纯电动汽车整车电控系统的研究

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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。

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。

纯电动重卡整车控制策略开发浅析

纯电动重卡整车控制策略开发浅析摘要：步入“十四五”规划后，新能源汽车产业的发展由量变向质变转化，乘用车领域，新能源的渗透率突飞猛进，一度超过30%，一时间新能源成了炙手可热的话题。

相比于乘用车，重卡领域的使用场景的多样化导致电动化的技术路线也多样化。

主流的技术路线有换电重卡、纯电重卡、氢燃料电池重卡、氢燃料发动机重卡、混动重卡等。

众多的技术路线其控制策略也不尽相同。

本文主要从整车各系统结构入手，来对新能源重卡的控制策略进行概述，力求能起到抛砖引玉的作用，能够给读者以启发。

关键词：新能源重卡；整车控制器；控制策略；控制系统；引言步入“十四五”规划后，新能源汽车产业的发展由量变向质变转化，乘用车领域，新能源的渗透率突飞猛进，一度超过30%，一时间新能源成了炙手可热的话题。

受乘用车带动，重卡领域的电动化也在快速推进，各大重卡主机厂开始相继积极谋划布局。

着眼全局，基于国家能源安全及环保的大力推进，汽车的电动化承担着国家产业结构升级的大任，正以摧枯拉朽的不可逆之势迅速崛起，一个新的赛道已经出现。

相比于乘用车，重卡领域的使用场景的多样化导致电动化的技术路线也多样化。

主流的技术路线有换电重卡、纯电重卡、氢燃料电池重卡、氢燃料发动机重卡、混动重卡等。

众多的技术路线其控制策略也不尽相同。

本文主要从整车各系统结构入手，来对新能源重卡的控制策略进行概述，力求能起到抛砖引玉的作用，能够给读者以启发。

1新能源重卡系统概述1.1新能源重卡系统简述图1纯电动重卡简图如图1所示，动力电池作为车辆的动力源，为车辆提供行驶的能量或者在能量回收时储存能量。

多合一控制器控制转向油泵，打气泵、低压蓄电池DC供电、空调及PTC和氢堆DCDC的配电。

如果是氢燃料重卡，氢堆作为增程系统为车辆行驶提供额外的能量。

电机控制器驱动电机工作，整车控制器控制车辆上所有控制模块协同工作。

1.2新能源重卡高压系统介绍图2纯电动系统架构图如图2所示，新能源技术兴起于乘用车，重卡入局较晚，由于两者面对的客户群体和工况不一样，高低压架构也有所区别。

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。

纯电动汽车电控系统的工作原理

纯电动汽车电控系统的工作原理
纯电动汽车电控系统是指通过电能储存系统（如电池组）为动力源，通过电动机驱动车辆前进、制动、转向等等，并通过电控单元对电机和电池组进行实时监测和控制的系统。

其主要工作原理如下：
1. 电能储存：纯电动汽车采用电池组储存电能，电池组的电压、电流、温度等参数会不断变化，因此需要对电池组进行实时监测和控制。

2. 电机驱动：电池组通过电控单元输出电能，驱动电机转动以推动车辆前进、制动、转向等操作。

3. 能量回收：在制动或惯性滑行时，电机通过反向转动将动能转化为电能储存在电池组中，以实现能量回收，提高能源利用效率。

4. 车速控制：电控单元根据车速信号和驾驶员的指令控制电机输出电能，从而控制车速。

5. 压缩制动：电控单元根据制动信号控制电机回转，使车轮减速，达到制动效果。

6. 转向控制：电控单元通过控制电机转速差实现转向，例如左转时，左侧轮胎电机转速增加，右侧轮胎电机转速减小。

总之，纯电动汽车电控系统的工作原理是通过电池组储存电能，通过电控单元实时监测和控制电池组和电机，从而实现车辆的驱动、制动、转向等操作。

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纯电动汽车整车控制策略研究

纯电动汽车整车控制策略研究董伟【摘要】随着纯电动汽车的快速发展,整车电控系统成为一种非常重要的应用技术.为了更加深入研究纯电动汽车整车控制策略,阐述了整车电控系统的重要性以及研究的必要性,介绍了纯电动汽车整车基本结构,并对整车控制策略进行详细分析.纯电动汽车整车控制策略的研究对整车控制系统的设计开发具有较强的指导意义.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】3页(P51-53)【关键词】纯电动汽车;电控系统;整车控制器;控制策略【作者】董伟【作者单位】三门峡职业技术学院,三门峡 472000【正文语种】中文与传统汽车的控制系统相比，纯电的汽车电控系统的控制单元数量与复杂程度高出很多。

