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纯电动汽车整车控制器(vcu)研究
车辆工程技术 2 车辆技术纯电动汽车整车控制器（VCU）研究宋述铨（天津优控智行科技有限公司,天津 300000）摘 要：电动汽车主要由电池管理系统(BMS)，整车控制系统(VCS)，以及电机控制器(MCU)等构成。
整车控制器(VCU)是电动汽车的重要控制结构，对汽车的各种信息进行检测、对车内通信网络和异常信息进行监控等，能够提高整车驾驶性能，进行制动能量回馈完善能源管理。
提升整车舒适性，使用户获得完美体验。
关键词：纯电动汽车；整车控制器；完美体验 随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。
传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。
纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。
随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。
本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。
1 整车电控系统组成 整车电控系统主要由整车控制器VCU为核心，通过硬线信号指挥各控制器使能，通过CAN总线信号控制储能系统、电机系统等关键总成执行相应的上下电动作以及扭矩指令。
最终完成整车的驾驶运行以及高压充电。
其中，低压部分完成车辆控制器供电和信号采集通讯。
高压部分通过高压线束将动力电池的电能传输到空调压缩机、电动机等高压供电设备，实现动力电能的传输。
其中电机、电池、电控系统被称为“三电”系统，主要包括：1.1 整车控制器 整车控制器系统为整车的运行大脑，具有高可靠性、高运行效率、逻辑缤密性。
整车控制系统上电后首先运行初始化程序并且自检，在自身没有问题后驱动端口使能储能系统、电机系统上电。
储能系统和电机系统完成上电后同样分别进行上电自检。
所有系统自检无故障且驾驶员有上高压指令时，整车控制系统通过总线驱动储能系统、电机系统完成上高压动作。
1.2 储能系统 储能系统包括动力电池组和BMS管理单元。
纯电动汽车整车控制器(VCU)详细介绍
纯电动汽车整车控制器（VCU）详细介绍一、国外产品介绍：（1）丰田公司整车控制器丰田公司整车控制器的原理图如下图所示。
该车是后轮驱动，左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其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，其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向角度信号，汽车的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车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。
（2）日立公司整车控制器日立公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所示。
图中电动汽车是四轮驱动结构，其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动，后轮由高速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的工况下使用不同的电机驱动电动汽车，或者按照一定的扭矩分配比例，联合使用2台电机驱动电动汽车，使系统动力传动效率最大。
当电动汽车起步或爬坡时，由低速、大扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车高速行驶时，由高速感应电机驱动后轮。
（3）日产公司整车控制器日产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车，搭载锂离子电池，续驶里程是160km。
采用200V家用交流电，大约需要8h可以将电池充满；快速充电需要10min，可提供其行驶50km的用电量。
日产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所示，它接收来自组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电子信号，通过子控制器控制直流电压变换器DC／DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动力电池、太阳能电池、再生制动系统。
（4）英飞凌新能源汽车VCU&HCU解决方案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境，可用于新能源乘用车、商用车电控系统，作为整车控制器或混合动力控制器。
该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。
27174063_纯电动汽车学习入门(九)——整车控制系统(上)
◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(九)——整车控制系统(上)(接上期)一、概述1.整车控制系统整车控制系统(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、动力电池能量管理、驾驶人意图解析、安全监控、故障诊断等作用，对电动汽车动力性、经济性、安全性和舒适性等有很大的影响。
整车控制系统分成三大子系统，如图1所示，包括低压电气系统、高压电气系统、网络控制系统。
图中弱电控制部件称作ECU(ECM)，强电控制部件称作控制器。
(1)低压电气系统主要由12V电池、低压线路、点火开关、继电器、电动水泵、电动制动真空泵、电动助力转向器、ICM(组合仪表)等组成。
