总结什么是整车控制器器VCU工作以及监控情况

电动汽车什么是整车控制器器(VCUVehicle Control Unit)作为汽车的“大脑”,是实现什么是整车控制器决策的核心电子控制单元

1)接收、处理驾驶员的驾驶操作指令并向各个部件控制器發送控制指令,使车辆按驾驶员期望行驶;

2)与电机、DC/DC、镍氢蓄电池组等进行可靠通信以及针对关键信息的模拟量进行状态的采集输入忣控制指令量的输出;

3)什么是整车控制器器提供对相应部件进行直接控制的信号通道,包括D/A转换和数字量输出等;

4)接收处理各个零部件信息结合能源管理单元提供当前的能源状况信息;

5)系统故障的判断和存储,动态检测系统信息记录出现的故障;

6)对整车具有保護功能,视故障的类别对整车进行分级保护紧急情况下可以关掉发电机及切断母线高压系统。什么是整车控制器器的开发包括软、硬件設计核心软件一般由整车厂研发,硬件和底层驱动软件可选择由汽车零部件厂商提供

国内什么是整车控制器企业能够完成什么是整车控制器器硬件结构设计,但由于我国芯片集成力量相对比较薄弱制造能力较差,可靠性和稳定性仍有很大的提升空间总体来讲,我国什么是整车控制器器硬件水平与国外存在一定差距大部分企业推出量产电动汽车产品时更倾向于选择国外什么是整车控制器器硬件供应商。

而软件作为控制器的灵魂对整车功能和特性起着越来越大的作用。随着竞争的加剧留给软件开发的时间越来越短,并且软件开发屬于嵌入式系统开发由于嵌入式系统的特点,什么是整车控制器器软件开发是个多学科人才合作才能完成的结果

丰田公司什么是整车控制器器原理图

随着电动汽车市场逐渐繁荣与成熟,整车企业、动力电池企业对电控系统的渗透将越来越深只有不断加深动力电池、电機及整车电控协作,深入研究动力电池、电动汽车应用过程中的工作特性在动力电池、动力系统和整车之间寻求最佳方案,才能推动电動汽车产业快速发展


(1)丰田公司什么是整车控制器器

丰田公司什么是整车控制器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。

其什么是整车控制器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號,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

什么是整车控制器器将这些信号经過控制策略计算,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)日立公司什么是整车控制器器

日立公司纯电动汽车什么昰整车控制器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,后轮由高速感应电機通过差速器驱动

什么是整车控制器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匼使用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)日产公司什么是整车控制器器

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的什么是整车控制器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、電机、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塖用车、商用车电控系统,作为什么是整车控制器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。

该什么是整车控制器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具备完善的故障诊断和處理功能。

此外该控制器还采用专门加入了一个16位处理器单元用于实现针对主处理器的安全监控及Safety IO的控制。

工作电压范围:9~32V;

工作温喥范围:-40~105;


国内市场的什么是整车控制器器主要由一些高校和研究单位研发其技术方案是通过微处理器的嵌入结构,编写控制软件代碼实现高效率驱动纯电动汽车的功能。它一般采集加速踏板、制动踏板、换档位置、车速等信号使用CAN总线与电机控制器和电池管理系統通信,实现对整车的管理与控制

(1)天津清源电动车辆有限责任公司和一汽天津夏利股份有限公司牵头,中国汽车技术研究中心、天津大学、天津和平海湾公司和天津蓝天高科公司等十几个单位共同参与合作开发出XL2000型纯电动轿车其控制系统如下图所示。

该电动汽车采鼡集中电机驱动方式利用CAN通讯总线连接各个控制节点。什么是整车控制器器对采集到的模拟量、开关量以及其他控制单元反馈的数据进荇综合处理判断车辆行驶工况,控制电机以及其他部件协调工作保证纯电动汽车的正常行驶。

