第六章 电动汽车整车控制器ppt课件
纯电动汽车构造与检修 第6章 整车控制器功能与整车状态认知
整车驱动控制
扭矩限制与输出-驾驶员驾驶意图的实现 根据整车当前的参数和状态及前一段时间的参数及状态，计算出当前车辆
的扭矩能力，根据当前车辆需要的扭矩，最终计算出合理的最终需要实现的扭 矩。 限制因素
① 动力电池的允许充放电功率—温度、 SOC ② 驱动电机的驱动扭矩/制动扭矩—温度 ③ 电辅助系统工作情况—放电、发电 ④ 最大车速限制—前进档和倒车档 ⑤ 跛行工况—限功率、限车速
充电过程中， VCU不直接参与充电控制，实时监控充电过程，对异常情况 进行紧急充电停止，以及部分信息的仪表显示、监控平台信息上传。
纯电动汽车构造与检修
整车正常上电过程控制
纯电动车的点火钥匙采用OFF、 ACC、 ON、 START四个状态； 整车上电分为低压上电和高压上电两个步骤。 1) 低压上电 当点火钥匙ON时， VCU、 BMS、 MCU等整车所有零部件低压上电。
纯电动汽车构造与检修
内容回顾
整车控制器功能 重点：整车控制方案
整车控制状态获取
纯电动汽车构造与检修
6.2整车控制策略认知
纯电动汽车构造与检修
学习目标
了解整车工作模式 了解整车充电过程控制 了解整车上电过程控制 了解整车驱动控制 了解整车高压及辅助系统控制
图1 整车控制器 纯电动汽车构造与检修
6.1整车控制器功能与整车状态认知
纯电动汽车构造与检修
学习目标
掌握整车控制器功能 了解整车控制方案 熟悉整车状态获取
图1 整车控制器 纯电动汽车构造与检修
整车控制器安装位置
VCU
纯电动汽车构造与检修
整车控制系统关联图
图3 整车控制 纯电动汽车构造与检修
整车控制方案
(精品)新能源汽车电气技术整车控制网络系统PPT
1.2 电机及电机驱动部分 电机及其驱动部分是电能和机械能相互转换的子系统，其功能是接收整车控制器的转 矩信号，驱动车辆行驶、转向和再生制动能量回收，同时监控电机系统状态，并进行 故障警告和处理。 1.3 电池、电池管理和电压转化部分 这部分的作用主要是进行能量的储存及释放、需要电压的转换和电池状态的检测等。 1.4 传动装置 传动系统在整车中起到动力传递的作用，驱动电机的转矩通过传动系统传递到车轮， 使车辆可以按照驾驶人意图行驶。纯电动汽车的传动系统可采用单档减速器，也可与 传统汽车一样，采用多档位、手动档、自动档等变速器。
新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术 人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取
下高 电压部件的一个盖板，高电压系统也会自动关闭。高电压系统采用容错设计结构，因此仅出 个故障时没有直总接线危的险概。念高电压系统的自常诊用断现术功一语能确定故障后会C网将AN络其车特记载性录在故障码存储器内，
e5
2.2 比亚迪 e5 网关信号测量 比亚迪 e5 整车控制器（以下称网关控制器）针脚 定义及相关信号测量流程如下：
1）断开网关控制器 G19 连接器。
（1）终端诊断检查网关控制器（如图）引脚。 连 接 器
2）检查线束端各端子电压和电阻，标准值见下表。
G19
标准电阻
标准电压
（2）全面诊断流程 网关及外围电路，如图所示。
整车控制器PPT课件
整车控制系统总线通信：
整车控制器
电池状态 电机状态
电池管理指令 扭矩/转速指令
其他设备 CAN总线
扭矩/转速/ 温度/故障
扭矩/转速/ 模式设定
电机控制器
充电控制
电流电流限值 电压温度SOC 充电状态故障
电池管理系统
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电动汽车各控制系统功能及其之间的通信
控制单元 整车控制单元
满足车辆行驶安全性、动力性和舒适性的前提下，采用制动能量回馈技术大 大的增加了电动车辆的续驶里程。当驱动电机在能量回收与驱动两种工况进 行切换时，通过整车控制系统给予电机转矩的斜坡给定控制保证了车辆行驶 的平顺性。通过限制电机的功率有效得保护了电池，提高其使用寿命。整车 控制系统在整体性能设计上进行了优化，控制器采用光耦隔离提高了其抗干 扰能力，使其在多变的工作环境中能够稳定的工作。
制动开关1？
否
是 是
SOC > 90
否 接受电池最大充电电流信息
根据转速给出制动力
制动力修正
发送扭矩
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关键零部件选型或研制
整车级集成与试制
实车标定与优化
验证
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仿真验证模型（奥运会纯电动公交车模型）
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仿真结果分析
加速时间仿真结果
电机性能仿真结果
加速度仿真结果
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档位仿真结果
整车控制系统的工作原理图：