作用是为各电子控制单元、各高压部件控制器、各12V电动辅助设备供电。
(2)高压电气系统主要由动力电池、驱动电机、MCU(驱动电机控制器)、OBC(车载充电机)、DC/DC变换器、空调压缩机、压缩机控制器、PTC、PTC控制器等组成。
作用是将电能转换成机械能，或者整流、逆变、直流电压变换。
(3)网络控制系统主要由V C U (整车控制单元)、B M S (电池管理系统)、RMS(远程通信终端)、网关、CAN总线等组成。
作用是控制低压电气系统和高压电气系统。
2.整车控制单元(1)VCU基本作用整车控制单元英文缩写VCU，英文全称Vehicle Controller Unit，如图2所示。
VCU是整车控制系统的核心部件，VCU接收加速踏板、制动踏板、车速和剩余电量等信息，通过网络综合控制驱动车所需要的工作部件，属于整个车辆的管理协调型控制部件。
图2 VCU(2)VCU分层管理VCU的组成包括微处理器、电源及保护电路模块、I/O接口图1 整车控制系统和调试模块、A/D模数转换模块、CAN总线通讯模块等，根据信号重要程度和实现次序，运算分为四层，如图3所示。
图3 VCU分为四层运算①数据交换管理层，接收CAN总线信息，对馈入VCU的物理量进行采集处理，并通过CAN总线发送控制指令，通过I/O接口提供对显示单元和继电器等的驱动信号，该层的功能是实现其他功能的基础和前提。
纯电动汽车整车控制器的构成、原理、功能说明
纯电动汽车整车控制器的构成、原理、功能说明整车控制器是电动汽车正常行驶的控制中枢，是整车控制系统的核心部件，是纯电动汽车的正常行驶、再生制动能量回收、故障诊断处理和车辆状态监视等功能的主要控制部件。
整车控制器包括硬件和软件两大组成部分，它的核心软件和程序一般由生产厂商研发，而汽车零部件供应商能够提供整车控制器硬件和底层驱动程序。
现阶段国外对纯电动汽车整车控制器的研究主要集中在以轮毂电机驱动的纯电动汽车。
对于只有一个电机的纯电动汽车通常不配备整车控制器，而是利用电机控制器进行整车控制。
国外很多大企业都能够提供成熟的整车控制器方案，如大陆、博世、德尔福等。
1整车控制器组成与原理纯电动汽车整车控制系统主要分为集中式控制和分布式控制两种方案。
集中式控制系统的基本思想是整车控制器独自完成对输入信号的采集，并根据控制策略对数据进行分析和处理，然后直接对各执行机构发出控制指令，驱动纯电动汽车的正常行驶。
集中式控制系统的优点是处理集中、响应快和成本低；缺点是电路复杂，并且不易散热。
分布式控制系统的基本思想是整车控制器采集一些驾驶员信号，同时通过CAN总线与电机控制器和电池管理系统通信，电机控制器和电池管理系统分别将各自采集的整车信号通过CAN总线传递给整车控制器。
整车控制器根据整车信息，并结合控制策略对数据进行分析和处理，电机控制器和电池管理系统收到控制指令后，根据电机和电池当前的状态信息，控制电机运转和电池放电。
分布式控制系统的优点是模块化和复杂度低；缺点是成本相对较高。
典型分布式整车控制系统示意图如下图所示，整车控制系统的顶层是整车控制器，整车控制器通过CAN总线接收电机控制器和电池管理系统的信息，并对电机控制器、电池管理系统和车载信息显示系统发送控制指令。
电机控制器和电池管理系统分别负责驱动电机和动力电池组的监控与管理，车载信息显示系统用于显示车辆当前的状态信息等。
典型分布式整车控制系统示意图下图为某公司开发的纯电动汽车整车控制器组成原理图。
电动汽车整车控制器（VCU）技术及开发流程深度剖析
电动汽车整车控制器（VCU）技术及开发流程深度剖析焉知焉知·焉能不知整车控制器（VCU）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。
1、组成1.1结构组成VCU，结构上，由⾦属壳体和⼀组PCB线路板组成。
1.2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RS232通讯接⼝）。
2、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。
2.1直接传递的信号们开关信号：钥匙信号，档位信号，充电开关，制动信号等；模拟信号：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。
2.2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；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。
2.2.1 VCU与动⼒电池系统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，某些系统还监测电池包健康状态SOH。
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。
纯电动汽车整车控制器(VCU)设计方案
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
整车控制器硬件设计规范
目录
• 整车控制器概述 • 硬件设计规范 • 控制器接口设计 • 硬件可靠性设计 • 设计验证与测试 • 参考文档与标准
01
整车控制器概述
整车控制器的定义与功能
定义
整车控制器是汽车电子控制系统中的核心部件，负责对车辆各系统进行集中控 制和协调管理。
功能
整车控制器主要负责接收传感器信号、处理数据、发出控制指令，以实现车辆 的各项控制功能，如发动机控制、变速器控制、底盘控制、车身控制等。
整车控制器的重要性
提高车辆性能
整车控制器能够根据车辆运行状态和驾驶员意图，对各系 统进行精确控制，从而提高车辆的动力性、经济性、安全 性等性能。
提升智能化水平
随着智能化技术的发展，整车控制器逐渐成为实现汽车智 能化控制的关键部件，能够提升车辆的智能化水平，为驾 驶员提供更加便捷、安全的驾驶体验。
促进汽车产业升级
故障检测机制
