。

3. 热管理系统：电动汽车电池在充放电过程中会产生大量热量，热管理系统通过冷却液、风冷或者热管等技术，确保电池工作在合适的温度范围内，以提高性能和延长寿命。

4. 结构件：包括电池包的外壳、框架等，它们为电池包提供机械保护，并确保电池包的稳定性。

这些结构件通常由高强度材料制成，以承受车辆在行驶过程中的各种力学冲击。

5. 电气连接组件：包括高压连接器、低压连接器等，它们确保电池与车辆其他电气系统（如电机、逆变器、车载充电器等）之间的可靠连接。

6. 安全装置：如熔断器、气体释放装置等，它们在电池发生异常时切断电路，防止事故扩大。

7. 控制单元：除了BMS之外，电池包可能还包括其他控制单元，如充电控制单元，它们协同工作，确保电池包的优化运行。

8. 传感器：如温度传感器、电压传感器等，它们提供电池工作状态的实时数据，供BMS 和其他控制单元使用。

新能源汽车动力系统集成技术探讨在当今社会，随着环保意识的不断提高和能源危机的日益严峻，新能源汽车作为一种可持续发展的交通工具，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。

新能源汽车的核心在于其动力系统，而动力系统集成技术则是决定新能源汽车性能、可靠性和成本的关键因素。

新能源汽车的动力系统主要由电池、电机、电控等核心部件组成。

与传统燃油汽车的动力系统相比，新能源汽车动力系统具有更高的效率、更低的排放和更灵活的控制方式。

然而，要实现这些优势，需要对各个部件进行有效的集成和优化。

电池是新能源汽车动力系统的重要组成部分，其性能直接影响着车辆的续航里程和充电时间。

目前，主流的电池技术包括锂离子电池、镍氢电池和固态电池等。

锂离子电池由于其高能量密度、长寿命和相对较低的成本，成为了新能源汽车中应用最广泛的电池类型。

在动力系统集成中，电池的管理系统（BMS）至关重要。

BMS 负责监测电池的电压、电流、温度等参数，确保电池在安全范围内工作，并实现电池的均衡充电和放电，以延长电池的使用寿命。

电机是将电能转化为机械能的关键部件，其性能决定了车辆的动力输出和行驶性能。

新能源汽车中常用的电机类型有永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机等。

永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的调速性能，是目前新能源汽车中应用最多的电机类型。

在动力系统集成中，电机的控制策略对于提高电机的效率和性能至关重要。

通过精确的控制算法，可以实现电机的高效运行和能量回收，提高车辆的续航里程。

电控系统则是新能源汽车动力系统的大脑，负责协调电池和电机的工作，实现车辆的各种行驶模式和功能。

电控系统包括整车控制器（VCU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）等。

整车控制器根据驾驶员的操作指令和车辆的运行状态，制定合理的控制策略，协调电机和电池的工作，实现车辆的加速、减速、巡航等功能。

电机控制器负责控制电机的转速和转矩，实现电机的高效运行。

电池管理系统则负责监测和管理电池的状态，确保电池的安全和性能。

新能源汽车动力电池包的组成
新能源汽车动力电池包一般由以下几个主要组成部分构成：
1. 电池单体：电池单体是动力电池包的基本组成单元，是多个电池模块串联组成电池包的基础。

电池单体一般由正负极材料、电解质和隔膜等组成。

2. 电池管理系统（BMS）：电池管理系统是电池包的主控制
系统，负责监控电池单体的电压、温度、电流等状态，并进行数据采集、处理和控制。

BMS还能对电池包进行故障检测和
故障管理，从而确保电池包的安全性和性能。

3. 散热系统：新能源汽车动力电池包工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热，会影响电池的寿命和性能。

因此，电池包通常还配备有散热系统，包括散热片、散热管路、冷却液等，以保持电池温度的稳定。

4. 结构支持和保护：电池包需要具备一定的结构强度和稳定性，以保护电池单体免受外界环境的影响和机械振动的冲击。

常见的结构支持和保护装置包括外壳、挡板、防护板等。

5. 充电和放电接口：电池包需要通过充电接口与外部电源相连接，以进行电池充电。

同时，电池包内部还需要提供放电接口，连接到动力系统，以将电能输出给电动机供动力使用。

总而言之，新能源汽车动力电池包的组成包括电池单体、电池管理系统、散热系统、结构支持和保护以及充放电接口等多个
组成部分。

这些部分相互配合，形成一个功能完整的电池系统，为电动汽车提供动力供应。