关于纯电动汽车的整车控制器

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。

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、预留     接口   电路和     电源模块   组成最小系统。在最小系统以外,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     RS   232通讯接口)

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独立系统的电气,一般通过共用CAN总线的方式进行信息传递。

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   ,在一些车型上,由VCU负责控制。

 关于纯电动汽车的整车控制器_设计制作_电源/新能源

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级确定。优先级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;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,有国家标准予以统一编码。

动力电池是纯电动汽车动力的唯一来源。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,最高单体电压,最低单体电压,最高温度,电池包荷电状态SOC(Sta     te   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,在最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。

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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。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。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),出于最大通用性的考量,需要一套统一的通讯协议。

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,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。

采用复合制动系统的电动汽车,需要综合考虑     液压   制动系统,电机制动和防抱死系统(ABS)的协调一致性,进而需要有自己的管理系统,称为制动管理系统(BCU)。BCU可以独立于VCU之外,只通过CAN通讯,也可以把功能集成到VCU内部。

根据制动踏板的开度和开度变化的速度,VCU计算出车辆的制动需求力矩,传递给BCU。BCU根据车辆的具体状态做出具体力矩分配。车速中等的一般制动,直接切入电机能量回馈制动,以最大数量的回收制动能量;车速高,驾驶员急踩踏板,需要紧急制动。则BCU会首先启动液压制动系统,待减速状态稳定以后,再引入能量回馈制动,并逐渐加大比例。行驶在冰雪路面,BCU则会引入ABS,并将其优先级设置为最高,以车辆正常安全行驶为要。

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