电控系统是保证纯电动汽车整车功能集成和优化的核心单元，为保证纯电动汽车各部件系统在最佳工况下能够协调运行，需要制定相应的控制系统和控制策略。

纯电动汽车电控系统主要包括整车控制系统、电池管理系统、电机控制系统以及能量回收系统等环节。

各系统之间要协调工作，方能保证整车的稳定性和安全性。

可以说整车控制系统是纯电的汽车的核心技术之一，对纯电的汽车的发展意义重大。

1 纯电动汽车系统概述1.1 纯电动汽车系统结构组成纯电动汽车仅仅依靠动力电池组提供的电能作为动力源驱动电动机转动，以此为整车提供动力。

纯电动汽车结构主要包括电机驱动系统、能源管理系统、整车控制单元、充电控制单元、电源变换装置（DC/DC）及仪表显示系统等[1]。

纯电动汽车系统结构如图1所示。

图1 纯电动汽车整车控制结构动力电池为整车的能量来源，而电池管理系统主要负责监控电池的状态，提高电池的利用率；电机是纯电动汽车的动力部件及能量回收的核心部件，而电机控制系统将动力电池的直流高压电转换成三相交流电驱动电机转动；整车控制器采集挡位信号和踏板信号等，控制电池的放电及电机的运行为整车提供动力；仪表为驾驶者提供车辆运行状况信息。

1.2 整车控制单元汽车整车控制单元（VCU）是纯电动汽车整车控制系统的核心部件。

整车控制系统的组成与功能

CAN总线使用的“时分多路传输”
CAN 总线系统-基础概念
二进制:二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。
60
00 111100
80
01 010000
CAN 总线组成 CAN 总线通信节点
硬件
通信节点
软件
数据传输终端
数据传输线
数据传输终端
CAN 总线组成-硬件（导线）
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换——CAN数据总线
通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多少和信息容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递，能大规模的减少系统的复杂性。
CAN 总线-优点
5 个控制器 10 个连接线
40-60 个控制器... 780-1000 个连接线
二、整车控制器的主要功能： 6. 车辆状态监测和显示 Ø 整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测, 并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统, 其过程是通过传感器和 CAN 总线, 检测车辆状态及其动力系统及相关电器附件相关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通过数字仪表显示出来。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。
为了减少干扰， CAN-Bus的传输线采用双绞线，其绞距为 20mm，截面积为0.35mm2或0.5mm2 。
CAN 总线组成-硬件（导线）
修理要求：修理时不能有大于50mm的线段不绞合。修理点之间的距离至少要相隔100 mm，以避免干扰。
CAN 总线组成-硬件（导线信号）导线上的具体是什么样的电信号呢？
二、整车控制器的主要功能： 4. 制动能量回馈控制 Ø 电动汽车的电机可以工作在再生制动状态，对制动能量进行回收利用是电动汽车和传统能源汽车的重要区别。整车控制器根据行驶速度、驾驶员制动意图和动力电池组状态( 如电池荷电状态SOC 值) 进行综合判断后，对制动能量回馈进行控制。如果达到回收制动能量的条件，整车控制器向电机控制单元发送控制指令，使电机工作在发电状态，将部分制动能量储存在动力电池组中，提高车辆能量利用效率。

纯电动汽车电控系统的工作原理

纯电动汽车电控系统的工作原理
纯电动汽车电控系统是通过控制器对电池组、电机和车辆其他电
气元件进行控制和管理，以实现电动汽车的加速、制动、定速巡航、
转向等功能。