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VCU是电动汽车整车控制系统的核心控制单元，它负责协调各控制系统协同工作，为 车辆的良好运行提供完善的控制逻辑。
电动汽车整车控制器功能结构
新能源汽车整车控制器系统结构新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。
各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。
基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。
由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。
随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。
采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。
另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。
图1新能源汽车控制系统硬件框架一、整车控制器控制系统结构公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。
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。
该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，进行分析和运算，通过 CAN 总线给出电机控制制器还具有综合仪表接口功能，可显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处 理功能；具有整车网关及网络管理功能。
其结构原理如图2所示。
电源模块下面对每个模块功能进行简要的说明:1、 开关量调理模块开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量 传感器相连，另一端与微控制器相接；2、 继电器驱动模块继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器 相连，另一端与多个继电器相接;和电池管理指令,实现整车驱动控制、 能量优化控制和制动回馈控制O 该整车控Z —加速踏板传感器 制动踏板传感器模拟量调理hr微控制器光电隔离光电隔离N CA总线接口继电器驱动组合仪表电机转速 车速 电池SOC 故障指示灯主继电器 空调继电器 DC/DC 继电器 备用继电器充电开关启动钥匙 空调开关 模式开关 制动踏板开关开关量调理图2整车控制器结构原理图rx3、高速CAN总线接口模块高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；4、电源模块电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；5、模拟量输入和输出模块模拟量输入和输出模块，可采集0飞V模拟信号，并可输出0~4・095V的模拟电压信号。
第六章 电动汽车整车控制器课件ppt
2021/3/10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ16
6.6 PCB 设计
▪ PCB 设计 ▪ 根据功能分析绘制电路原理图，需要建立
元件库中不存在的元器件模型，并根 ▪ 据价格、性能和市场行情确定选用的芯片
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ▪ 拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉
高电压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ▪ 准的 5V 拉高电压。拉高过程都2具021/有3/10 很好的 11
6.4 主要模块电路
▪ [3] 电源模块 ▪ 电源电路是车载控制器设计中比较困难的
设计之一，也是影响能否通过电磁兼 ▪ 容测试的关键部件。为使混合动力 HCU 具
▪ 硬件开发过程中需首先考虑的事项有：
▪ 1) 开发系统支持的编程语言；
▪ 2) 开发系统使用的开发平台；
▪ 3) 开发系统的功能；
▪ 4) 友好的集成开发环境；
▪ 5) 确定控制单元输入/输出管脚的数量 和性质；
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6.3整车控制器单片机系统
▪ 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足 够的富裕扩展能力，在原有工作基
有较好的适应性、通用性，我们采用了 ▪ 两级电源控制，第一级采用开关电源模块，
以保证电源的供电电压在 8～32VDC 的 ▪ 范围内都有一致的输出电压，从而使第二
级低压差电源能够有一个非常稳定的输出 ▪ 电压[2]。这样既保证了控制器的202工1/3/1作0 稳定 12
6.4 主要模块电路
