纯电动汽车整车控制器的设计

合集下载

新能源电动汽车的车辆电子控制系统设计

充电安全保障
提供过压保护、过流保护、过温保护等功能，确保充电过程的安全性。
充电状态监测
实时监测充电电流、电压、温度等参数，为充电设备的维护和故障诊断提供依据。
能量回收系统的优化
01
能量回收效率提升
通过改进能量回收电路和控制策略，提高能量回收效率，延长续航里程
。
02
能量回收安全保障
确保能量回收过程中车辆的稳定性和安全性，防止对电池和其他部件造
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
新能源电动汽车的车辆电子控制系统设计
REPORTING
CATALOGUE
目录
• 引言 • 车辆电子控制系统概述 • 新能源电动汽车的特性与需求 • 新能源电动汽车的车辆电子控制系统设计 • 新能源电动汽车的车辆电子控制系统优化 • 新能源电动汽车的车辆电子控制系统实例分析
PART 01
引言
背景介绍
01
02
03
能源危机
随着传统能源的日益枯竭，能源危机已成为全球关注的问题。
环境问题
传统燃油车的尾气排放对环境造成严重污染，新能源汽车成为环保需求下的必然趋势。
技术进步
电子控制技术的不断发展为新能源汽车的研发提供了技术支持。
目的和意义
节能减排
新能源电动汽车能够显著降低碳排放，缓解能源危机，对环境保护具有重要意义。
实时监测充电电流、电压、温度等参数，确保充电过程安全可靠。
能量回收系统的设计
能量回收控制
在制动或滑行过程中，控制电机回收车辆动能并转化为电能储存于电池中。
能量回收效率优化
优化能量回收控制策略，提高能量回收效率和车辆续航里程。