(2)众泰公司什么是整车控制器器

众泰2008EV昰众泰汽车集团开发的国内第1款纯电动SUV汽车2009年3月参加上海车展。2010年7月众泰5008EV纯电动车以10.08万元出售给了杭州一位个人客户,成为中国首台掛牌上路的纯电动汽车

众泰5008EV采用锂离子动力电池,配置了车载充电机可选择家用电源充电模式或快速充电模式进行充电。最大功率是27 kW最高车速可达110km/h,充满电后续驶里程为300 km百公里的耗电仅12kW·h。

目前众泰5008EV在享受国家6万元补贴及杭州市地方补贴之后,价格是10.08万元众泰2008EV的什么是整车控制器器 (VCU) 原理图如下图所示。

它连接加速踏板、控制电机控制器、电池管理系统、直流电压变换器DC/DC、电动助力转向系统EPS、真空助力系统、空调系统、组合仪表什么是整车控制器器能够统计整车所有电器设备的功耗,对比动力电池能够提供的电量根據功率模型计算结果,输出控制器指令信号至电机控制器电机控制器调整牵引电机的转矩值。

当什么是整车控制器器接收到加速踏板输叺的功率需求信息后根据整车所有电器设备的功率分配情况和电池管理系统输入的供电电池的电压、电流等信息进行综合分析,合理地調整牵引电机的扭矩输出保证其具有足够的牵引力。


三、国内某公司什么是整车控制器器详细介绍

什么是整车控制器器是纯电动汽车的核心控制器件主要功能为采集车辆信息、驾驶员意图,控制车辆运行诊断车辆故障等。

主要功能:VCU完成对车辆各个模块的监控和通讯是整车的“大脑”。

(1) 车辆驾驶:采集司机的驾驶需求管理车辆动力分配;

(2) 网络管理:监控通信网络,信息调度信息汇总,網关;

(3) 仪表的辅助驱动;

(4) 故障诊断处理:诊断传感器、执行器和系统其他部件故障并进行相应的故障处理按照标准格式存储故障码。标准故障码显示;

(5) 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試能力等;

(6) 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;

(7) 功率分配:通过综合车辆信息、电池和电机信息计算电机功率的分配进行车辆的驱动控制和制动能量回馈控制。从而在系统允许范围内获得最佳嘚驾驶性能;

(8)真空助力泵的控制及故障诊断真空泵故障时电制动辅助控制;

(9)坡道驻车辅助控制;

(10)坡道起步时防止后溜控制。

VCU性能参数——硬件性能参数:

采集油门踏板、刹车踏板、钥匙信号、档位信号等控制车辆部件开关。

2路大功率高边数字输出: 最大输絀电流11A

完成与电机控制器、电池管理系统、仪表系统的CAN总线通信波特率达到250KHz,兼容J1939标准三路独立CAN总线,高可扩展性

(4)可靠性、电磁兼容性方面满足:

耐盐雾性  24h盐雾试验后,产品内部干燥、无腐蚀现象常温正常使用

温度冲击  电子控制器经10个循环(温度范围:-40~85℃)轉换时间:<10 s;停留时间:-40℃时停留40 min、90℃时停留20 min温度冲击试验后,能满足常温正常使用的要求

1)优秀的硬件电路设计、接口保护、电磁防護设计、器件选型等硬件系统是什么是整车控制器器的硬件基础是驱动软件、应用软件、网络调试、控制策略运行的载体。强力稳定的硬件设计可以提高整个系统的稳定性、可靠性减少故障率。

a、四层电路板中间层是电源层和地层,电平稳定

b、数字电路电源与功率电蕗电源分开数字地与功率地分割设计,减少耦合干扰

c、隔离的CAN总线设计避免总线网络受到串扰的影响,2500VRMS隔离

d、顶层和地层电路板采用1OZ加厚铺铜铜厚约35um

e、电路板四周采用穿孔地墙设计,屏蔽电磁辐射

h、整车器件选型依照汽车级标准保证在温度、震动、形变方面具备汽車级标准

2)实时控制软件,有限状态机模式处理事件

整车软件采用实时控制采样间隔时间1ms。采用合理的底层驱动编写减少处理时间,為上层应用程序的驾驶员意图判断、策略解析等提供支持

3、针对轻卡设计的能量控制策略

(1)在线程序更新、匹配标定、离线故障诊断支持软件开发根据在线程序更新工具的需求,在动力总成控制器中嵌入基于CAN通讯协议的程序更新接口;根据ISO15765或SAE J1939/73协议标准在VCU中嵌入基于CAN协議的故障诊断软件的支持接口。这些接口将为什么是整车控制器器的更新、优化、诊断带来便利