▪ [4] 上下电和安全保护模块[21] ▪ HCU还承担着整车低压电源的控制，如果钥
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
2021/3/10
整车控制器
整车控制器（VMS，vehiclemanagementSystem），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，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，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。
介绍??纯电动汽车整车控制器(VehicleController)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。
体系结构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。
组成?控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等。
微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12，它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点，适合实现整车复杂的控制策略和算法。
CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计;BDM调试模块用于实时对控制程序进行调试、修改;串口通信模块用于对控制系统的诊断和标定;?电源模块进行了二级滤波的冗余设计，保证控制器在车载12V系统供电情况下正常工作，并具短路保护功能。
CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，是一种国际标准的，高性价的现场总线，在自动控制领域具有重要作用。
整车控制器全解PPT课件
总的来看，虽然电动汽车拥有广阔的市场前景， 但是整个产业的发展还需要一个漫长趋于成熟的过 程。针对我国在电动汽车推广中遇到的问题，应对 的策略应该以政府为主导，协调汽车企业、电网企 业、汽车经销商和相关企业之间的关系，共同推进 电动汽车的产业化。
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2.2湖南大学整车控制器 电机及整车总成控制器以电动汽车用交流电
机驱动系统为研究对象，将直接转矩控制思想运 用于电动汽车驱动系统。根据电动汽车所要达到 的性能指标，分析了电动汽车驱动系统的特点， 对各种驱动电机进行了比较。采用空间电压矢量 方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算 法。控制器原理图如下：
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e. 90 年代末，丰田公司研制出 RAV－4 EV 型 纯电动轿车，动力装置：交流同步电动机，由 288V 氢电池提供电能，最高车速为 125km/h。
丰田公司整车控制器
整车控制器接收整车控制器接收驾驶员的 操作信号和汽车的运动传感器信号，控制器将这 些信号经过控制策略计算，通过左右2组电机控 制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。控制器 原理图如下：
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二、控制器的简介
1.整车控制器（VMS），即动力总成控制器。作 为核心控制部件，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。
2.控制器主要功能：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。
目 录
1
控制器的研究背景
2
控制器简介
第六章 电动汽车整车控制器课件
6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
电动汽车整车控制器PPT课件
3.整车网络控制系统 整车网络控制系统包括整车控 制器、电机控制器、动力电池
B LOREM 管理系统、信息显示系统和通 信系统等。
C 4.对整车控制系统的要求：
LOREM
为保证纯电动汽车的安 全和可靠运行，要求： 具有可靠性、 容错性、 电磁兼容性、 环境适应性
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二、整车控制器简介
整车控制器简称VCU （vehicle contorl unit） 是整车控制系统的核心， 承担车辆各系统的数据交 换与管理，故障诊断、安 全监控、驾驶人意图解析 等作用。
插电式混合动力汽车 PHEV
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中国有望十年后成为电动汽车强国
国民车 低速车