新能源汽车的整车控制系统设计研究

新能源汽车的整车控制系统设计研究随着全球环保意识的增强和可再生能源技术的快速发展，新能源汽车的市场规模逐渐扩大。

整车控制系统作为新能源汽车的核心组成部分，其设计与实现直接影响到车的安全性、可靠性和使用性能。

因此，对新能源汽车整车控制系统的研究具有重要的现实意义。

整车控制系统的定义与功能整车控制系统是通过对电动汽车各个部件的协调与控制，实现对整车功能的高效管理。

传统汽车的控制系统主要集中于发动机和变速箱的控制，而新能源汽车则涉及电池组、驱动电机、能量管理系统和智能化辅助系统等多个方面。

整车控制系统的主要功能包括动力分配、能量管理、智能辅助驾驶、车辆状态监测等。

整车控制系统设计的重要性在于，它不仅需要实现机械部件的基本功能，如加速、制动、转向等，还需要通过高效的能量管理系统，以提高车辆的续航里程和整体能效。

此外，随着智能驾驶技术的发展，整车控制系统还需要具备高度的智能化，能够响应复杂的道路和交通情况，为驾驶者提供更安全、可靠的驾驶体验。

设计要素与架构整车控制系统的设计涉及多个学科，包括电子技术、控制工程、计算机科学、信号处理等。

其基本架构一般可以分为感知层、决策层和执行层。

感知层包括各种传感器和监测设备，如车速传感器、温度传感器、位置传感器等。

这些传感器能够实时获取车辆周围环境和自身状态的信息。

通过数据融合技术，将来自不同传感器的数据进行综合处理，可以构建出更加准确的环境模型。

决策层则负责根据感知层提供的信息，进行系统分析和决策。

通常采用控制算法、优化算法等方法，来处理传感器数据，并根据车辆的状态和驾驶环境，制定合适的控制策略。

决策层可以使用人工智能算法，如深度学习和强化学习等，以不断优化决策过程，提升系统的智能化水平。

执行层负责将决策层的指令转化为具体的控制信号，直接作用于各个执行机构，包括电机驱动控制、刹车控制、转向控制等。

这一层需要精确、迅速地响应，以确保操控的实时性与可靠性。

能量管理系统设计能量管理系统（Energy Management System，EMS）是新能源汽车整车控制系统设计中的关键组成部分。

电动汽车VCU和BMS集成控制器硬件设计

一、概述
整车控制器是纯电动汽车控制系统的核心，它负责接收驾驶员的控制指令，根据车辆的运行状态和电池的电量等信息，控制车辆的加速、减速、制动等动作，同时还要监控电池的状态和充电情况，保证车辆的安全性和续航能力。
二、硬件设计
1、中央控制单元
中央控制单元是整车控制器的核心部件，它负责处理各种传感器和开关量信号，根据车辆的运行状态和驾驶员的意图，控制车辆的加速、减速、制动等动作。同时，中央控制单元还要与电池管理系统、充电控制系统等其他部件进行通信，实现整车信息的实时监控和控制。
5、通信接口：BMS需要与VCU、充电桩等其他设备进行数据交换。因此，需要配置相应的通信接口，如CAN、LIN等。考虑到电池管理系统的通信需求和数据安全性，应选择具有高速、稳定、安全的通信接口。
6、故障诊断和处理单元：BMS应具备故障诊断和处理能力，能够对电池组进行实时监测和故障预警。因此，需要配置相应的故障诊断和处理单元，包括故障检测、故障处理、故障记录等功能。
电动汽车VCU和BMS集成控制器硬件设计
目录
01 一、VCU硬件设计
03
三、VCU和BMS的集成设计
02 二、BMS硬件设计 04 参考内容
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，电动汽车在交通领域的应用越来越广泛。作为电动汽车的关键部分，车辆控制单元（VCU）和电池管理系统（BMS）的集成控制对于整车的性能和安全性具有至关重要的意义。本次演示将探讨电动汽车VCU和BMS集成控制器的硬件设计。
（4）安全保护措施：采用防电击、防泄漏等安全保护措施确保人员的安全。
3、可维护性设计
可维护性是指控制系统出现故障时容易维修和恢复的程度。在硬件设计过程中，应考虑以下几点：

整车控制器方案

整车控制器方案引言整车控制器是电动车辆中的核心部件，负责控制电动机的启停、速度调节和制动等功能。

本文档旨在介绍一种基于嵌入式系统的整车控制器方案，包括硬件设计和软件开发的相关内容。

硬件设计整车控制器的硬件设计是保证系统稳定运行的重要基础。

以下是硬件设计的主要考虑因素和方案。

1. 控制器选型控制器的选型是硬件设计的第一步。

需要考虑的因素包括控制器的计算能力、输入输出接口、可扩展性等。

我们选择了一款高性能的嵌入式控制器作为整车控制器的核心。

2. 电源系统设计电源系统设计是确保整车控制器供电稳定的关键。

为了保证系统工作的稳定性和可靠性，我们设计了一个多级稳压电源系统，能够在不同工作环境下稳定输出所需的电压和电流。

3. 电机驱动电路设计电机驱动电路将控制信号转换为电机运行所需的电流和电压。

我们采用了一种高性能的电机驱动芯片，能够提供稳定的电流输出，并具备过压、过流、过温保护功能。

4. 传感器接口设计整车控制器需要与各种传感器进行数据交互，以实时获取电机转速、车速、电池状态等信息。

因此，我们在硬件设计中考虑了传感器接口的设计，以保证数据的准确性和稳定性。

5. 通信接口设计为了实现整车控制器与外部设备的通信，我们设计了多种通信接口，包括CAN 总线、RS-232接口等。

这些接口可以与其他车辆系统进行数据交换，实现整车的智能化控制和监控。

软件开发整车控制器的软件开发是实现各种功能和算法的关键。

以下是软件开发的主要内容和步骤。

1. 系统架构设计在软件开发的开始阶段，我们需要进行整车控制器的系统架构设计。

这涉及到各个模块的功能划分、任务调度等问题。

我们采用了面向对象的设计思想，将整个系统划分为多个模块，便于代码的管理和维护。

2. 驱动程序开发驱动程序是整车控制器与硬件之间的桥梁，负责与电机驱动芯片、传感器等进行数据交互。

我们根据硬件设计的要求，开发了相应的驱动程序，并进行了严格的功能测试和性能优化。

3. 控制算法开发整车控制器需要实现电机的启停、速度调节和制动等功能。

新能源汽车整车控制器的改进设计与应用

新能源汽车整车控制器的改进设计与应用汇报人：目录•引言•整车控制器的改进设计•改进后的整车控制器的应用•实验验证与性能评估•结论与展望01引言新能源汽车整车控制器概述新能源汽车整车控制器是新能源汽车的核心控制系统，负责协调和管理电池、电机、充电系统等各个核心部件的工作，确保车辆的高效、安全运行。

构成与原理整车控制器通常由硬件电路、控制算法、传感器等部分组成，基于先进的控制理论和算法，实现对新能源汽车各个系统的精确控制。

优秀的新能源汽车整车控制器能够提高车辆的动力性、经济性和安全性，使得新能源汽车更加符合消费者的需求和期望。

性能提升随着新能源汽车市场的不断扩大和技术竞争的加剧，整车控制器的改进设计与应用将成为新能源汽车产业升级的关键驱动力。

产业升级新能源汽车整车控制器的重要性本报告旨在分析当前新能源汽车整车控制器的技术现状与挑战，提出改进设计方案，并探讨其在实际应用中的性能和经济效益。

目的报告将首先介绍新能源汽车整车控制器的研究背景与意义，然后分析现有技术的问题与挑战，接着详细介绍改进设计方案，最后探讨新设计在实际应用中的性能表现和潜在的市场价值。

