【太平洋汽车网】新能源汽车整车控制器的作用是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。
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。
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。
混合动力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。
（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）
新能源汽车整车控制器作用是什么
新能源汽车包括纯电动汽车( BEV，包括太阳能汽车)、混合动力电动汽车(HEV)、 燃料电池电动汽车(FCEV)、 其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车出现以来，动力形式主要有混合动力、纯电动、燃料电池三种。整车控制器(VCU)、 电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)是最重要的核心技术，对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响，更多新能源干货知识，在“优能工程师”，由易到难，由浅入深，全方位学习，维信关注。
VCU是新能源汽车的大脑，它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息，并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令，指挥车辆行驶。该控制器对汽车的正常行驶、整车上下电管理、挡位管理、扭矩控制、附件控制、故障诊断与处理等功能起着关键作用。
MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后，及时控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。
BMS是新能源汽车的三大核心技术之一，它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在，当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时，及时保护电池并向司乘人员报警。
整车控制器功能说明
VCU是新能源汽车电控系统核心零部件，负责协调电机系统、电池系统、附件系统等按照统一的规则进行匹配运行VCU通过CAN总线对整车系统进行管理、调度、分析和运算,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、故障诊断和网络管理等功能。
电动汽车整车控制器基本上以下几项.
功能:
(1)整车上下电管理功能
控制整车上电、下电、OFF 档蓄电池充电、OFF 档高压用电、预约充电等功能。
(2)整车的挡位管理
控制DNR档位切换及相关变速器的切换。
(3)整车扭矩控制
解析驾驶员驾驶意图，或者接收无人驾驶模块的指令，对整车扭矩统一调配,包括扭矩需求、制动回馈功率、TCS、ABS、EPB等。
(4)整车附件控制
控制空调、转向、空压、DCDC. 散热泵、散热风扇、报警灯、蜂鸣器等附件的运转。
(5)故障诊断与处理
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，依照诊断需求，记录特定故障码，并根据不同的故障类别使车辆跛行或停车。
(6)系统保护
对高压电池许用功率和电机能力进行实时监控，并在限制状态下进行保护。
(7)标定参数
根据设计需求，确定待标定动力性参数及其他需响应的通信命令，如软件版本号读取软件刷新日期读取等。
(8)整机工作模式管理
约束整机的休眠唤醒机制、报文周期及实时性等指标。
(9)整机工作模式管理
VCU与无人驾驶模块之间的信号交互及判断执行策略。
上下电
1.2系统控制原理
在无故障状态下，钥匙开关由OFF档到ON档的切换中，电池管理系统会将S2先闭合，然后再对s6闭合，此时会为充电机电容完成预充电，再将S1闭合，接着将S6断开，最为为电动汽车进行供电。BMS系统会将“上电完成”的信号发送给整车控制器。对于上述由OFF档到ON档的切换等一系列的系统操作良好时， ON档拧到START档的钥匙启动过程中，整车控制器会闭合S5, 然后对电机控制的高压部件完成预充电，再将S3闭合，对DC/AC使能进行输出，当将S5 断开时，就完成了整个上高压电流程操作，开始启动车辆。当START 档切换至OFF档时, 也就是进行下电流程的操作，具体是先将S3断开，然后将S4断开，再由VCU将下电指令发送给BMS，由 BMS发出断开S1、S2的指令并完成高压下电流程操作。
2电动汽车高压上下电控电路系统的操作实施
2.1高压上电控制逻辑实施
当OFF切换到ON档时，ON档信号被整车控制器所采集,并判断其高电平是否有效，若有效，会由继电器供电给电池管理系统，而电池管理系统会进行自检，结合是否进行“强制断高压”，将相应的故障信息发送到整车控制器，并对信息进行判断，当为无强制断高压故障状态时，会将上电指令发送给BMS。 然后由BMS系统发出闭合S2的控制命令，再对S6发出闭合命令，当外电压超过电池总电压的90%时，才将S1闭合，再断开S6， 最终将“上电完成”信号发送给VCU。而VCU收到信号后会延时0.5s 闭合S4,然后开始延时计时，将DC/DC 使能信号输出，此时DC/DC就会 供电给低压系统。当“START档”信号传输到VCU时，这个过程中如果没有出现电机控制器和电池发出的不允许预充故障，而制动开关信号的采集是高电平时，那么VCU就会将S5闭合。当MCU将信号发送给VCU并收到时，会将S3闭合，然后由DC/AC工作，输出交流电。在S3闭合反馈为有效时，会将S5断开，也就完成了本次的MCU上高压， 实现车辆启动。
2.2高压下电控制逻辑实施