高端车 特种车
中国工程院院士 香港工程科学院院士 英国皇家工程院院士
世界电动汽车协会主席
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二、整车控制器系统
整车控制系统VMS, 是电动汽车的神经中枢，承担了各系统 的数据交换，信息传递、故障诊断、安全监控、驾驶人意图 解析、动力电池能量管理等作用，对电动汽车的动力性、经 济性、安全性和舒适性等有很大的影响。
常亮
工作条件
1
动力电池故障
表示动力电池内部 来自总线信号，受
出现短路或断路故 整车控制器控制
障
2
充电线连接指示灯 连接好充电枪时点 在该灯点亮时无法
亮
进入行车状态。
3
驱动电机或其控制 表示驱动电机或其 来自总线信号，受
器过热警告灯
控制器温度过高 整车控制器控制
4
动力电池电量不足 表示该车的动力电 来自总线信号，受
警告灯
池电量不足，需充 整车控制器控制
电处理
5
EV驱动模式指示灯 表示车辆处于纯电 来自总线信号，受
1.电动汽车整车控制课件
第四章
故障分级及处理方式
15
第四章
故障分级及处理方式
16
整车控制器架构图
第四章
故障分级及处理方式
17
整车CAN总线网关及网络化管理 在整车的网络管理中,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,信息优先权的动 态分配以及网络故障的诊断与处理等功能。通过CAN(EVBUS)线协 调电池管理系统、电机控制器、空调系统等模块相互通信。
7
驾驶员意图解释 对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的 油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。 因而驱动电机对驾驶员操作的 响应性能完全取 决于整车控制的 油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。
驱动控制 根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开 关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向VMS发出相应 的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱 动的动力性要求;同时根据车辆状态,向VMS发出相应指令,保证安 全性、舒适性。
第四章
故障分级及处理方式
18
基于CCP的在线匹配标定 主要作用是监控ECU工作变量、在线调整ECU的控制参数(包括MAP、 曲线及点参数)、保存标定数据结果以及处理离线数据等。完整 的标定系统包括上位机PC标定程序、PC与ECU通讯硬件连接及ECU 标定驱动程序三个部分。
第四章
故障分级及处理方式
电 动 汽 车 培 训 之 一
天津市优耐特汽车电控技术服务有限公司
讲师：优耐特汽车电控·王征
01 整车控制器硬件 02 第二代整车控制器功能 03 整车控制器功能介绍 04 故障分级及处理方式
新能源汽车技术 第2版 第6章 电动汽车控制系统
整车控制器通过采集加速踏板信号、 制动踏板信号及其他部件信号, 做出相应判断, 控制下层各部件控制器的动作, 通 过 CAN 总线对网络信息进行管理、 调度、 分析和运算, 针对车型的不同配置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。 在汽车行驶过程中具体执 行的任务包括:
1. CAN 总线结构 CAN 总线采用双线串行通信方式, 通过 CAN 总线、 传感器、 控制器和执行器将串行数据 线连接起来。 CAN 控制器对于 控制单元处理器传送的数据进行处理并发送至 CAN 收发器, 同 时接收 CAN 收发器的数据传送至控制单元处理器; 所有数据 通过 CAN 收发器连接至数据传输 线上。 为减少干扰, 数据传输线多采用双绞线、 同轴电缆或光纤, 分为 CAN-H 和 CAN-L。 其 电压值为镜像关系, 数据通过线轴上的差分电压进行传送。 总线末端接有抑制反射的负载电 阻, 阻值一般为 120Ω, 作 用是阻止数据在传输至终端反射回来时产生反射波而破坏数据。 其 拓扑结构如图 6-3 所示。
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。
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电路，具备线控功能，并且都设置了自 拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
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6.4 主要模块电路
容余度比较大，不论是 12V/24V 电源直接拉高的信号，还是 标准的 5V 拉高的信号，
都能直接识别，并且都具有很好的抗干扰能力，基本满足车用 的 EMC 测试要求。
同样模拟输入信号也必须经二阶有源低通滤波器等调理电路处 理，0-16V 之间