在纯电动汽车电控系统中，控制器是核心部件，负责对整个系统
进行控制和调度。

控制器接收车辆各部件反馈的信息并进行处理，再
向各部件发送对应的控制指令。

电池组是纯电动汽车的能量来源，通过控制器对电池组电流、电
压和温度等参数进行监测和调整，保证电池组的安全可靠运行。

电机是实现车辆驱动的主要部件，通过控制器控制电机的电流输
出和转速，实现车辆的加速和转向等功能。

除此之外，纯电动汽车电控系统中还包括了充电系统、辅助电气
系统和车载网络等部分，以满足电动汽车的充电、照明、通信和娱乐
等多种需求。

总的来说，纯电动汽车电控系统是车载电气系统关键的组成部分，通过对系统各部件进行控制和管理，实现车辆的正常运行和高效能耗。

汽车研发：整车控制器(VCU)策略及开发流程

汽车研发：整车控制器（VCU ）策略及开发流程!摘要：纯电动汽车整车控制系统以VCU为中心，电池、电机及充电系统为外围辅助系的一套完整的电控系统。

随着汽车纯电动汽车的发展，将来对VCU的要求会越来越高。

电动汽车资源网讯:整车控制器是电动汽车各个子系统的调控中心，协调管理整车的运行状态, 也是电动汽车的核心技术之一。

就像真正的美女是需要智慧与美貌并存，光有身材，哪怕前凸后翘，S型，xiong器逼人，也只能从肉体上感觉很诱人，可远观却无法多沟通，这就是大家常说的胸大无脑，而VCU就是汽车的大脑，能够让汽车变得智能化，更懂你，可远观也可亵玩焉!今天，漫谈君就和大家聊一聊，整车控制器（VCU ）开发的方法和流程。

、VCU的作用与功能在电动汽车中，VCU是核心控制部件，它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。

此外, 可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。

在完成能量和动力控制部分控制的同时，VCU还可以与智能化的车身系统一起控制车上的用电设备,以保证驾驶的及时性和安全性。

因此，VCU的设计直接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其他性能。

1、VCU主要功能.接收驾®S指令,輸岀电机I区前扭矩, 实现躯动系统控制★整车能■分配及优化S理*监测和协调管理车上其他用电器★故障处理及诊断功能★系统状态仪裘显示亠*整车设备營理1）整车能量分配及优化管理;根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整，以实现优化能量供给，延长车辆使用寿命，提高车辆运行经济性。

2 ）故障处理及诊断功能;对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作。

3）系统状态仪表显示;4）整车设备管理监控各设备运行状态，及时进行动态调整。

5）系统控制根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应，实时与数据库进行比对，对各节点进行动态控制。

电动汽车控制系统研究

106AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车1　引言现代电动汽车的研究和开发是基于现代控制技术的理论，包括汽车技术、电机驱动技术、电力电子技术和储能技术等。

电动汽车设计过程中需要解决的三大问题，分别是整车技术、电力驱动技术和能源管理技术。

其中，整车技术包括两个方面：一是车身技术，主要是通过减轻电动汽车车身重量，实现加速和爬坡能力提升，有效增加行驶距离；二是整车控制系统集成控制技术，主要是对电动汽车的电子控制单元进行合理布置和协调，节省材料和降低成本，实现系统在控制过程中的优化，提高车辆性能[1]。

在传统燃油汽车中，发动机管理系统控制发动机在满足排放法规的前提下，提高燃油经济性和驾驶性能；对于纯电动汽车，动力电池代替燃油作为动力来源，取代了原有的发动机，因此，纯电动汽车还需要一个车辆控制系统优化能量的分配以提高行驶里程。

而车辆控制系统对车辆行驶性能有着重要影响，是纯电动汽车控制技术研究的重要内容[2]。

2　系统设计需求分析纯电动汽车控制系统集成了包括电机、变流器、动力电池、变速器等在内的各种电控设备，是一个集电气、电子、机械、化学等于一体的非线性动态系统。

因此，无论电动汽车的其他装配性能如何，即使都处于良好状态、一旦整车控制器出现问题，车辆将无法正常运行，无法实现能量回收控制，甚至发生事故。

如何协调各部分功能单元，使之合理、高效地工作成为纯电动汽车控制系统设计的一个非常棘手的问题。

基于国内外车辆控制系统的研究现状，针对车辆控制技术发展过程中存在的一些问题，本文构建了车辆控制系统的整体框架，对车辆控制器的工作原理进行了分析，最终确定了其功能。