结构报告的目的和结构02整车控制器的改进设计随着半导体技术的发展，新一代的核心芯片具有更高的计算能力和更低的功耗，可以提升整车控制器的性能并降低能耗。

核心芯片升级增加更多类型和高精度的传感器，如电流、电压、温度、速度和位置等，以提高对车辆状态的实时监控和精度。

多传感器融合通过优化PCB布局、选用低辐射元器件、增加滤波电容等手段，提高控制器的电磁兼容性，减少对外界的电磁干扰。

强化电磁兼容设计引入AI技术通过深度学习、神经网络等AI技术，实现车辆行为预测、故障诊断等高级功能，提升整车的智能化水平。

算法优化采用先进的控制算法，如模型预测控制（MPC）、滑模控制等，以提高控制器的响应速度和控制精度。

模块化设计将软件划分为多个独立的功能模块，便于代码的维护、升级和移植。

电动汽车整车控制器设计规范--

电机控制器接受整车控制器的控制和扭矩指令，负责电机的驱动控制，并对电机状态进行监控以及电机的热管理。
电池管理系统执行电池系统的管理，对电池的电气参数和热参数测量，完成电量计算和安全管理以及均衡管理。
综合维护终端主要应用于车辆调试和标定过程中显示整车各个系统的状态，并完成匹配标定工作，同时通过综合维护平台可以远程监控车辆的数据和位置。
纯电动客车动力总成CAN总线通讯系统的拓扑网络模型如图1所示。采用CAN2.0B的扩展格式，通信速率采用250K。其中CAN总线上的节点主要包括：整车控制器、电机控制器、发电机控制、动力电池组管理系统、维护终端等。
整车控制器通过采集司机驾驶信号，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对所配置的不同车型，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。
3整车控制器开发流程
现代的开发流程是采用计算机辅助工具来进行的，可以支持从需求定义直到最终产品的全过程。图2表达了这一流程的简化模式—V模式。自顶向下，开发逐渐细化最终形成开发的ECU原型。从下向上，通过测试形成与最初设想一致的产品。提供支持这一流程的工具一直是研究部门与工业厂商的重要课题。德国科技部门联合汽车制造商、开发商、工具提供者、与研究部门共同制定新的开发流程。经过对国外汽车著名开发商如: Audi, AVL, BMW, Bosch, Ricardo Engineering, Siemens, Ford等的了解，他们普遍采用现代的设计开发流程：离线功能仿真—快速控制原型—自动代码生成—硬件在回路仿真—参数标定所构成的“V模式”。新的开发流程符合国际汽车行业标准(ASAM/ASAP)。
电动汽车整车控制器设计规范--
—————————————————————————————Байду номын сангаас——作者：

纯电动汽车整车控制器设计

纯电动汽车整车控制器设计摘要：当今世界由于环境问题和能源问题日益突出，使用电动汽车已经成为了趋势，电动车行业轮毂电机的使用已经非常广泛，但是电动汽车控制器的研发和使用尚未完善，本课题设计内就是以轮毂电机为动力的电动汽车整车控制器。

本课题对纯电动汽车控制系统分析和研究，对整车控制器输入输出信号的类型和功能来明确整车控制器的设计要求及控制器的设计要求本课题首先选定MC9S08DZ60芯片为纯电动汽车控制器,使用软件Protl99SE对纯电动汽车的整车控制器的硬件进行设计。

然后结合分层设计思路和模块化设计思路，对纯电动汽车的整车控制器的软件架构、软件主程序进行构思设计，实现了纯电动汽车整车控制器各模块的功能和作用。

关键词：纯电动；Protl99SE；轮毂电机；控制器Design of vehicle controller for electric vehicleAbstract：Due to the increasingly prominent environmental problems and energy problems, the use of electric vehicles has become a trend, the use of electric vehicle hub motor is very extensive, but the development and use of electric vehicle controller is not perfect, this paper design is a wheel motor as the power of electric vehicle controller. Through the analysis and research of the control system of pure electric vehicle, combined with the type and function of the vehicle controller input and output signal, the requirements of the pure electric vehicle controller design, determine the pure electric vehicle controller design. This paper first selects mc9s08dz60 chip as pure electric vehicle controller, using software protl99se to design the hardware of the vehicle controller of pure electric vehicle. Then combined with the layered design idea and modular design idea, the software architecture and software main program of pure electric vehicle controller are designed, the function and function of each module of pure electric vehicle controller.Key words: pure electric; Protl99se; Wheel hub motors; Controller目录摘要 (I)Abstract. (II)目录...................................................................................................................................... I II 1绪论 . (1)1.1纯电动汽车发展现状 (1)1.2纯电动汽车关键技术 (2)1.3纯电动汽车的电子控制系统的研究现状 (5)1.4本文的主要工作内容 (9)2 纯电动汽车控制系统的方案设计 (10)2.1 纯电动汽车行驶工况分析 (10)2.2各工况控制策略研究 (10)2.3纯电动汽车结构特点分析 (12)2.4纯电动汽车控制系统总体设计 (14)2.5纯电动汽车控制器设计方案 (16)3 纯电动汽车整车控制器硬件设计 (19)3.1整车控制器MCU选型设计 (19)3.2最小系统设计 (19)3.2.1 供电电路 (19)3.2.2时钟电路 (20)3.3信号处理电路 (21)3.3.1开关信号处理电路 (21)3.3.2踏板信号处理电路 (21)3.3.3通讯接口电路 (22)4 纯电动汽车整车控制器软件开发 (25)4.1控制器软件架构总体设计 (25)4.2控制器底层软件开发 (27)4.2.1初始化子程序 (27)4.2.2 信号采集处理子程序 (28)4.3 通讯接口子程序 (31)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论1.1纯电动汽车发展现状大家都知道，当今世界能源问题和环保问题的日益突出，随之而来的就是新能源的开发和利用，新能源中电能几乎是最清洁的燃料，因为它在使用过程中几乎没有污染，现在人们的正常生活离不开汽车，燃油汽车的如果能够被取缔，那么将大大的有利于能源的节约和环境的保护，因为纯电动汽车[1]的出现时必然的。