ON档掉电信号发送给整车VCU并收到后，由VCU将输出电机转矩控制为零，此时会停止DC/DC、 DC/AC 的工作，持续1秒钟的时间，然后将S3断开。当S3断开的反馈信号发送给VCU，或者是在2s后将S4断开S4。而当S4反馈信号或延时3s 将信息发送给VCU, VCU会将“下电指令”发送给BMS， 由BMS将S1、S2按顺序断开，同时将“高压断开”信号发送给VCU， 而VCU收到信号后或者是延时4秒断开BMS供电接触器，也就完成了整个下电控制。
2.3非正常下电控制逻辑实施
当开关钥匙在ON档/START 档时，汽车出现了整车严重故障，此时系统会采取非正常下电流程。具体是ON档信号故障传送至VCU，就会在驱动系统、电池系统、绝缘这三种最高级故障中出现一种，使得VcU输出0电机扭矩，进行2秒延时，将闭合的S3断开，同时反馈接触器状态，当S3为闭合时，就会持续当前状态。当DC/DC、 DC/AC的使能信号保持50秒为有效的，那就会停止输出。若是三种故障中任意一个故障有效55秒，那么之就会将S4断开，同时反馈接触器状态，并将“下电指令”发送至BMS，等1秒过后，会将BMS进行低压电的切断。如果出现56秒钟内就有钥匙关闭的情况，此时VCU会马上进入和执行正常下电流程。
VCU主要功能有:①整车通信网络管理②整车工作模式控制③接收驾驶员指令，输出电机驱动扭矩，实现驱动系统控制④整车能量优化管理⑤监测和协调管理车.上其他用电器⑥故障处理及诊断功能⑦系统状态仪表显示。
整车控制器具体功能:
(1)接受、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望形势。
(2)与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通讯，通过CAN总线(以及关键信息的模拟量)进行状态的采集及控制指令的输出。
(3)接受处理各个零部件信息，结合能源管理但愿提供当前的能源状况信息
(4)系统故障的判断和储存，动态监测系统信息，记录出现的故障
(5)对整车具有保护功能，是故障的类别对整车进行保护，紧急情况可以关掉发电机及切断高压母线情况
(6)协调管理车上其他电器设备
整车控制器工作模式:
1.停车状态:纯电动客车处于停车状态，此时系统的主继电器断电，系统各个节点继续运2、充电状态:当纯电动客车处于停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器组合仪表显示电池充电状态,并对电池工作状态实时监测电池ECU进入充电状程序，并强制切断动力电机继电器的贿赂电源。
3.启动状态:在整车控制器确定拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙位置，这是系统中各个节点进入自检状态。
4、运行状态:拨动汽车钥匙位置到指定位置，整车控制器向电机ECU发送准备开车指令,整车控制器接收到就绪指令后，闭合主继电器，进入行车程序。同时，电池ECU进入电池管理程序。
5、车辆前进，后退状态:整车控制器通过对当前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号,动力电机控制器接收到方向信号和驱动转矩定制信号后，控制动力1电机进入运转状态,并根据方向信号并确定动力电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。
6、回馈制动状态:当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回溃制动要求的负扭矩给电机ECU电机ECU进入发电程序，电池ECU进入电池回馈管理程序。
7.机械制动状态:制动踏板离开制动回馈区，电机ECU停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池ECU停止回馈。
8、一般故障状态: ECU 监测到一般故障，整车控制器(报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息，通知其他的节点)，整个系统降级运行。
9、重大故障状态:ECU 报警(紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点)，必要时切断主继电器电源，系统停车。
新能源汽车整车控制器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。
一、电机控制器的概述根据GB/T 18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。
电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件，在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用，其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。
二、电机控制器的原理电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。
三、电机控制器的分类：
1、直流电机驱动系统电机控制器一般采用脉宽调制（PWM）斩波控制方式，
2、交流感应电机驱动系统电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速 方式实现电机调速，采用矢量控制或直 接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。
3、交流永磁电机驱动系统包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统，其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相 交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速；梯形波无刷直流 电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定，
4、开关磁阻电机驱动系统开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采 用模糊滑模控制方法。
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