3　车辆控制网络架构一般来说，纯电动汽车控制器的功能实现方案有两种：集中式控制和分布式控制，如表1所示。

由于CAN 总线越来越多地应用于分布式控制系统，结合表1提供的两种控制方案的分析，本研究采用了基于CAN 总线的分布式控制系统。

新能源电动汽车整车控制系统

新能源电动汽车整车控制系统关于汽车电控系统，它其实并不是新能源电动汽车专有的，燃油车同样具备，只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂，也更强大。

汽车电控系统，就是汽车电子控制系统，是由模块控制的系统总称，它由硬件和软件构成，电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称，我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统，这个系统可以控制车辆的运行能力，所以电控系统越强大，车辆的控制与行驶能力越出色。

今天咱们就来聊聊新能源汽车的整车控制系统。

整车控制系统由加速踏板位置传感器，制动踏板位置传感器，电子换挡器等输入信号传感器，整车控制器(VCU)，电机控制器(MCU)，电池管理系统(BMS)等控制模块和驱动电机，动力电池等执行元件组成。

组成构架图汽车上的这些控制器通过CAN网络来通信。

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。

最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。

比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。

1.驾驶员驾驶意图解析主要是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。

2.整车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,向整车管理系统发出相应的指令,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,向整车管理系统发出相应指令,保证安全性、舒适性。

3.制动能量回馈控制整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度、车辆行驶状态信息以及动力电池的状态信息(如SOC值)来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,在满足安全性能、制动性能以及驾驶员舒适性的前提下,回收部分能量。

机械毕业设计478纯电动汽车电控调速系统设计

届本科毕业论文（设计）论文题目：纯电动汽车电控调速系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：应用电子技术教育指导老师：完成时间：摘要本论文以纯电动汽车直流无刷电机控制器为研究目的，详细地叙述了基于STC12C5404AD型单片机控制的PWM调速控制系统的设计过程。

在论文中简单介绍了单片机STC12C5404AD的结构以及IGBT功率驱动模块的应用；无刷直流电机的霍尔信号与逻辑驱动信号的关系，利用此关系来控制电机的转动和方向；另外，本论文中对电机的一些保护功能如限流保护、欠压保护、短路保护都是利用模块的自带功能来实现的，而刹车断电、智能巡航、自动定速、防飞车、防盗等保护功能是利用程序来实现，这样使电路简单，成本降低。

除此之外，还设计了系统的软件流程，包括主程序流程设计，调速子程序流程设计。

关键词：纯电动汽车；STC12C5404AD；IGBT功率模块；PWM控制The pure electric vehicles speed electronic control system designAbstractThis article take developments the pure electric automobile concurrent not to brush the electrical machinery controller as the research goal, narrated in detail has controlled the pure electric automobile's PWM velocity modulation control system's design process based on the STC12C5404AD monolithic integrated circuit. The present paper introduced the monolithic integrated circuit STC12C5404AD structure as well as the IGBT power actuation module application in detail; Introduced not brushes direct current machine's Hall signal and logic driving signal relations, uses this relations to control electrical machinery's rotation and the direction; Moreover, in the present paper to electrical machinery's some protection function like current limiting protection, the under voltage protection, the short circuit protection is realizes using the module bringing function, but gets on the brakes the power failure, the intelligent cruise, the automatic constant speed, against speeding car, security and so on protection functions is realizes using the procedure, like this makes the electric circuit to be simple, cost reduction. In addition, but also has designed system's software flow, including master routine flow design, velocity modulation subroutine flow design.Key words:the pure electric automobile; STC12C5404AD; IGBT power module, PWM controls目录1 引言 (1)2设计方案 (1)2.1电机的选择 (1)2.2控制器的选择 (2)2.3PWM调制方式 (2)3系统结构框图 (3)4 单片机外围器件的设计 (4)4.1电源电路 (4)4.2单片机主控制电路 (4)4.2.1 SoC型单片机STC12C5404AD (5)4.2.2 ISP电路 (6)4.2.3 IGBT驱动模块 (7)4.3调速器输入电路 (7)4.4控制模拟器 (8)4.5换相逻辑接口 (9)4.6IGBT驱动电路 (10)4.7无刷电机驱动电路 (11)4.8防盗报警 (12)4.9保护电路 (13)5软件设计与分析 (13)5.1主程序流程图 (13)5.2PWM频率 (13)5.3子程序流程图 (13)5.3.1 模拟控制键子程序 (15)5.3.2 正反转子程序 (16)5.3.3 A/D转换子程序 (16)6 结束语 (16)谢辞 (18)参考文献 (19)附图1: 整体电路图 (20)程序清单 (21)1 引言汽车虽给国民经济带来了发展，给人类带来了方便，但也给人类带来了巨大的灾害，42%的环境污染是来源于燃油汽车的排放，80%的城市噪声是由交通工具产生的；并且当今世界石油储量日趋减少，而燃油汽车是消耗石油的大户！因而当今汽车工业发展势必寻求低噪声、零排放、综合利用能源的方向。