电动汽车整车控制器设计及测试

电动汽车整车控制器设计及测试DOI ：10.19557/ki.1001-9944.2019.03.004黄其1，2，薛利昆2，罗玲2，王伟建2（1.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵阳550081；2.西北工业大学自动化学院，西安710072）摘要：电动汽车无排放、低噪声、乘坐舒适，现已得到广泛应用。

整车控制器VCU 是电动汽车控制的中心，接收驾驶员的操作指令，实时监控电池管理系统、电机系统和其它附件的状态，运算处理后将控制指令发给汽车各个部件。

该文采用英飞凌XC2267M 单片机开发了电动汽车整车控制器，介绍了硬件结构和主要程序功能；并根据其功能和信号类型设计了测试系统，包括信号板（开关量和模拟量输入，输出显示）、USBCAN 通信卡和LabVIEW 上位机，上位机模拟各个部件收发CAN 报文、同时显示整车运行状态，测试系统可以配合整车控制器完成各项性能测试。

关键词：整车控制器；英飞凌XC2267M ；USBCAN ；LabVIEW 中图分类号：U 469.7文献标志码：A文章编号：1001-9944（2019）03-0014-05Design and Test of Vehicle Control Unit for Electrical VehicleHUANG Qi 1，2，XUE Li -kun 2，LUO Ling 2，WANG Wei -jian 2（1.National Engineering Research Center for Small and Special Precision Motors ，G uiyang 550081，Chi na ；2.School ofAutomation ，N orthwestern Polytechnical University ，X i ’a n 710072，Chi na ）Abs tract ：The re is an increasing interest in electric vehicles due to its high comfort ，n o emissions and low acoustic noise.This paper introduces the construction of vehicle control unit （VCU ）i n electrical vehicle ．The hardware design of VCU based on Infineon XC2267M is presented and the funcions of the VCU are analyzed ，the strategies of torque control and power management are put forward.A test system based on LabVIEW with CAN bus is developed for VCU.The experiment shows that the hardware design of VCU is reasonable and the control strategies is satisfying ．Key words ：ve hicle control unit （VCU ）；In fineon XC2267M ；U SBCAN ；L abVIEW收稿日期：2018-11-12；修订日期：2019-01-30基金项目：贵阳市科技计划项目2018（07-04）作者简介：黄其（1986—），男，博士研究生，电气工程师，研究方向为新能源汽车驱动控制和检测、物联网智能机器人等。

电动汽车用整车控制器总体设计方案

电动汽车用整车控制器总体设计方案目次　1 文档用途 (1)2 阅读对象 (1)3 整车控制系统设计 (1)3.1 整车动力系统架构 (1)3.2 整车控制系统结构 (2)3.3 整车控制系统控制策略 (3)4 整车控制器设计 (4)5 整车控制器的硬件设计方案 (5)5.1 整车控制器的硬件需求分析 (5)5.2 整车控制器的硬件设计要求 (6)6 整车控制器的软件设计方案 (7)6.1 软件设计需要遵循的原则 (7)6.2 软件程序基本要求说明 (7)6.3 程序中需要标定的参数 (7)7 整车控制器性能要求 (8)整车控制系统总体设计方案　1 文档用途　此文档经评审通过后将作为整车控制系统及整车控制器开发的指导性文件。

2 阅读对象　软件设计工程师硬件设计工程师产品测试工程师其他相关技术人员3 整车控制系统设计　3.1 整车动力系统架构　如图1所示，XX6120EV纯电动客车采用永磁同步电机后置后驱架构，电机○3通过二挡机械变速箱○4和后桥○5驱动车轮。

车辆的能量存储系统为化学电池（磷酸铁锂电池组○8），电池组匹配电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）用以监测电池状态、故障报警和估算荷电状态（State of Charge，简称SOC）等，电池组提供直流电能给电机控制器○2通过直-交变换和变频控制驱动电机运转。

整车控制器○1（Vehicle Control Unit，简称VCU）通过CAN（Control Area Network）和其它控制器联接，用以交换数据和发送指令。