设计硬件故障检测电路，实时监测关键电路和元器件 的工作状态。
故障隔离与降级
在检测到故障时，能够迅速隔离故障区域，并采取降 级措施，确保整车安全。
故障恢复策略
根据故障类型，采取相应的恢复策略，如重启控制器、 替换故障元器件等。
05
设计验证与测试
硬件在环仿真测试
测试目的
通过模拟实际车辆运行环境，对整车控制器硬件进行仿真测试，验证其功能和性能是否 符合设计要求。
设计优化与改进
优化目的
根据仿真测试和实车测试的结果，对整车控制器硬件设计进行优化 和改进，提高其性能和可靠性。
优化方法
分析测试数据，找出设计中的不足和缺陷，提出针对性的优化方案。
优化内容
优化传感器信号处理算法、改进执行器控制策略、加强故障诊断与 处理能力等。
电动汽车整车控制器功能结构说明
新能源汽车整车控制器系统结构和功能说明书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。
该整车控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。
图2 整车控制器结构原理图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；3、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0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
电动汽车整车控制器的检修
44-CHINA ·Ｍarch对于大多数装备整车控制器的电动汽车，整车控制器在全车控制单元中担任非常重要的角色。
整车控制器的英文全称为Vehicle Control Unit，简称VCU，它与电机操纵机构、电子加速踏板等部件共同构成整车控制系统。
整车控制器采集电子加速踏板位置传感器信号、制动开关信号以及其他部件信号，监测车辆信息及驾驶员意图，并根据扭矩模型等算法做出相应判断后，控制下层各部件控制器及执行器的动作，驱动汽车正常行驶。
一、整车控制器的安装位置不同车型，整车控制器的安装位置有所不同。
2020款比亚迪e3的整车控制器安装在驾驶员座椅下方(图1)，2020款比亚迪秦的整车控制器安装在中央控制台前部下电动汽车整车控制器的检修◆文/福建理工学校陈育彬技能大师工作室 陈育彬方(图2)。
吉利EV450整车控制器安装在右前减震器支座侧面(图3)，VCU有2个插头(图4)。
北汽EU260整车控制器安装在车辆防火墙中央，位于动力电子单元PEU 后方(图5)。
值得注意的是，并非所有的电动汽车都有安装整车控制器，有些车型对整车控制器的叫法也不同。
在2021款大众ID.4电动汽车的维修资料和诊断仪器中，并没有整车控制器这个图1 比亚迪e3整车控制器安装位置图2 比亚迪秦整车控制器安装位置图3 吉利EV450整车控制器的安装位置图4 吉利EV450整车控制器的电气插头图5 北汽EU260整车控制器及安装位置452024/03·汽车维修与保养栏目编辑：桂江一********************名称，因为大众ID.4整车控制器仍然沿用传统燃油车发动机控制单元的名称。
发动机控制单元J623相当于整车控制器，安装在仪表板右侧A柱附近(图6)。
J623主要接收加速踏板位置传感器信号、温度传感器G18信号，以及来自J519车载电网控制单元的制动开关信号，控制散热器风扇、电机冷却液泵、冷却器遮阳卷帘伺服电机，同时通过驱动CAN总线与数据总线诊断接口J533、后桥牵引电机控制器A50进行数据交换。
整车控制器产品使用说明书
整车控制器产品使用说明书一，产品简介整车控制器，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。
1.整车控制器控制功能和原理电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、变速箱、制动等动力系统，以及其它附件如空调、助力转向等。
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。
因此，纯电动也需要一个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点的、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，管理车辆动力分配。
（2） 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。
（3） 仪表的辅助驱动。
（4） 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件故障并进行相应的故障处理，按照标准格式存储故障码。
标准故障码显示。
（5） 在线配置和维护：通过车载标准CAN端口，进行控制参数修改，匹配标定，功能配置，监控，基于标准接口的调试能力等。
（6） 能量管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管理，以获得最佳的能量利用率。
（7） 功率分配：通过综合车辆信息、电池和电机信息计算电机功率的分配，进行车辆的驱动和制动能量回馈控制。
从而在系统的允许下能获得最佳的驾驶性能。
整车控制器开发范文
整车控制器开发范文整车控制器是指用于控制和管理整个汽车系统的电子控制器。
它作为整车电子系统的核心部件，负责接收、处理和执行各个子系统的信号和指令，从而确保整车的正常运行和性能优化。
本文将从整车控制器开发的背景和意义、开发过程和关键技术等方面进行论述，旨在全面介绍整车控制器开发的相关内容。
一、背景和意义随着汽车电子化水平的提高，越来越多的电子系统和功能被应用到汽车中，如发动机控制、刹车系统、车身稳定控制、舒适性控制等。
而这些子系统之间的协调和统一需要一个中央控制器来实现，这就是整车控制器的作用所在。
整车控制器的开发和应用能够提高汽车的性能、安全性和舒适性，使整车系统更加稳定和可靠。
