纯电动汽车的整车控制器VCU.docx
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1、纯电动汽车的整车控制器VCU目录1 .VeU是什么意思12 .组成23 .新能源汽车整车控制器(VeU)是怎样工作的23.1.概述23.2.整车控制器主要交互的系统33.2.1.行驶控制;43.2.2.附件管理;43.2.3.能量管理;43.2.4.故障处理:53.2.5.信息交互(主要是与仪表等交互,进行状态或数值显示)53.3.新能汽车原理图63. 4.新能源整车控制器关键技术64. 5.整车网络架构发展趋势75. 6.AUTOSAR分层结构及应用软件层功能84.功能104.1. 驱动系统控制104. 2.整车能量管理和优化114. 3.整车通信和网络管理114. 4.故障处理与诊断114
2、. 5.汽车状态显示114. 6.自检模式114. 7.启动模式114. 8.起步模式114. 9.行驶模式114. 10.制动模式125. 11.停车模式124. 12.故障模式126. 13.充电模式127. 图片121.VCU是什么意思VCU是纯电动汽车的电控系统。这套系统是纯电动汽车的核心部件,相当于汽油车的ECU。VCU可以控制纯电动汽车的电动机的运行,也可以控制纯电动汽车上其他电子设备的运行。VCU相当于纯电动车的大脑。没有VCU,纯电动汽车无法正常运行。随着地球环境污染的日益严重,世界各国都在出台更加严格的排放法规,所以很多汽车厂商都在积极研发纯电动汽车。纯电动汽车相比内燃机汽车
3、有很多优势。纯电动汽车行驶时没有尾气排放,有利于保护环境。而且纯电动车依靠电机驱动车辆前进,电机在运行时没有过多的抖动和噪音。所以纯电动车车内的安静性更好。然而,纯电动汽车也面临一些亟待解决的问题,如续航里程短、充电速度慢、电池回收等。纯电动汽车的电池需要定期更换。随着充放电次数的增加,电池的性能会下降,需要定期更换。如果不正确回收和处理被替换的废电池,它们将对全球环境造成严重污染。2 .组成整车控制器主要由硬件和软件组成,硬件包括壳体和硬件电路,软件分为应用软件和底层软件。壳体主要用于硬件电路的保护以及密封,要满足防水、防尘等清洁度要求,也要满足避免跌落、振动等机械要求。硬件电路主要由主控芯
4、片(32位处理芯片)及周边的时钟电路、复位电路、电源模块组成,一般还配备数字信号/模拟信号处理电路,频率信号处理电路和通信接口电路等。应用软件和底层软件一般由C语言编写。应用软件主要是上层控制策略,主要负责根据车辆状态和驾驶员意图实时控制能量流向和分配比例。底层软件主要负责单片机初始化设置、CAN总线信号的实时收发和输入、输出信号的实时处理与诊断。3 .新能源汽车整车控制器(VCU)是怎样工作的3.1.概述整车控制器是用在纯电车型中的控制器,其功能类似于燃油车的发动机控制器(EMS),是新能源车辆控制系统中的“大脑级”控制器。在某些插电式混合动力车型中,也会用到整车控制器。整车控制器主要交互的
5、控制器如下图所示。3.2.整车控制器主要交互的系统相应地,可以看出整车控制器的主要功能包含:任务调度器故障诊断附件控制上下电蠕行模式中间数据DO驱动驱动A1驱动制斤控前动能量回收模式1超速模式1Emios驱动滑行能量回收模式CAN驱动正常驱动模式CCP扭矩控制功率限制OBD硬件层3.2.1.行驶控制;新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板,动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大,动力电机的输出功率越大。因此,整车控制器要合理解释驾驶员操作;接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车
6、辆的正常行驶。3.2.2.附件管理;对DCDC、车载充电机、水泵、空调压缩机等进行控制管理。决定什么时候使能高压部件,使部件工作;并根据整车及部件的温度、电压、电流条件进行1oS(HmitatiOnoPeratiOnStrategy)处理,适当的降功率甚至停机。当部件温度过高时请求冷却,计算冷却需求水流量。当车辆开启空调时,启动空调压缩机工作,通过PWM控制压缩机工作,为整车制冷。3.2.3.能量管理;在纯电动汽车中,电池除了给动力电机供电以外,还要给电动附件供电,因此,为了获得最大的续驶里程,整车控制器将负责整车的能量管理,以提高能量的利用率。在电池的SoC值比较低的时候,整车控制器将对某些
7、电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能,此时电动机作为发电机,利用电动汽车的制动能量发电,同时将此能量存储在储能装置中,当满足充电条件时,将能量反充给动力电池组。在这一过程中,整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,如果可以进行,整车控制器向电机控制器发出制动指令,回收能部分能量。3.2.4.故障处理;整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测,并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统,其过程是通过传感器和CAN总线,检测车辆状态及其各子系统状态信息,驱
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