该车采用外置充电机传导式充电，通过车载充电插头利用直流导线联接充电机○9，充电机接入电网。

○1整车控制器○2电机控制器○3交流永磁同步电机○4变速箱○5驱动桥○6车轮○7电池管理系统○8磷酸铁锂动力电池组○9外置充电机○10电网连接插座图1 整车动力系统架构简图　XX6120EV大量采用了一体化电动附件，如一体化电动空调、集成电‐液转向系统、电子真空助力器和电控PTC采暖系统等。

纯电动汽车整车控制器(VCU)设计方案

3.1 整车及控制策略仿真 ................................................................................................................... 3 3.2 整车软硬件开发 ........................................................................................................................... 4
纯电动车辆以整车控制器为主节点、基于高速 CAN 总线的分布式动力系统控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。整车控制器的功能如下： 1) 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆的动力。 2) 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。 3) 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件的故障，并进行相应的
纯电动汽车整车控制器设计方案书
目录
1 整车控制器控制功能和原理 ................................................................................................................... 1 2 电动汽车动力总成分布式网络架构 ....................................................................................................... 2 3 整车控制器开发流程 ............................................................................................................................... 3

纯电动汽车整车控制器(TAC)

整车控制器实物图如图二所示。

性能指标：1）工作环境温度：-30℃—+80℃2）相对湿度：5%~93%3）海拔高度：不大于3000m4）工作电压：18VDC—32VDC5）防护等级：IP65功能指标：1）系统响应快，实时性高2）采用双路CAN总线（商用车SAE J1939协议）3）多路模拟量采样(采样精度10位)；2路模拟量输出（精度12位) 4）多路低/高端开关输出5）多路I/O输入6）关键信息存储7）脉冲输入捕捉8）低功耗，休眠唤醒功能该项目使用的INFINEON的物料清单：IPG20N06S2L-65xxxxxx发表于2012-5-23 11:27:45 |只看该作者||整车控制器（VMS，vehicle management Syetem），即动力总成控制器。

是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽车正常行驶。

作为汽车的指挥管理中心，动力总成控制器主要功能包括：驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，它起着控制车辆运行的作用。

因此VMS的优劣直接影响着整车性能。

纯电动汽车整车控制器(Vehicle Controller)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。

与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制。

整个车辆系统采用一体化集成控制与分布式处理的车辆控制系统的体系结构，各部件都有独立的控制器，整车控制器对整个系统进行能量管理及各部件的协调控制。

为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。

整车控制器主要由控制器主芯片，Flash存储器和RAM存储器及相关电路组成，控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。

简述纯电动汽车整车控制器控制逻辑

纯电动汽车整车控制器是电动汽车的关键部件之一，负责控制电动汽车的动力传动系统、能量管理系统以及车辆各部分的协调运行。

整车控制器的控制逻辑关乎着电动汽车的性能、能效和安全性。

下面将从控制逻辑的设计原则、各部分功能模块的控制逻辑和控制逻辑的效能优化等方面简述纯电动汽车整车控制器的控制逻辑。

一、控制逻辑的设计原则纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计要满足以下几个原则：1. 安全性原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持稳定、安全的运行。

2. 效能原则：控制逻辑设计应确保车辆在各种工况下能够保持最佳的能效。

3. 灵活性原则：控制逻辑设计应确保车辆在不同工况下能够有良好的响应能力和适应能力。

二、功能模块的控制逻辑整车控制器包括能量管理系统、动力传动系统和车辆管理系统等功能模块。

各功能模块的控制逻辑如下：1. 能量管理系统的控制逻辑：能量管理系统负责管理电池的充放电过程、能量回收过程和能量分配过程。

其控制逻辑主要包括电池状态估计、SOC控制、能量管理策略等。

2. 动力传动系统的控制逻辑：动力传动系统负责驱动电动汽车的电机进行运转。

其控制逻辑主要包括电机转速控制、电机扭矩控制、换挡控制等。

3. 车辆管理系统的控制逻辑：车辆管理系统负责监测车辆各部分的状态，并根据需要进行控制。

其控制逻辑主要包括车载通信、车辆监测、车载诊断等。

三、控制逻辑的效能优化控制逻辑的效能优化是整车控制器设计的重要环节。

控制逻辑的效能优化包括控制算法的优化、参数的优化和系统的协同优化等方面。

1. 控制算法的优化：通过不断改进控制算法，提高整车控制器的响应速度和控制精度，使车辆在各种工况下都能保持最佳的运行状态。

2. 参数的优化：对整车控制器的各种参数进行优化调整，确保整车控制器在各种工况下都能有最佳的性能表现。

3. 系统的协同优化：通过整车控制器各功能模块之间的协同优化，提高车辆的能效和安全性。

纯电动汽车整车控制器的控制逻辑设计是电动汽车技术创新的重要组成部分，对整车性能、能效和安全性起着关键作用。

基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计

基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计纯电动汽车整车控制器是负责控制车辆行驶、充电、能量管理等多个方面的核心控制设备。

