1、國外產品介紹

(1)豐田車輛控制器

豐田整車控制器原理圖如下所示：

該車為后輪驅動，左后輪和右后輪分別由兩個輪轂電機驅動。

其車輛控制器接收駕駛員的操作信號和汽車的運動傳感器信號。駕駛員的操作信號包括油門踏板信號、制動踏板信號、檔位信號和轉向角信號。汽車的運動傳感器信號包括水平擺動角速度信號、縱向加速度信號、橫向加速度信號和四輪速度信號。

整車控制器通過控制策略計算這些信號，通過左右兩組電機控制器和逆變器分別驅動左右后輪。

(2)日立車載控制器

日立純電動汽車控制器原理圖如下圖所示。

圖中的電動車為四輪驅動結構，前輪由低速永磁同步電機通過差速器驅動，后輪由高速感應電機通過差速器驅動。

整車控制器的控制策略是在不同工況下使用不同的電機驅動電動汽車，或者使用兩臺電機按照一定的扭矩分配比驅動電動汽車，以最大化系統(tǒng)動力傳輸效率。

電動汽車起步或爬坡時，前輪由低速大扭矩永磁同步電機驅動。當電動汽車高速行駛時，后輪由高速感應電機驅動。

(3)日產車輛控制器

日產聆風是一款配備鋰離子電池的5門5座純電動轎車，續(xù)航里程為160公里。使用200V家用交流電源，充滿電大約需要8小時；快速充電僅需10分鐘，即可提供足夠行駛50公里的電量。

日產聆風LEAF的整車控制器示意圖如下圖所示。它接收來自儀表組的車速傳感器和油門踏板位置傳感器的電子信號，并通過子控制器控制直流電壓轉換器DC/DC、燈光和其他組件?；到y(tǒng)、空調、電機、發(fā)電機、動力電池、太陽能電池、再生制動系統(tǒng)。

（4）英飛凌新能源汽車VCU HCU解決方案

該控制器兼容12V和24V供電環(huán)境，可作為整車控制器或混合動力控制器應用于新能源乘用車和商用車的電控系統(tǒng)中?？刂破鲗π履茉雌噭恿︽湼鳝h(huán)節(jié)進行管理、協(xié)調和監(jiān)控，提高汽車能源利用效率，保證安全可靠。

車輛控制器采集駕駛員的駕駛信號，通過CAN總線獲取電機和電池系統(tǒng)的相關信息，進行分析計算，通過CAN總線給出電機控制和電池管理指令，實現(xiàn)車輛驅動控制、能量優(yōu)化控制和生產。動態(tài)反饋控制。具有完善的故障診斷和處理功能。

此外，控制器還采用專門添加的16位處理器單元，實現(xiàn)主處理器的安全監(jiān)控和安全IO控制。

表現(xiàn)：

主控制器：英飛凌32位TC1782

安全控制器：英飛凌16/32位XC2000

工作電壓范圍：9~32V；

工作溫度范圍：-40~105；

通訊接口：3路*CAN； 1路*LIN；

數(shù)字輸入：26路

模擬量輸入：6路*10位@05V； 7通道*12位@012V；

低邊驅動器：14通道；

高邊驅動器：7通道；

傳感器供電：1路@Vbat； 4路@5V；

示例圖片：

2、國內產品

國內市場的車輛控制器主要由一些大學和研究單位開發(fā)。技術方案是通過微處理器的嵌入式結構編寫控制軟件代碼，實現(xiàn)高效驅動純電動汽車的功能。它一般采集油門踏板、制動踏板、檔位、車速等信號，利用CAN總線與電機控制器、電池管理系統(tǒng)進行通信，實現(xiàn)對整車的管理和控制。

（一）天津清源電動汽車有限公司、一汽天津夏利有限公司牽頭，中國汽車技術研究中心、天津大學、天津和平灣公司、天津藍天等十幾家單位高新公司參與合作開發(fā)XL2000型純電動汽車。其控制系統(tǒng)如下圖所示。

電動汽車采用集中式電機驅動方式，采用CAN通信總線連接各個控制節(jié)點。整車控制器對采集到的模擬量、開關量以及其他控制單元反饋的數(shù)據(jù)進行綜合處理，判斷車輛的行駛工況，控制電機等部件協(xié)調工作，保證純電動汽車的正常行駛。

（2）眾泰整車控制器眾泰2008EV是眾泰汽車集團研發(fā)的首款國產純電動SUV。 2009年3月參加上海車展。2010年7月，眾泰5008EV純電動汽車以10.08萬元的價格賣給杭州個人客戶，成為國內第一輛上路的純電動汽車。眾泰5008EV采用鋰離子動力電池，配備車載充電器，可采用家用電源充電模式或快充模式充電。最大功率27kW，最高車速可達110km/h，充滿電后續(xù)駛里程300公里，百公里電耗僅為12kW·h。目前，眾泰5008EV享受國家6萬元補貼和杭州地方補貼后售價為10.08萬元。眾泰2008EV整車控制器（VCU）原理圖如下圖所示。它連接油門踏板、控制電機控制器、電池管理系統(tǒng)、直流電壓轉換器DC/DC、電動助力轉向系統(tǒng)EPS、真空輔助系統(tǒng)、空調系統(tǒng)和儀表盤。整車控制器可以統(tǒng)計車內所有用電設備的耗電量，與動力電池提供的電量進行比較，并根據(jù)功率模型計算結果向電機控制器輸出控制器指令信號，電機控制器進行調整牽引電機的扭矩值。當車輛控制器接收到油門踏板輸入的用電需求信息時，根據(jù)車內所有用電設備的功率分布以及電池管理輸入的供電電池的電壓、電流等信息進行綜合分析系統(tǒng)，合理調整牽引電機。扭矩輸出保證足夠的牽引力。