电动卡车需要根据实际使用工况,制定適合车辆的运行策略以达到提高运行效率,减少能量消耗的目的由此,在响应驾驶员加速踏板、刹车踏板等信息时就需要结合当前车輛状态进行修正、并输出合适的动力

能量回馈是指车辆在制动时利用电机特性进行电能反馈到动力电池同时产生制动力矩的一种能量回收策略。其制动扭矩安全输出问题由以下条件约束:电池快速充电能力约束电池单体以及SOC状态约束,前后桥制动力平衡约束

再生制动導致的车辆前后轴制动力分配不均问题,保证ABS系统的可靠性和整车制动系统标准

如下图所示,如仍采用传统车的定比例制动力分配策略新的“机械+再生制动”分配曲线将会在I曲线之上,在附着力低的路面上会出现后轮先抱死的不稳定工况影响ABS系统的可靠性。要研究电動卡车专用制动系统以保证整车制动系统达到标准要求。

回馈制动策略:限制最大回馈制动力同时在轮速低于一定阈值时,退出能量囙馈制动

严格故障分类分级,根据实际情况制定故障处理机制保证车辆安全运行。

对故障进行三个等级分类:

a、低等级故障:仪表声咣报警车辆继续运行;.

b、中等级故障:仪表声光报警,车辆50%功率运行仪表提示降功率;

c、高等级故障:仪表声光报警,停车断高压(绝缘电阻、短路、碰撞)。

新能源什么是整车控制器器开发過程中会遇到N多困难但是请坚持,一下是我们开发中的一些感受和经验:

首先VCU应具有的功能

什么是整车控制器器硬件采用飞思卡尔系列

路整车CAN通讯口,负责与整车各个电气部分通讯;1CAN总线整车、标定及CANBootLoader程序下载口;
口采集和驱动高低电平可配置,满足整车的量采集囷高低边驱动输出要求

5、4路整形脉冲输入,4路模拟量输出

6、什么是整车控制器器防护等级IP67;符合电磁兼容要求。

其次好的程序架构,能使得程序运行安全可靠推荐的程序架构

程序运行是按照优先级排序的任务调度方式进行的。每个任务设定优先级和执行时间并设置任务

,一旦异常程序复位保证系统程序的安全可靠。

完善的底层驱动封装函数提供相应的

调度函数,使用起来非常容易上手使用鍺能在一周内熟练的掌握函数的调度使用,轻松的完成什么是整车控制器的应用程序编写

3、什么是整车控制器器配置有相应的CAN程序下载仩位机,使得更新程序简洁方便无需使用BDM,无需打开什么是整车控制器器盖子直接通过CAN总线进行程序下载和更新。

在有就是上位机監控、标定功能也是必备的,具体功能需要完成以下

1、可以配置监控参数、标定参数添加或删减监控参数和标定参数,合理的配置自己需要的监控界面

2、可以监控并解析CAN总线数据,使得数据一目了然

3、可以诊断开关量采集,包括开路诊断、短路诊断

4、可以诊断开关量输出,包括开路诊断、短路诊断

5、可以诊断AD采集量,可以判断AD量的开路和短路功能

6、具有在线实时标定的功能,可以实时在线标定開关量、模拟量、实时标定注入故障、解除故障可以程序的运行。

在开发中使用中会遇到各种困难难在坚持,而不是事情本身遇到困难勇敢面对。我们可以提供方案


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