在这个系统中，双MCU最为常见，用于处理车辆电力系统和通信控制系统的数据交换和分析。

下面，将介绍一下基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计。

整车控制器硬件设计的核心是处理器，采用基于ARM Cortex-M3架构的主控制器STMicroelectronics STM32F103VET6。

它具有高性能、低功耗、可扩展、易开发的特点，能够满足电动汽车的实时计算、高速传输和多任务处理要求。

在整车控制器中，双MCU是必不可少的，因此采用STMicroelectronics STM32F103RET6为次控制器。

这款芯片可以支持高速CAN总线、SPI总线、串口等多种通信方式，同时还具有低功耗、可靠性和实时性等特点。

在整车控制器中，还需要使用大量传感器来获取车辆各个方面的信息，如电池电量、车速、加速度等等。

因此，为了保证传感器输入的准确性和稳定性，需要使用高质量的AD7799集成电路，该电路能够提供精度高、噪音小的模拟信号转换功能。

在高压电源方面，采用VPX3220E高压MOSFET芯片，仅需几毫安的电流就可以切换200V的高电压。

它能够提供高速开关、低导通电阻、可靠性和长寿命等优点，可以保证整车控制器的电源系统的稳定性和可靠性。

总之，基于双MCU的纯电动汽车整车控制器硬件设计需要满足高性能、低功耗、可靠性和实时性等要求，并且需要结合各个部件之间的协作，保证整车控制器可以实现安全、准确和稳定的运行。

除了处理器、传感器和高压电源，整车控制器还需要设计多个模块，包括电机驱动模块、电池管理模块、充电模块和通信模块等。

这些模块的设计和优化需要考虑到多个方面的因素，如控制逻辑、通信协议、电路板布局、电路保护等，以保证整车控制器的稳定性和可靠性。

在电机驱动模块方面，需要设计一个高精度、高效率的PWM控制电路，以调节电机的输出力矩和转速。

纯电动车整车控制策略及控制器的研究

纯电动车整车控制策略及控制器的研究随着环境污染和能源稀缺问题的日益严重，电动车作为一种环保节能的交通工具受到了广泛关注。

纯电动车以其零排放、低噪音、高效率等优势，成为了解决城市交通环境问题的重要选择。

而纯电动车中，整车控制策略的设计和控制器的研发则是保证电动车性能和可靠性的关键。

纯电动车整车控制策略旨在优化车辆的动力性能、经济性能和驾驶舒适性，以满足用户对车辆的各种需求。

在电动车整车控制系统中，主要包括能量管理、驱动系统控制、制动系统控制、转向系统控制、悬挂系统控制等。

其中，能量管理是整车控制策略的核心，目的是最大程度地提高能量的利用效率，延长电池的寿命。

通过采用先进的能量管理策略，如回馈制动能量回收、电动车辆在线优化控制等，可以实现能量的高效利用，提高电动车的续航里程和性能。

在整车控制策略的设计中，控制器是不可忽视的一部分。

控制器是电动车整车控制策略的执行者，用于监测和控制各个子系统的工作状态，并对各个子系统进行协调和调节。

目前，常用的电动车控制器包括电池管理系统(BMS)、电机控制器(EMC)，以及整车控制器(VCU)等。

BMS主要负责对电池的电量、温度、电流等进行监测和管理，确保电池的安全和性能；EMC则负责对电动机的控制，包括驱动、制动、转向等功能；VCU则负责整车系统的控制和协调，通过与其他子系统的通信与互联，实现整车的智能化管理和优化。

在纯电动车整车控制策略和控制器的研究中，有几个重要的技术问题需要解决。

首先是能量管理策略的优化和提高。

目前，虽然已经有了一些能量管理算法和方法，如PID控制、模糊控制、遗传算法等，但是还存在着能量利用效率不高、电池寿命不长等问题，需要进一步改进和研究。

其次是整车控制策略与控制器之间的协调与优化。

电动车整车控制策略是由多个子系统组成，因此需要进行各个子系统之间的协调和优化，以实现整车性能的最佳组合。

最后是安全性和可靠性的提高。

电动车作为一种新型交通工具，其安全性和可靠性与乘客的生命安全和财产安全密切相关，因此需要在整车控制策略和控制器的设计中考虑到安全性和可靠性的问题，减少事故和故障发生的可能性。