新能源汽车整车控制器系统结构和功能介绍

新能源汽车整车控制器系统结构和功能介绍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。

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。

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。

整车电子控制系统VCU

目录
1 课题的目的和意义 2 主要研究内容 3 课题研究目标与技术指标 4 课题研究技术路线 5 项目组织与管理
中国第一汽车集团公司
China FAW Group Corporation
5
2.主要研究内容
中国第一汽车集团公司
China FAW Group Corporation
重点研究整车控制系统的核心控制算法与应用软件的开发方法，研究制定以提高动力系统能量利用效率并兼顾行驶平顺性为目的的整车驱动与制动控制策略和控制算法，确定满足整车行驶工况的安全控制策略及故障诊断和容错控制算法，构建基于CAN通讯协议的纯电动汽车整车控制系统结构体系，建立控制系统快速控制原型开发与测试标定技术平台。内容包括：
整车VCU产品开发
基于汽车计算平台，整合控制算法、标定监控、故障诊断、网络管理、文件下载模块于一体，形成完整的汽车级用户产品。
VCU台架测试、装车调试及整车性能验证
完善动力系统试验台架，进行整车控制系统测试平台的调试，对主要控制参数进行标定和优化，完善系统控制策略和控制算法。
整车VCU装车调试，对整车控制系统CAN网络性能、整车的动力性能、经济性能等进行比较全面的试验。
发展动态
开展以面向产业化应用为主的工程化、标准化和可靠性等方面的研究工作；提高整车控制策略的技术成熟度、整车控制器产品的技术水平及其产业化能力；在动力系统集成和控制系统开发方面突破国外技术垄断，形成具有自主知识产权的产品核心竞争能力。
专利（不完全统计）：国内28，国外13---纯电动汽车，控制系统（控制器），能量管理
发展混合动力汽车和电动汽车能够缩短我国汽车工业与世界先进汽车工业的差距。因此：国务院七大新兴战略性产业之一：电动汽车；工信部五个新兴支柱产业之一：

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势1. 引言1.1 新能源汽车电控技术的重要性新能源汽车电控技术作为新一代汽车技术的重要组成部分，具有重要的意义和价值。