的输入信号均能自动转换为 0-5V 的 AD 信号，并且能充分地 利用 A/D 的量程特性。
[3] 电源模块 电源电路是车载控制器设计中比较困难的设计之一
，也是影响能否通过电磁兼 容测试的关键部件。为使混合动力 HCU 具有较好
的适应性、通用性，我们采用了 两级电源控制，第一级采用开关电源模块，以保证
电源的供电电压在 8～32VDC 的 范围内都有一致的输出电压，从而使第二级低压差
6
6.3整车控制器单片机系统
为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 飞思卡尔™半导体(Freescale™ Semiconductor，原摩托罗拉半导体
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实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
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6.4 主要模块电路
[1] 输入信号处理 输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
部)是全球领 先的半导体供应商，主要为汽车、网络、无线通信、工业控制和消费
电子市场设计 制造嵌入式半导体。飞思卡尔是众多市场领域中的领导者，2004 市
场主导地位：第 一大汽车半导体制造商（Gartner），第一大通信处理器制造商（
Gartner），第二大通 用微控制器制造商（Gartn制系统硬件设计 2.整车控制系统软件设计
陈曦
1
6.1电动汽车整车控制器硬件
采用了分层控制的方法来对驾驶员的意图 和各个动力系统零部件进行信号采集和控 制，如图 3-1 所示。其中整车控制器是整 车控制的核心，负责协调各个控制器来驱 动整车，并且具有如下的系统硬件（含独 立运行的底层驱动程序）基本功能：
息； 12. 硬件故障自诊断与处理； 13. 硬件失效控制； 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； 15. 将有关信息送至仪表板； 16. CAN 通讯方式； 17. 监测和标定； 18. 与故障诊断仪的通信；
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6.2 整车控制器硬件开发技术要点
了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
路 的接通过程，在发现异常状况后能立即通过状态线输出相应的动作。 点火开关断电后，底层程序应能继续执行，以便停车充电或保存数据、系统
设 置和故障代码等有用信息。只有满足适当的条件时，才能通过软件
使 POW_CTRL1 切断所有的低压供电电源。 硬件上外加一个主电源继电器控制电路。充电唤醒、点火开关、
2
6.1 电动汽车整车控制器
系统需求分析图
3
6.1 电动汽车整车控制器
1. 整车各控制器（HCU整车控制单元、BPCM电池控 制器、DMCM电机控制器、EMS发动机管理系统）的 唤醒；
2. 上电初始化：HCU 自检，HCU 初始化，仪表灯， 高压接通；
3. 驾驶员指令与传感器信号处理； 4. 停车维护充电控制； 5. 驱动力控制、车辆运行工况（起步、加速、巡航、
电源能够有一个非常稳定的输出 电压[2]。这样既保证了控制器的工作稳定性和抗干
扰性，又能在低功耗的前提下， 具有很宽的电压输入
12
6.4 主要模块电路
[4] 上下电和安全保护模块[21] HCU还承担着整车低压电源的控制，如果钥匙不在起动或关闭状态并且低压
电 源超过8V，则接通低压电源，整车所有控制器上电。 车辆运行过程中通过ADM实时监控高压电路的电气状态、通断状态及高压电
其中，油门信号、刹车制动信号等都是非常重要的信号，硬件 设计中同时采集它们
的二路互补信号，并由底层处理程序来确认其可靠性[21]。 脉冲信号主要是检测整车车速和发动机转速。
10
6.4 主要模块电路
[2] 控制输出电路 在 HCU 中 CAN 总线承担了主要数据和命令
的交换任务，控制输出电路中设计 若干开关量输出信号，来满足整车上下电
减速、驻车、停车、倒车） 控制； 6. 最高车速限制； 7. 对 EMS、DMCM、DCDC、BPCM 发出控制指令
；
4
6.1 电动汽车整车控制器
8. 发动机启动模式控制； 9. 指令控制 ADM； 10. 接收 BPCM 的有关动力蓄电池组状态信号（电流、电压、
温度等）； 11. 接收 DMCM 的有关电机、逆变器总成的运行参数和状态信
硬件开发过程中需首先考虑的事项有： 1) 开发系统支持的编程语言； 2) 开发系统使用的开发平台； 3) 开发系统的功能； 4) 友好的集成开发环境； 5) 确定控制单元输入/输出管脚的数量和性质； 6) 选择各种芯片和元器件，应特别慎重地选择控制单元的 CPU 芯片。 硬件系统的搭建，包括以下内容： A. 辅助电路设计 B. I/O 电路的设计、调试和标定 C. 通讯电路的设计和调试 D. CPU 电控单元的设计和调试 E. 底层汇编程序的编制和调试