新能源汽车的整车控制系统设计研究

新能源汽车的整车控制系统设计研究在全球能源危机和环境保护压力日益加大的背景下，新能源汽车（NEV）的发展受到了广泛关注。

作为构成新能源汽车的核心技术之一，整车控制系统扮演着至关重要的角色。

整车控制系统的设计研究不仅涉及到电气工程、计算机科学、机械工程等多学科知识，还包括系统控制理论与应用。

本文将探讨新能源汽车的整车控制系统设计，涵盖其组成部分、工作原理、设计方法以及面临的挑战。

整车控制系统的组成部分通常包括电池管理系统（BMS）、动力总成控制系统（DTC）、车身控制模块（BCM）、和人机交互界面（HMI）等。

电池管理系统负责监控电池的状态，如电压、温度和充放电状态，以确保电池在安全范围内运行，并优化电池使用效率。

动力总成控制系统则协调电动机、变速器及辅助驱动系统之间的协作，确保汽车在各种驾驶条件下的性能优化。

而车身控制模块则负责车辆的灯光、空调、门锁等功能的控制。

人机交互界面则让驾驶者能够轻松访问信息，帮助他们对车辆状态做出及时反应。

整车控制系统的工作原理是通过感知、决策和执行三个基本过程来实现的。

首先，系统通过各种传感器收集环境信息与车辆状态，包括速度、位置、油门踏板位置等，这些数据被传送到中央处理单元。

中央处理单元利用先进的算法和模型对这些信息进行分析，以决定最佳的控制策略。

这一决策结果则通过执行器作用于车辆的各个部件，如电动机和制动系统，从而实现车辆的运动控制。

在整车控制系统的设计过程中，需要采用多种技术和方法。

建模与仿真是关键步骤之一，通过动态模型描述车辆的运动特性和环境交互能力，从而为控制器的设计提供依据。

常用的建模工具有Matlab/Simulink，这些工具能够实现快速原型开发，并通过仿真测试不同设计方案的可行性。

此外，现代整车控制系统越来越多地采用机器学习与人工智能技术，以便在复杂的驾驶场景中自适应调整策略，提高车辆的智能水平。

设计过程中还必须考虑实时性与安全性的要求。

整车控制系统需要在毫秒级甚至更短时间内完成感知与决策，以应对高速行驶中的突发情况。

浅析纯电动汽车的整车控制器

69整车控制器是纯电动汽车的核心控制器件，相当于电动汽车的大脑，是电动汽车上全部电气的运行平台，其性能对整车的安全性尤为关键，同时也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。

目前，现有维修资料及院校教材对整车控制器深入介绍的很少，导致广大维修人员及院校师生在工作和学习中缺乏理论参考，本文主要针对整车控制器功能、控制策略、设计过程等方面进行解析，供维修和学习人员参考。

整车控制器（VCU ，Vehicle Control Unit ），即动力总成控制器，有的车辆以单独的模块运行，如北汽新能源车；有的与车身控制器集成，如比亚迪；有的与电池控制器BMS 或电机控制器集成，如微型共享电动汽车。

1　纯电动汽车整车控制器结构与功能1.1　整车控制器的结构整车控制器结构上由金属壳体和PCB 线路板组成，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RS232通讯接口）。

1.2　整车控制器的功能整车控制器采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，可实现整车驱动、制动、能量回收等功能，电动汽车整车控制系统框图如图1所示。

主要功能如下。

（1）整车驱动控制。

接收、处理驾驶人的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶人意愿行驶。

（2）能量管理功能，如充电和放电回收。

（3）整车辅助系统控制，如电动空调、暖风等控制。

（4）整车安全管理和诊断功能，如预警和故障干预。

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。

对整车具有保护功能，根据故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况下可以关闭发电机及切断母线高压系统。

（5）整车网关的管理功能，实现新能源CAN 和车身CAN 交互。

与电机、DC/DC 、蓄电池组等进行可靠通讯，通过CAN 总线以及关键信息的模拟量进行状态的采集输入及控制指令的输出。

纯电动汽车整车控制器的设计与研究

然后,对整车控制器进行FMEA和FTA分析,确定整车控制器系统架构。从整车控制器功能需求出发,同时基于功能安全ISO 26262 标准,设计整车控制器硬件电路,计算该硬件电路的硬件架构指标和随机硬件失效指标,满足ASIL C级要求。
整车控制器软件设计时,应用层软件由MATLAB/Simulink控制策略模型自动代码生成,底层软件手动编写,之后将应用层和底层软件进行集成。最后,对整车控制器进行硬件在环测试,包括 NEDC工况和故障诊断测试,测试结果表明,本文设计的整车控制器满足设计要求,对整车控制器的开发具有借鉴意义。
纯电动汽车整车控制器的设计与研究
整车控制器作为纯电动汽车的核心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制单元,负责协调底层电控单元有序、高效地工作。随着电控系统复杂度的提高,失效风险也随之增加。
基于功能安全ISO 26262标准,设计整车控制器硬件,可以有效规避风险,降低风险带来的危害。首先,本文详细介绍了整车控制系统及功能安全标准。
将整车控制系统分为三层,整车控制器作为中间层,采集踏板信号、档位信号、钥匙开关信号以及CAN总线上的电机转速、电池 SOC、电池充放电功率等信号,经过控制策略计算,发送指令给底层控制器,从而实现车辆的控制。参考SAE J1939协议,设计了整车控制器与底层控制器之间的CAN通信协议。
简要叙述了功能安全ISO 26262标准中的汽车安全生命周期和 ASIL等级。其次,对整车控制器的控制策略进行研究,将整车控制器的工作过程划分为六大类,共13种模式。
起步工况下,采用双模式控制策略,保证车辆顺利平稳地起步。加速工况下,综合考虑加速踏板开度、开度变化率、电池SOC、电机转速、电机效率,采用基础转矩加补偿转矩的算法计算驾驶员期望转矩,从而获得更好的动力性。