随着全球环境问题日益严重，传统燃油汽车所带来的污染和能源消耗问题亟需得到解决。

新能源汽车成为了人们关注和追捧的焦点，而其中的电控技术则是支撑新能源汽车正常运行的关键。

电控技术通过控制电能的传输和转换，实现了新能源汽车各个部件之间的协调运作。

它可以监控电池的电量、管理电动机的输出功率、控制车辆的行驶轨迹等，从而提高车辆的性能和运行效率。

电控技术还可以实现对能源的有效利用，延长电池的使用寿命，降低能耗并减少尾气排放，对环保和节能颇具意义。

新能源汽车电控技术的重要性不言而喻。

它不仅关乎新能源汽车的性能和可靠性，也直接影响着新能源汽车产业的发展和未来趋势。

随着新能源汽车不断普及和发展，电控技术的不断创新和提升将为新能源汽车行业带来更多的发展机遇和挑战。

只有不断推动电控技术的发展，才能推动整个新能源汽车产业向前发展，实现可持续发展的目标。

2. 正文2.1 新能源汽车电控技术的发展现状新能源汽车电控系统的集成化程度不断提高。

传统汽车电控系统繁杂，各个子系统之间缺乏统一规划，导致系统效率低下。

而新能源汽车电控系统采用了集成化设计，统一控制平台，实现了各个子系统之间的互通互联，提高了整车性能。

新能源汽车电控技术的智能化水平不断提升。

随着人工智能、大数据等技术的广泛应用，新能源汽车电控系统开始具备自适应学习、自主决策等功能，可以根据车辆运行状态和驾驶习惯实现智能调控，提升车辆稳定性和行车舒适性。

新能源汽车电控技术在安全性方面的改进也是显著的。

通过引入多重安全防护机制，在电池管理、电机控制等关键领域设立多重保护策略，以确保车辆在各种极端情况下的安全运行。

新能源汽车电控技术的发展现状仍然在不断完善中，不断提升其性能和功能，为新能源汽车的推广和应用奠定了坚实的基础。

面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统控制策略

面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统控制策略纯电动汽车是当前汽车行业的热门话题之一，作为能源效率的重要代表，纯电动汽车在近年来受到了广泛的关注。

而纯电动汽车的核心技术之一就是双电机动力系统控制策略。

双电机动力系统能够有效提高汽车的动力性能和能源利用率，同时也能够降低能耗，为环保事业做出了积极贡献。

本文将结合面向能耗的角度，对纯电动汽车双电机动力系统控制策略进行深入分析。

一、双电机动力系统概述纯电动汽车的动力系统一般由电机、电控器、电池和驱动电路等组成，而双电机动力系统则是在传统单电机系统的基础上增加了第二个电机。

这样可以更灵活地调节两个电机的输出功率，进而实现更加精确的动力输出和能源分配。

双电机动力系统一般分为前置式和后置式两种结构，前置式布置两个电机分别驱动前、后轮，而后置式将两个电机分别安装在前、后车轴上。

双电机动力系统在提高汽车动力性能的还可以通过制动能量回收系统将制动过程中产生的能量转化为电能进行储存，从而进一步提高汽车的能效。

双电机动力系统有效减少了汽车传动链路的损失，提高了能源利用率。

1. 整车能耗管理双电机动力系统控制策略的核心之一就是整车能耗管理，即通过对车辆动力系统的管理和优化，实现最佳的能源利用效率。

双电机动力系统需要根据车辆的实际行驶状况、路况和驾驶习惯等因素进行动力分配，以保证车辆在最小的能耗下获得最佳的动力输出。

还需要对电机的转速、扭矩、功率输出等参数进行实时监测和调节，以确保车辆在不同工况下都能够保持良好的动力性能和最佳的能源利用。

2. 能量回收系统双电机动力系统在制动过程中可以通过能量回收系统将制动产生的能量转化为电能进行储存，这样可以进一步提高汽车的能源利用效率。

而能量回收系统的控制策略主要包括对回收电能的实时监测和管理，确保能量的回收和储存过程能够尽可能高效地进行。

还需要对储存的能量进行合理分配和利用，以满足车辆各项功耗和动力需求。

3. 整车系统协同控制双电机动力系统需要与车辆的其他系统进行协同控制，包括车辆的制动系统、空调系统、辅助设备等。

纯电动汽车高压电控总成的结构介绍

纯电动汽车高压电控总成的结构介绍摘要：汽车产业是我国国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。

目前我国汽车主要以汽油、柴油为燃料，随着汽车产销量及保有量的迅速增长，燃油汽车带来的能源紧张问题也更加突出。

基于能源结构安全和环境保护压力，发展节能环保的新能源汽车已成为迫切需求。

当前我国新能源汽车技术发展迅速，市面已经推出多款纯电动汽车，但是绝大多数民众对于纯电动汽车远远不如汽柴油发动机汽车了解，实际上纯电动汽车与传统汽车区别并不很大，本文重点向大家普及一下纯电动汽车上高压电控总成的知识。

