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什么是电动汽车整车控制器vcu 介绍一
点击次数:41 发布时间:2020-09-19

        整车控制器(VCU),电动汽车的大脑,相当于电脑的Windows,手机的Andrio。作为电动汽车上全部电气的运行平台,它的性能优劣,直接影响其他电气性能的发挥,是整车性能好坏的决定性因素之一。
 

 

 

一、组成

 

结构组成:

 

VCU,结构上,由金属壳体和一组PCB线路板组成。

 

硬件组成:

 

功能上由主控芯片及其周边的时钟电路、复位电路、单片机开发预留接口电路和电源模块组成**小系统。

 

在**小系统以外,一般还配备数字信号处理电路,模拟信号处理电路,频率信号处理电路,通讯接口电路(包括CAN通讯接口和RS232通讯接口)

 
 

二、各电气与VCU之间是怎样工作的

 

        一些用于监测车体自身状态的信号或者车载部件中比较重要的开关信号、模拟信号和频率信号,由传感器直接传递给VCU,而不通过CAN总线。

 

        电动汽车上的其他具有**立系统的电气,一般通过共用CAN总线的方式进行信息传递。

 

 


1 、直接传递的信号们

 

       这里所说的开关信号包括:钥匙信号,档位信号,充电开关,制动信号等;

 

       模拟信号一般有:加速踏板信号,制动踏板信号,电池电压信号等;

 

       频率信号,比如车速传感器的电磁信号。

 

       输出的开关量,动力电池供电回路上的接触器和预充继电器,STM32单片机开发在一些车型上,由VCU负责控制。

 

2、 通过CAN交互的电气单元

 

       CAN总线上的通讯参与者地位不分主从,随时随地向总线发动信息。信息之间的先后顺序由发出信息者的优先**确定。优先**在通讯协议中已经做出规定,每条信息里都有发信者的地址编码;

 

       通讯中的信息编码,都有相应的通讯协议予以明确规定。谁发出什么样的代码提供哪些类型的信息,主要依据是供需双方的约定。比如下面表格中的电气单元地址编码,就是来自一份整车厂与VCU供应商的技术协议。

 

 

       CAN故障记录,是维修调试人员**好的小帮手。下图是通讯协议中对故障代码的规定,常见的故障类型都位列其中,只要对照协议表格,大家都可以读懂故障记录了。

 

 

       比较例外的是充换电相关的系统,由于通用性的强烈需求,通讯协议需要统一,有***标准予以统一编码(下文列举了相关国标)。

 

2.1 VCU与动力电池系统

 

       动力电池是纯电动汽车动力的***来源。VCU与电池管理系统(BMS)通过整车CAN总线进行信息交互。

 

       动力电池包实时监测并上报给VCU参数包括:总电流,总电压,**高单体电压,**低单体电压,**高温度,电池包荷电状态SOC(State of Charge),某些系统还监测电池包健康状态SOH(State of Health)。

 

       VCU发送给电池包的命令包括充电,放电和开关指令。

 

       充电,在**初的充电连接信号确认后,整车处于禁止行车状态,VCU交出控制权。整个充电过程由电池管理系统(BMS)和充电机共同完成,直至充电完成或者充电中断,车辆控制权重新回到VCU手中。

 

       放电,VCU根据驾驶员意图,推算出车辆的功率需求,换算成电流需求,发送给BMS。BMS根据自身SOC,温度和系统设计阈值,确定提供的电流值。

 

       当热管理系统需要使用电池包以外的资源时,需要电池包与VCU协调处理让管理过程,比如压缩机系统,冷却液循环系统等的开启关闭。如果热管理过程只涉及电池包内部电气,比如开启内置的PTC、加热膜加热,或者开启风扇降温,则信息只在电池包内部处理即可,不需要与VCU沟通。

 

       开关指令,在充放电开始之前,VCU控制整车强电系统是否上电,通过控制电池包的主回路接触器实现。在车辆运行过程中,遇到突发状况,VCU酌情判断是否闭合或者断开主回路接触器。

 

2.2 VCU与电机及其控制器

 

       VCU向电机控制器发送的指令,包含三个部分的描述,电机使能信息、电机模式信息(再生制动,正向驱动,反向驱动)以及相应模式下的电机转矩;

 

电机控制器向VCU上报电机和控制器的各种参数及故障报警信息,主要参数包括电机转速,电机转矩,电机电压和电流。

 

2.3 VCU与充电系统

 

       充电系统包括车载充电机,非车载充电机,广义上还包含换电系统。充换电系统(这里的“充”主要是指非车载充电机),出于**大通用性的考量,需要一套统一的通讯协议。下列国标都是目前的**新版本。

 

      GBT 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

 

      GB∕T 32895-2016 电动汽车快换电池箱通信协议

 

      GBT 32896-2016 电动汽车动力仓总成通信协议

 

      标准统一规定了充电流程,包括具体的通讯编码,通讯语句的内容。

 

      以充电枪与车辆上的充电接口的物理连接为开端,智能控制器开发整个充电过程中的信息互换都在电池管理系统和充电机之间进行,不再通过VCU。

 

 


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