纯电动汽车整车控制器研究

纯电动汽车整车控制器研究摘要：伴随科技革命和产业变革的深入发展，新能源汽车目前已经成为汽车行业内的主流发展方向，而纯电动汽车则是站在新能源汽车领先地位的重要汽车产品类型。

整车控制器是电动汽车的“指挥官”，用于控制汽车的行为，其性能将直接决定汽车的舒适性、安全性，需要技术人员加强对纯电动汽车整车控制器的深入研究。

鉴于此，本文围绕纯电动汽车的实际情况，简述了整车控制器的工作原理，从四个角度出发，详细分析了纯电动汽车整车控制器的设计方案。

关键词：纯电动汽车；整车控制器；设计方案；工作原理引言：整车控制器相当于纯电动汽车的“大脑”，具有通信管理、电源能量管理、故障诊断等多项功能，对于维持汽车的安全运行具有重要价值。

因此，技术人员应当加强对纯电动汽车整车控制器的探索，开发和设计出功能完善、通用性强、成本投入相对较低、应用价值较高的整车控制器产品。

1纯电动汽车整车控制器的工作原理纯电动汽车主要由整车控制器、车载电源、电力主驱动、辅助控制等模块构成，经过整车控制器收集电机控制器、复合电源能量管理系统的信号，以及制动踏板、加速踏板的档位信号，具有即时获得信息和进行交换的功能。

按照驾驶员的意图与汽车的行驶状态，发送控制指令后传输至电机控制系统、电源管理系统，再通过对应的控制单元反馈，保障纯电动汽车运行的稳定性和安全性。

2纯电动汽车整车控制器设计方案2.1功能要求①数据交换：属于整车控制器的基础功能，经过CAN通讯后，便可对其他控制器的信息加以接收，把握汽车整体的行驶状态，按照驾驶员的操作对汽车各动力部件发送指令，驱动汽车行驶。

②安全故障管理：在汽车行驶中，难免容易发生影响正常运行的故障，整车控制器则应当具备监控汽车各元件工作情况的能力，确保元件处于正常工作状态。

在汽车发生故障之时，整车控制器应该做到精确分析故障等级，将故障代码显示于仪表盘上，让驾驶员可以在维持汽车安全的条件下跛行至维修站，但在遇到严重故障后，汽车便要立即停止运行。

纯电动汽车整车控制器的设计

纯电动汽车整车控制器的设计
随着汽车行业的蓬勃发展,环境污染和能源危机这两个问题也随之而来。如今纯电动汽车凭着其零排放、噪声小以及高能源利用率等优点,正逐渐在汽车领域占据着越来越重要的地位。
整车控制器作为纯电动汽车中的核心,对整车的正常行驶、网络管理、故障诊断等整车功能起着重要作用。本文采用仿真与上位机调试验证相结合的方法对经过改装的纯电动汽车进行整车控制器方面的设计,主要的工作如下:(1)根据整车控制器功能需求,选用飞思卡尔MC9S12XEP100单片机作为主控芯片,设计整车控制器的硬件电路,包括最小系统模块电路,通信模块电路以及各输入输出模块电路,并绘制PCB板,最终得到整车控制器PCBA板, 完成硬件设计工作。
(2)设计整车控制策略,在Matlab/Simulink环境下搭建模型,并进行仿真验证。首先进行踏板信号进行滤波及故障诊断处理,然后将处理完的踏板信号及其变化率输入到模糊控制器中,制定出模糊规则得到转矩系数,根据当前的车速信号算出需补偿的转矩值,得到电机需求转矩。
最后将计算得到的电机需求转矩输入到斜坡函数处理模块中进行处理,使得转矩信号平滑的输出到电机控制器端。此外还设计了DC/DC、电动真空泵以及空调等部件控制逻辑策略。
仿真结果表明,设定的控制策略可以达到我们的预期目标,尤其是保证转矩值平稳,准确的输出给电机控制器端。(3)将控制策略模型生成C代码并生成策略层库文件,根据配置所采用的单片机主芯片内的各种寄存器完成底层驱动代码,并根据整车各时序任务手写应用层的软件代码,在应用层软件中通过调用策略层库函数以及底层驱动函数的方式实现整车控制器的各控制功能,从而完成软件设计工作。
(4)完成CAN Bootloader下位机程序,实现了通过CAN总线传输 S19文件的方式进行整车控制器应用程序的烧写及后续程序的升级过程。此外在LabVIEW环境下设计上对我们所完成的整车控制器进行功能调试。结果显示,程序运行的结果与我们仿真结果大致相同,验证了整车控制器的可用性,达到了我们的预定目标。