二、开发过程整车控制器的开发过程包括需求分析、系统设计、软件开发、硬件开发、测试验证和上市应用等阶段。
首先，通过需求分析对整车的功能需求进行明确和定义；然后，根据功能需求进行系统设计，确定各个子系统的接口和调度策略；接下来，进行软件开发，编写各个子系统的控制算法和逻辑；同时，进行硬件开发，设计和制作整车控制器的电路板；再者，进行测试验证，确保整车的各个功能和性能达到要求；最后，将整车控制器投入生产和应用。
三、关键技术1.系统架构设计：通过对整车控制器内部的各个模块和子系统进行合理的划分和组织，确保系统的稳定性和可扩展性。
同时，要考虑到不同子系统之间的数据交互和通信方式，以及与外部设备和网络的连接。
2.控制算法设计：根据整车控制系统的功能和性能要求，设计和实现各个子系统的控制算法和逻辑。
通过对传感器和执行器的数据采集和控制，实现对整车的精确控制和调节。
3. 数据通信和网络技术：整车控制器需要与不同子系统和外部设备进行数据的传输和通信。
因此，需要采用合适的通信接口和协议，如CAN总线、FlexRay、Ethernet等。
4. 软件开发和集成：整车控制器的软件开发需要使用适当的开发工具和编程语言，如C、C++、MATLAB/Simulink等。
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整车控制器（VMS，vehicle management System），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。
1介绍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。
2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。
3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。
，即控制器局域网，是一种国CAN，全称为“Controller Area Network”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。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，具有较高的实时性能，因此，广泛应用于汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域。
决策层控制单元是车辆智能化的关键,其收集车辆运行过程中的信息,并根据智能算法的决策向物理器件层控制单元发送命令;动力源控制单元负责调节动力源系统部件以满足决策层控制单元的命令要求;驱动/制动控制单元则调节双向变量电机和能耗制动系统实现车辆的各种工况,如驱动控制、防抱制动等。
4功能需求整车控制器在汽车行驶过程中执行多项任务，具体功能包括：(1)接收、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望行驶。
(2)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量的输出。
(3)接收处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供当前的能源状况信息。
(4)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。
(5)对整车具有保护功能，视故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况下可以关掉发电机及切断母线高压系统。
(6)协调管理车上其他电器设备。
5工作模式一共有9个工作模式：停车状态、充电状态、启动状态（也可以称为自检状态）、运行状态、车辆前进/后退状态、回馈制动状态、机械制动状态、一般故障状态、重大故障状态。
每个状态的具体含义如下：整车控制器系统1、停车状态：纯电动客车处于停车状态，此时系统的主继电器断电，系统中各个节点停止运行。
2、充电状态：当纯电动客车在停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器控制组合仪表显示电池充电状态，并对电池工作状态进行实时监测；电池ECU进入充电程序，并强制切断动力电机继电器的回路电源。
3、启动状态：在整车控制器确认拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙位置，这时系统中各个节点进入自检状态。
4、运行状态：拨动汽车钥匙到指定位置，整车控制器向电机ECU发送准备开车指令；整车控制器收到就绪指令后，闭合主继电器，进入行车程序。
同时，电池ECU进入电池管理程序。
5、车辆前进、后退状态：整车控制器通过对当前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号，动力电机控制器接收到方向信号和驱动转矩给定值信号后，控制动力电机进入运转状态，并根据方向信号确定动力电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。
6、回馈制动状态：当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回馈制动要求的负扭矩给电机ECU；电机ECU进入发电程序，电池ECU进入电池回馈管理程序。
7、机械制动状态：制动踏板离开回馈制动区，电机ECU停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池ECU停止回馈。
8、一般故障状态：ECU检测到一般故障，整车控制器报警（报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息，通知其他的节点），整个系统降级运行。
9、重大故障状态：ECU报警（紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点），必要时切断主继电器电源，系统停车。