关键词：纯电动汽车；高压电控总成；比亚迪e5一、传统汽车与纯电动汽车的异同1、传统汽车与纯电动汽车相类似的技术：包括汽车车身，汽车悬挂系统，制动系统，转向系统，喇叭、灯光，升降電机等等汽车电器。

2、传统汽车与纯电动汽车区别比较明显的技术：动力系统，高压电控系统，行驶系中的变速系统。

纯电动汽车动力系统比较简单，汽柴油发动机换为电机，变速系统也改用更简单的单速变速箱。

但是因为纯电动汽车目前多采用蓄电装置，充放电之间的直流交流高压低压的逆变技术更为复杂，所以本文重点普及纯电动汽车的高压电控系统。

二、纯电动汽车上高压电控总成介绍以比亚迪e5纯电动车为例，以下介绍一下纯电动汽车上的高压电控系统。

上图为比亚迪e5纯电动汽车的高压电控总成的分解图。

在实车上，整个总成一般是装在铸铝或者铝合金盒子之内，并在盒子各处留置有相应的端口。

纯电动汽车的高压电控总成集成了两电平双向交流逆变式电机控制器（VTOG）、高压配电箱、DC-DC电压转换器、漏电传感器模块等部分。

VTOG的主要功能是驱动控制和充电控制。

由大容量薄膜电容、VTOG高压电控主板、IGBT模块、3相交流输出带霍尔电流传感器等主要原件组成。

大容量薄膜电容用于快速吸收回馈制动能量，也可作为大功率放电下的辅助动力源；IGBT模块则是电动汽车的技术核心，它通过脉冲宽度调制（PWM）的方式控制IGBT开关，将电流从DC转换到AC（电池到电机，驱动电机）或者从AC转化到DC（电机到电池，刹车、下坡时能量回收）；VTOG高压电控主板的功能是控制电动机和发电机根据不同工况，控制电机的正反转、功率、扭矩和转速等。

介绍纯电动汽车的电驱动系统结构及原理

介绍纯电动汽车的电驱动系统结构及原理电驱动系统是纯电动汽车的核心组成部分，它由电机、电池、电控系统和传动装置等多个部件组成。

本文将从电驱动系统的结构和原理两个方面进行介绍。

一、电驱动系统的结构电驱动系统一般由电机、电池、电控系统和传动装置组成。

1. 电机：电驱动系统的关键部件之一，负责将电能转化为机械能，驱动汽车行驶。

电动汽车常用的电机类型包括交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。

2. 电池：电驱动系统的能量来源，通过储存化学能将其转化为电能供电机使用。

目前常用的电池类型有锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等。

3. 电控系统：电驱动系统的控制中枢，负责监测和控制电机的工作状态，实现对电机的启停、转速调节和能量回馈等功能。

电控系统通常由控制器、传感器和通信模块构成。

4. 传动装置：电驱动系统将电机的转动力量传递给车轮，使汽车运动。

传动装置根据不同的车型和性能要求，可以采用单速传动、多速传动或无级变速传动等不同的结构形式。

二、电驱动系统的原理电驱动系统的工作原理可以简单概括为：电池提供电能，电控系统控制电机的工作，电机驱动传动装置将动力传递给车轮，从而使车辆运动。

1. 电能供应：电驱动系统的能量来源是电池，电池通过化学反应将化学能转化为电能。

电池的电能储存可以通过充电桩、太阳能电池板等方式进行。

2. 电机工作：电控系统检测车辆的工作状态，并根据需求控制电机的启停和转速。

电控系统通过控制器对电机进行控制，实现电机的正转、反转和调速等功能。

3. 动力传递：电机通过传动装置将动力传递给车轮，从而推动车辆运动。

传动装置根据不同的车型和性能要求，可以采用不同的传动形式，如齿轮传动、链条传动和无级变速传动等。

4. 能量回馈：在制动和减速时，电驱动系统可以通过电机的反向工作将动能转化为电能，储存在电池中，以实现能量的回收和再利用，提高能源利用效率。

电驱动系统是纯电动汽车实现电能转化为机械能的重要组成部分。

它通过电池提供电能，电机将电能转化为机械能，电控系统控制电机的工作，传动装置将动力传递给车轮，从而实现纯电动汽车的驱动。