新能源汽车“三电”技术之整车控制器介绍
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9月技术中心V课堂邀请新能源开发部三位工程师，带给大家”三电“技术系列知识，首先让我们来了解一下新能源汽车的大脑-整车控制器。
简称VCU (Vehicle Control Unit)， 是新能源车(纯电动、燃料电池、插电式混合动力)， 节能车(传统混合动力)上的特有的控制器，负责采集车辆在运行过程中产生的重要数据，并根据一定的逻辑对车辆进行有效控制。
如上图所示，整车控制器将接收到的车辆传感器反馈的信号以及驾驶员的驾驶意图进行逻辑运算，进而通过执行机构去按照驾驶员意图操纵车辆，VCU相当于车辆的大脑。
整车控制器功能介绍
新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、数字量输入和输出、开关量输入和输出、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源驱动等模块。整车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。整车控制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，进行运算和分析，通过CAN总线给电机和电池发送控制指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
上图所示为整车控制器功能详解，输入信息包括：加速踏板开度、制动踏板开度、档位信号和传感器信号等，经过整车控制器算法运算，将运算结果通过CAN网络发送给电机控制器、电池管理系统，仪表，空调控制器等等，还有一部分简单信号直接输出，不需要经过CAN总线，例如：车灯、鼓风机等等。
整车控制器功能说明
新能源汽车整车控制器基本上有以下几项功能：
1. 对汽车行驶控制的功能
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实时信息，为驾驶员提供决策输入；对整车各子系统的发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。
2. 整车的网络化管理
在现代汽车中，有众多电子控制单元和测量仪器，它们之间存在着数据交换，如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题，为了解决这个问题，德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网（CAN）。在电动汽车中，电子控制单元比传统燃油车更多更复杂，因此，CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与传输，网络状态的监控，网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
3. 制动能量回馈控制
新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有反馈制动的性能，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电池包中。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。
4. 整车能量管理和优化
在纯电动汽车中，电池除了给动力电机供电以外，还要给车载附件供电，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车载附件发出指令，限制车载附件的输出功率，来增加续驶里程。
5. 车辆状态的监测和显示
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汽车仪表盘，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，将状态信息和故障诊断信息经过汽车仪表显示出来。显示内容包括：电机的转速、车速，电池的电量，故障信息等。
6. 故障诊断与处理
连续监视整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，整车控制器对电机进行限功率控制，满足车辆缓慢行驶至维修点，如果是严重故障，直接控制车辆断电，等待救援车辆。
7. 外接充电管理
实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，如有充电故障及时处理，保障充电的安全性。
以上就是本期技术中心V课堂的全部内容，希望大家对新能能汽车整车控制器有一个简单直观的了解，谢谢大家！
编辑： 王菲 孙增佳
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