3、國內某公司整車控制器詳細介紹

1. 說明：

整車控制器是純電動汽車的核心控制部件。其主要功能是收集車輛信息和駕駛員意圖、控制車輛運行、診斷車輛故障。

車輛組件拓撲：

主要功能：VCU完成車輛各模塊的監(jiān)控和通訊，是整車的“大腦”。

（1）車輛駕駛：收集駕駛員的駕駛需求，管理車輛動力分配；

(2)網(wǎng)絡管理：監(jiān)控通信網(wǎng)絡、信息調度、信息匯總、網(wǎng)關；

(3)儀表輔助驅動；

(4)故障診斷與處理：診斷系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器等部件的故障并進行相應的故障處理，并以標準格式存儲故障代碼。標準故障碼顯示；

（5）在線配置與維護：通過車載標準CAN口，基于標準接口進行控制參數(shù)修改、匹配標定、功能配置、監(jiān)控、調試能力等；

（6）能源管理：通過對電動汽車車載耗能系統(tǒng)（如空調、電泵等）的協(xié)調和管理，獲得最佳的能源利用；

(7)功率分配：通過整合車輛信息、電池和電機信息計算電機功率的分配，并進行車輛驅動控制和制動能量反饋控制。為了在系統(tǒng)允許的范圍內獲得最佳的行駛性能；

(8)真空助力泵控制及故障診斷、真空泵故障時電制動輔助控制；

(9) 坡道停車輔助控制；

(10) 斜坡起步時防止溜車的控制。

VCU性能參數(shù)——硬件性能參數(shù)：

(1)工作特性參數(shù)

工作電壓范圍：918V

功耗：50W

儲存環(huán)境溫度：-4090

工作環(huán)境溫度：-4085

工作濕度：90%，無凝露

指令執(zhí)行速度：20MIPS

(2) I/O功能指示燈

采集油門踏板、制動踏板、鑰匙信號、檔位信號等，控制車輛部件開關。

6路模擬電壓輸入：分辨率12bit，范圍0-5V

2路模擬電流輸入：分辨率12bit，范圍0-20mA

10路高端數(shù)字輸出：最大輸出電流2A

2路大功率高端數(shù)字輸出：最大輸出電流11A

4 個低側數(shù)字輸出：最大電流吸收1A

10個高端數(shù)字輸入：邏輯1閾值8V

8 個低側數(shù)字輸入：邏輯0 閾值 6V

電路噪聲：10mV

(3)通訊功能：

與電機控制器、電池管理系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)完成CAN總線通信。波特率達到250KHz，兼容J1939標準。三路獨立CAN總線，擴展性高。

(4)在可靠性和電磁兼容性方面，滿足：

防護等級QC/T413-2002 IP65

抗震QC/T413-2002

電磁兼容GB/T18655-2002

GB/T17619-1998

GB/T21437.2-2008

耐壓QC/T413-2002，具有過壓、過流、短路和反接保護

耐鹽霧性能：經24小時鹽霧試驗后，產品內部干燥，無腐蝕。常溫下即可正常使用。

電子控制器溫度沖擊10次循環(huán)后（溫度范圍：-40~85），轉換時間：

(2)驅動控制器策略

電動卡車需要根據(jù)實際運行工況制定適合車輛的運行策略，以達到提高運行效率、降低能耗的目的。因此，在響應駕駛員的油門踏板、制動踏板等信息時，需要根據(jù)當前車輛狀態(tài)進行修正，輸出合適的動力。

(3)能量回饋策略

能量回饋是指車輛制動時，利用電機的特性將電能反饋給動力電池，同時產生制動扭矩的能量回收策略。制動扭矩的安全輸出問題受到以下條件的制約：電池快充能力約束、電芯及SOC狀態(tài)約束、前后軸制動力平衡約束。

再生制動造成的車輛前后軸制動力分布不均勻，保證了ABS系統(tǒng)的可靠性和車輛制動系統(tǒng)的標準。

如下圖所示，如果仍然采用傳統(tǒng)汽車的定比例制動力分配策略，新的“機械+再生制動”分配曲線將在I曲線上方，在路面上后輪先制動附著力低。嚴重不穩(wěn)定的工況影響了ABS系統(tǒng)的可靠性。應研究電動卡車專用制動系統(tǒng)，確保車輛制動系統(tǒng)符合標準要求。

再生制動策略：限制最大再生制動力，當輪速低于一定閾值時退出能量再生制動。

(4)故障排除策略

對故障嚴格分類分級，根據(jù)實際情況制定故障處理機制，確保車輛安全運行。

故障分為三個級別：

A。低級故障：儀表聲光報警，車輛繼續(xù)行駛；

b.中級故障：儀表聲光報警，車輛以50%電量運行，儀表提示降低功率；

C。高等級故障：儀器聲光報警、停車、切斷高壓（絕緣電阻、短路、碰撞）。