6特点*强大智能的微处理器*高速低损耗同步整流PWM调制*严格的电流限制和转矩控制[1]*低电磁干扰，抗干扰、抗震动性能强*故障指示灯指示各种故障,方便用户检测和维护*设有电池保护功能：当电池电压较低时会及时进行报警并进行电流衰减，过低时停止输出以保护电池*美观并能快速散热的铝制带散热刺外壳*镀了多层金属的铜制连接器，插拔式接头，防锈导电性能强*设有过温保护功能：当温度过高或过低时会自动进行电流衰减，以保护控制器和电池*倒车时速度限制为全速的一半，以确保安全*设有油门、刹车信号传感器开路检测及保护*油门保护：当打开钥匙时将检测油门信号，如果信号较高将不输出以保证安全*电流倍增：在绝大多情况下电机电流远大于电池电流*安装简易：使用一个2线0-5K油门电位器即可工作*连接计算机串口可以对控制器进行配置，控制器配置程序可运行所有的Windows版本之上7规格*工作频率：16.6KHz*待机电流：小于15mA*标准踏板输入：0-5K电阻±10%(也可用其它方式)*全功率工作温度范围：-30°C 至90 °C，100°C关机(控制器环境温度)*1分钟工作电流：200A/300A/400A/500A/600A*3分钟工作电流：150A/220A/300A/360A/420A*连续工作电流：120A/160A/200A/250A/300A*主继电器驱动能力：3A峰值及1A保持驱动*电流指示表或喇叭输出：200mA多能源动力总成控制器的软件系统分为以下5个主要模块:(1)系统初始化模块,主要完成CAN、定时器、系统状态参数的初始化工作,系统初始化是启动HCU正常运行的前提; (2) CAN通迅模块,完成总线上各信息的接收,作为HCU制定控制策略的输入条件,同时将HCU的功率分配和系统控制策略发送到CAN总线上。
其它控制器接收到HCU控制信息后执行控制目标;(3)定时器模块,按照通讯协议定时启动CAN信息的发送,同时给系统提供时间参量,用于总线故障监测模块中故障判断的时间参考,和在控制算法中的积分运算的时间基准;(4)总线故障监测模块,按照通讯协议定时启动CAN信息的发送,同时负责定时检查线上各模块的通讯状况,一旦总线上同时由节点不能正常参与总线通讯则向系统发出报警信息;(5)控制算法模块,控制算法模块负责制动整车的控制策略,它是整个HCU控制程序的核心。
控制算法模块主要包括系统工作模式判断、当前状态下的ISG功率需求分析、系统故障诊断,基于故障的ISG能量衰减控制和系统输出预备。
8主要功能主要功能包括：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。
某研究机构开发的主控制器照片如图2-9所示。
（1）汽车驱动控制根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况，经分析和处理，向电机控制器发出指令，满足驾驶工况要求。
包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况。
（2）整车能量优化管理通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统（如空调）的协调和管理，以获得最佳的能量利用率。
[1]（3）网络管理整车控制器作为信息控制中心，负责组织信息传输，网络状态监控，网络节点管理等功能，网络故障诊断和处理。
（4）回馈制动控制根据制动踏板和加速踏板信息、车辆行驶状态信息、蓄电池状态信息，向电机控制器发出制动指令，在不影响原车制动性能的前提下，回收部分能量。
（5）故障诊断和处理连续监视整车电控系统，进行故障诊断。
存储故障码，供维修时查看。
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，能做到“跛行回家”。
（6）车辆状态监测和显示主控制器通过传感器和CAN总线，检测车辆状态及其各子系统状态信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。
显示内容包括：车速，里程，电机的转速、温度，电池的电量、电压、电流，故障信息等。
在纯电动轿车主控制器功能分析的基础上，选定微控制器作为处理器，并按功能把主控制器分为如下几个模块：微控制器模块、数据采集模块（模拟和数字量）、功率驱动及保护模块、电源模块、通讯模块（CAN总线和RS－232接口）、仪表驱动和显示模块等。
启动钥匙、充电开关、空调开关、车辆模式、档位和制动位置等开关量信号经过防抖、隔离、电平转换和整型处理后，进入SIM的E口和F口由CPU 定时读入。
9应用能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈,给人们的生活带来巨大影响,直接关系到国家经济和社会的可持续发展。
因此,世界各国都在积极开发新能源技术。
电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车,被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。
混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势,在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下,有效地提高了燃油经济性,降低了排放,被认为是当前节能和减排的有效路径之一。
第二章针对我国城市公交车的驾驶循环特点,研制采用串联式结构的混合动力城市客车;根据汽车动力性要求和燃油经济性目标,对动力总成系统的关键部件参数进行匹配;同时研究了整车控制系统的网络结构和工作原理,分析了基于CAN(Controller Area Network)总线的通信机制和CAN总线节点的交互接口;研究了整车的运行状态逻辑和整车控制系统的工作步骤。
第三章以HFF6120GSHEV串联混合动力城市客车为对象,研制了核心控制部件——整车控制器。